第二章 机械安全设计

第二章机械平安设计根本技术原那么：风险评价优先采用本质平安措施符合人类工效学的准那么符合平安卫生要求思索平安措施和平安设计的程序主要内容：机械平安设计思索的四大方面机械平安设计的主要内容构造平安设计、控制系统有关平安部件的设计、防护安装、附加信息机械平安防护安装的设计：平安防护安装分类平安防护安装设置平安防护安装设计要求1第一节根本技术原那么一、对所设计的机械进展风险评价

风险的大小：机器的类型、用途、运用方法、出入现场的难易程度运用人员的素质、技艺与任务态度对危险的了解程度和所采取的防止危险的技艺风险评价：以系统方式对与机械有关的危险进展调查的一系列的逻辑步骤，其目的是经过分析，找出缘由，提高平安程度。采取定性与定量相结合的方式。2机械风险评价:

机械风险评价是指以机械或机械系统为研讨对象，用系统方式分析机器运用阶段能够产生的各种危险、一切能够的危险形状，以及在危险形状下能够发生损伤或危害安康的危险事件，并对危险事件的概率和程度进展全面评价的一系列逻辑步骤和选代过程。风险要素:

与机械的特定形状或技术过程有关的风险由以下两个要素组合得出：

〔1〕发生损伤或危害安康的概率。这种概率与人员暴露于危险中的频次和面临危险的继续时间有关，与危险事件出现的概率有关。

〔2〕损伤或危害安康的可预见的最严重程度。这种严重程度有一定的随机性，与多种要素的综合影响和作用有关，这些要素如何影响和怎样作器具有很大的偶尔性，难以预见。

31、风险评价的步骤及内容

〔1〕风险分析：研讨机械和人在规定的运用条件下，面临或处于一种或几种危险要素的形状或环境。包括：1〕机械限制确实定机械的寿命、运用范围、运用者的训练程度2〕危险识别机械类危险：各种损伤如挤压，缠绕等。非机械类危险：电气危险、热危险、噪声危险、振动等。3〕风险评价思索在机械危险形状下，呵斥人员损伤的几率和损伤程度损伤的严重度损伤出现的概率防护对象的性质、损伤的严重度、对人损伤的范围、对机器损伤的范围暴露危险区的频次和继续时间、危险事件出现的概率、防止损伤的能够性4

〔2〕风险评定：风险评价后要进展风险的评定，以确定机械能否需求减少风险或能否到达了平安的要求。平安风险评价的流程图5

风险评定可以采用的方法：1〕对所见到的能够导致损伤和危害安康的各种危险形状逐一核对采取的平安措施，评定能否到达了风险减小的目的。2〕在具有可比性的条件下，与曾经过风险评价并被以为平安的类似机械进展对比。其对比的条件：a:现有的工艺程度的风险减小是可接受的b:运用的工艺是可比的c:危险和风险要素是可比的d:技术目的是可比的e:运用条件是可比的6(3)编制风险评价报告风险评价的结果应构成文件〔文字资料、图表与数据〕，报告内容除了合同书、参与单位人员的资质文件外，还应包括以下内容：

第一，评价根据，如法规、规范等文献；

第二，评价机械的预期运用、技术规范规范和限制范围、操作程序和对人员的要求等；

第三，识别预期运用中的危险、危险形状和危险事件的种类、缘由和存在部位；

第四，搜集的有关信息，例如事故，职业病历史，测试、统计数据，对类似机械进展风险评价获得的阅历和教训等；

第五，经过平安措施要到达的目的；

第六，为消除危险或减小风险所实施的平安措施建议。72、风险评价的方法危险性预先分析〔PHA，PreliminaryHazardAnalysis〕缺点方式与影响分析〔FMEA，FaultModesandEffectsAnalysis〕致命度分析〔CA，CriticalAnalysis〕缺点树分析〔FTA，FaultTreeAnalysis〕事件树分析〔ETA，EventTreeAnalysis〕前因－后果分析〔ReasonandResultAnalysis〕德尔菲法〔DELPHL)风险系统分析组织〔MOSAR〕

