第二章 機械安全設計

第二章機械平安設計根本技術原那么：風險評價優(yōu)先采用本質(zhì)平安措施符合人類工效學的準那么符合平安衛(wèi)生要求思索平安措施和平安設計的程序主要內(nèi)容：機械平安設計思索的四大方面機械平安設計的主要內(nèi)容構造平安設計、控制系統(tǒng)有關平安部件的設計、防護安裝、附加信息機械平安防護安裝的設計：平安防護安裝分類平安防護安裝設置平安防護安裝設計要求1第一節(jié)根本技術原那么一、對所設計的機械進展風險評價

風險的大?。簷C器的類型、用途、運用方法、出入現(xiàn)場的難易程度運用人員的素質(zhì)、技藝與任務態(tài)度對危險的了解程度和所采取的防止危險的技藝風險評價：以系統(tǒng)方式對與機械有關的危險進展調(diào)查的一系列的邏輯步驟，其目的是經(jīng)過分析，找出緣由，提高平安程度。采取定性與定量相結合的方式。2機械風險評價:

機械風險評價是指以機械或機械系統(tǒng)為研討對象，用系統(tǒng)方式分析機器運用階段能夠產(chǎn)生的各種危險、一切能夠的危險形狀，以及在危險形狀下能夠發(fā)生損傷或危害安康的危險事件，并對危險事件的概率和程度進展全面評價的一系列邏輯步驟和選代過程。風險要素:

與機械的特定形狀或技術過程有關的風險由以下兩個要素組合得出：

〔1〕發(fā)生損傷或危害安康的概率。這種概率與人員暴露于危險中的頻次和面臨危險的繼續(xù)時間有關，與危險事件出現(xiàn)的概率有關。

〔2〕損傷或危害安康的可預見的最嚴重程度。這種嚴重程度有一定的隨機性，與多種要素的綜合影響和作用有關，這些要素如何影響和怎樣作器具有很大的偶爾性，難以預見。

31、風險評價的步驟及內(nèi)容

〔1〕風險分析：研討機械和人在規(guī)定的運用條件下，面臨或處于一種或幾種危險要素的形狀或環(huán)境。包括：1〕機械限制確實定機械的壽命、運用范圍、運用者的訓練程度2〕危險識別機械類危險：各種損傷如擠壓，纏繞等。非機械類危險：電氣危險、熱危險、噪聲危險、振動等。3〕風險評價思索在機械危險形狀下，呵斥人員損傷的幾率和損傷程度損傷的嚴重度損傷出現(xiàn)的概率防護對象的性質(zhì)、損傷的嚴重度、對人損傷的范圍、對機器損傷的范圍暴露危險區(qū)的頻次和繼續(xù)時間、危險事件出現(xiàn)的概率、防止損傷的能夠性4

〔2〕風險評定：風險評價后要進展風險的評定，以確定機械能否需求減少風險或能否到達了平安的要求。平安風險評價的流程圖5

風險評定可以采用的方法：1〕對所見到的能夠導致?lián)p傷和危害安康的各種危險形狀逐一核對采取的平安措施，評定能否到達了風險減小的目的。2〕在具有可比性的條件下，與曾經(jīng)過風險評價并被以為平安的類似機械進展對比。其對比的條件：a:現(xiàn)有的工藝程度的風險減小是可接受的b:運用的工藝是可比的c:危險和風險要素是可比的d:技術目的是可比的e:運用條件是可比的6(3)編制風險評價報告風險評價的結果應構成文件〔文字資料、圖表與數(shù)據(jù)〕，報告內(nèi)容除了合同書、參與單位人員的資質(zhì)文件外，還應包括以下內(nèi)容：

第一，評價根據(jù)，如法規(guī)、規(guī)范等文獻；

第二，評價機械的預期運用、技術規(guī)范規(guī)范和限制范圍、操作程序和對人員的要求等；

第三，識別預期運用中的危險、危險形狀和危險事件的種類、緣由和存在部位；

第四，搜集的有關信息，例如事故，職業(yè)病歷史，測試、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對類似機械進展風險評價獲得的閱歷和教訓等；