8二、优先采用本质平安措施

1、尽量采用各种有效的先进的技术手段，从根本上消除危险的存在2、使机器具有自动防止误操作的才干3、使机器具有完善的自我维护功能9三、符合人类效果学的准那么

1、正确地布置各种控制操作安装

2、正确地选择任务平台的位置及高度10

任务座椅普通人类工效学要求3、尽量提供适宜的任务座椅11

4、出入作业地点要方便四、符合平安卫生要求

要求机器不得排放超越规定的各种有害物质，假设不能消除有害物质的排放，必需配备处置有害物质的安装。12五、按思索机械平安措施的原那么和设计程序进展平安设计1、机械平安措施1〕消除产生危险的缘由2〕减少接触机器危险部件的需求3〕提供平安安装使人难以接近机器的危险部位4〕提供维护安装或防护服132、平安设计的程序1〕思索设备的本质平安2〕对控制安装的选择3〕思索机器的失效平安4〕思索维护及隔离方法5〕定位平安6〕机器布置14FAA:SafetyOrderofPrecedenceDescriptionPriorityDefinitionDesignforminimumrisk.1Designtoeliminaterisks.Iftheidentifiedriskcannotbeeliminated,reduceittoanacceptablelevelthroughdesignselection.Incorporatesafetydevices.2Ifidentifiedriskscannotbeeliminatedthroughdesignselection,reducetheriskviatheuseoffixed,automatic,orothersafetydesignfeaturesordevices.Provisionsshallbemadeforperiodicfunctionalchecksofsafetydevices.Providewarningdevices.3Whenneitherdesignnorsafetydevicescaneffectivelyeliminateidentifiedrisksoradequatelyreducerisk,devicesshallbeusedtodetecttheconditionandtoproduceanadequatewarningsignal.Warningsignalsandtheirapplicationshallbedesignedtominimizethelikelihoodofinappropriatehumanreactionandresponse.Warningsignsandplacardsshallbeprovidedtoalertoperationalandsupportpersonnelofsuchrisksasexposuretohighvoltageandheavyobjects.Developproceduresandtraining.4Whereitisimpracticaltoeliminaterisksthroughdesignselectionorspecificsafetyandwarningdevices,proceduresandtrainingareused.However,concurrenceofauthorityisusuallyrequiredwhenproceduresandtrainingareappliedtoreducerisksofcatastrophic,hazardous,major,orcriticalseverity.FromFAASystemSafetyHandbook15种类优先等级详细说明最小风险设计1设计中消除风险。如果已确认的风险不能被消除，则通过设计选择将其减少到可接受水平。加入安全装置2如果通过设计选择不能消除已知风险，则使用固定的、自动的或其他安全设计特征或装置降低风险。应当明文规定对安全设备做定期性能检查。装备警告装置3当设计和安全装置都不能有效地消除已知风险或充分降低风险时，则应采用能探测到风险状况并发出警告信号的设备。警告信号及其应用应设计成能最大限度地减少不正确的人为反应和响应的可能性。应设立警告表示及警告牌警告运行人员和地面保障人员勿接触高电压和重物之类的风险。开发程序及培训4当通过设计选择或特殊的安全和警告装置来消除风险都不可行时，则应使用程序及培训。然而，使用程序及培训来减少灾难性的、危险的、严重的或紧急严重程度的风险，需要得到管理当局的同意。平安优先次序16第二节机械平安设计的主要内容一、机械的平安设计

1、零件平安在规定载荷和规定时间内，零件不发生断裂、过度变形、磨损、腐蚀等2、整机平安保证整个技术系统在规定条件下实现总的功能3、任务平安对操作人员的防护，保证人身平安和身心安康4、环境平安对整个系统的周围环境和人不呵斥危害和污染，同时也保证机器对环境的顺应性17二、平安设计的方法及运用

1、直接平安设计法遵照三个原理1〕平安存在原理零件和零件之间在规定载荷和时间内平安。受力、实验负荷、腐蚀、温度、老化。2〕有限损坏原理功能被破坏或干扰时，破坏次要部件。平安销、平安阀、易损件等。平安销座平安销18二、平安设计的方法及运用

3〕冗余配置原理反复的备用系统。飞机的多驱动和副油箱、压力容器的两个平安阀、矿山排水的水泵系统采用三套配置〔运转、维修、备用)。19

2、间接平安设计法经过防护系统和维护安装来实现技术系统的平安可靠。如：液压回路中的平安阀3、提示性平安设计法在危害出现前，经过指示灯、警铃等提示人们留意，及时停顿机器的任务，排除缺点。如：行驶机械在燃油箱的燃油所剩不多时，指示灯亮。20三、机械平安设计的主要内容

1、机械构造的平安设计2、消除和减少机械危险的设计3、机械控制系统平安部件的设计4、机械平安安装的设计5、机械的平安运用信息6、机械的附加预防措施的设计211、机械构造的平安设计1〕机械零、部件外形和相对位置的设计2〕限制运动件的质量和速度3〕限制往复运动件的运动间隔和加速度4〕限制弹性元件的位能5〕限制支配器的支配力6〕限制机器的噪声和振动7〕限制机器的外表温度228〕合理规定和计算零件的强度和应力9〕合理选用资料10〕采用本质平安的技术、工艺和动力源11〕采用强迫机械作用原那么12〕遵照人类效果学原那么13〕提高机器及其零部件的可靠性14〕提高装卸和送取料任务的机械化、自动化程度15〕尽量使维修、光滑和调整点位于危险区之外232、消除和减少机械危险的主要途径与措施〔一〕机械性危险1〕挤压危险减少运动件的最大间隔2〕剪切危险消除运动件的间隙3〕切割危险消除运动件的尖角、锐边、减少粗糙度等4〕缠绕危险降低运动速度，凸出物被覆盖等5〕冲击危险限制往复运动的速度、加速度、间隔等6〕摩擦磨损危险尽量运用光滑的外表等24〔二〕非机械性危险1〕电的危险减少电击、短路、过载、静电2〕热危险降低相对速度、冷却、防止高温流体放射3〕噪声危险提高配合精度、减少振动4〕振动危险加强平衡、减振5〕辐射危险尽量少用、严厉密封等6〕资料或物质产生的危险少用易燃、有害等物质、密封、隔离25第三节机械平安防护安装的设计一、平安防护安装的类别平安维护安装：对人平安控制安装：对物按照功能分类：1〕延续检测和自动控制安装有毒、有害、易燃等，如排风机、自动切断电源、停顿加料等2〕联锁安装防止机器零部件在特定条件下〔普通只需防护安装不封锁〕运转的安装。它可以是机械的、电动的、液压的或气动的。快开门压力容器平安联锁维护安装263〕缺点保险安装熔断器和保险丝、双电源、冗余设备等4〕双手操作式平安控制安装。使操作者操作设备时不能够进入危险区5〕固定平安安装防止接触机器危险部件的固定的平安安装6〕控制平安安装控制机器的运转，安装完全闭合时，机器才干开动7〕自动停机安装。超越平安度，触发线、光电安装8〕隔离平安安装如固定的护栏9〕可调平安安装

2728二、平安防护安装的设置

1〕旋转机械的传动外露部分如砂轮、电锯、皮带轮等防护网、防护栏杆、防护罩等2〕冲压设备的施压部分加挡手板、平安开关、光电控制等3〕起重运输设备信号安装、行程限制、自动连锁安装等4〕加工过热或过冷的部件安装防接触安装29

5〕易燃、易爆的消费设备自动报警、限压安装、防爆阀等6〕复杂的消费设备和重要的平安系统自动控制安装、预警信号安装、连锁安装等7〕产生粉尘、有害气体、发生辐射自动加料、净化和排放安装、检测、报警、屏蔽安装等8〕进展检修的机械、电气设备挂上警告或危险牌30三、平安防护安装的设计经过构造设计不能防止的危险，应采用平安防护安装。1、防护安装和平安安装的选用1〕机械正常运转时操作者不需进入危险区的场所a:固定防护安装：送料取料安装、护栏、辅助任务台等b:联锁安装c:自动封锁防护安装d:自动停机安装：光电安装、压敏垫等2〕机械正常运转时操作者需求进入危险区的场所a:联