第五，經(jīng)過平安措施要到達的目的；

第六，為消除危險或減小風險所實施的平安措施建議。72、風險評價的方法危險性預先分析〔PHA，PreliminaryHazardAnalysis〕缺點方式與影響分析〔FMEA，F(xiàn)aultModesandEffectsAnalysis〕致命度分析〔CA，CriticalAnalysis〕缺點樹分析〔FTA，F(xiàn)aultTreeAnalysis〕事件樹分析〔ETA，EventTreeAnalysis〕前因－后果分析〔ReasonandResultAnalysis〕德爾菲法〔DELPHL)風險系統(tǒng)分析組織〔MOSAR〕

8二、優(yōu)先采用本質(zhì)平安措施

1、盡量采用各種有效的先進的技術手段，從根本上消除危險的存在2、使機器具有自動防止誤操作的才干3、使機器具有完善的自我維護功能9三、符合人類效果學的準那么

1、正確地布置各種控制操作安裝

2、正確地選擇任務平臺的位置及高度10

任務座椅普通人類工效學要求3、盡量提供適宜的任務座椅11

4、出入作業(yè)地點要方便四、符合平安衛(wèi)生要求

要求機器不得排放超越規(guī)定的各種有害物質(zhì)，假設不能消除有害物質(zhì)的排放，必需配備處置有害物質(zhì)的安裝。12五、按思索機械平安措施的原那么和設計程序進展平安設計1、機械平安措施1〕消除產(chǎn)生危險的緣由2〕減少接觸機器危險部件的需求3〕提供平安安裝使人難以接近機器的危險部位4〕提供維護安裝或防護服132、平安設計的程序1〕思索設備的本質(zhì)平安2〕對控制安裝的選擇3〕思索機器的失效平安4〕思索維護及隔離方法5〕定位平安6〕機器布置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種類優(yōu)先等級詳細說明最小風險設計1設計中消除風險。如果已確認的風險不能被消除，則通過設計選擇將其減少到可接受水平。加入安全裝置2如果通過設計選擇不能消除已知風險，則使用固定的、自動的或其他安全設計特征或裝置降低風險。應當明文規(guī)定對安全設備做定期性能檢查。裝備警告裝置3當設計和安全裝置都不能有效地消除已知風險或充分降低風險時，則應采用能探測到風險狀況并發(fā)出警告信號的設備。警告信號及其應用應設計成能最大限度地減少不正確的人為反應和響應的可能性。應設立警告表示及警告牌警告運行人員和地面保障人員勿接觸高電壓和重物之類的風險。開發(fā)程序及培訓4當通過設計選擇或特殊的安全和警告裝置來消除風險都不可行時，則應使用程序及培訓。然而，使用程序及培訓來減少災難性的、危險的、嚴重的或緊急嚴重程度的風險，需要得到管理當局的同意。平安優(yōu)先次序16第二節(jié)機械平安設計的主要內(nèi)容一、機械的平安設計

1、零件平安在規(guī)定載荷和規(guī)定時間內(nèi)，零件不發(fā)生斷裂、過度變形、磨損、腐蝕等2、整機平安保證整個技術系統(tǒng)在規(guī)定條件下實現(xiàn)總的功能3、任務平安對操作人員的防護，保證人身平安和身心安康4、環(huán)境平安對整個系統(tǒng)的周圍環(huán)境和人不呵斥危害和污染，同時也保證機器對環(huán)境的順應性17二、平安設計的方法及運用

1、直接平安設計法遵照三個原理1〕平安存在原理零件和零件之間在規(guī)定載荷和時間內(nèi)平安。受力、實驗負荷、腐蝕、溫度、老化。2〕有限損壞原理功能被破壞或干擾時，破壞次要部件。平安銷、平安閥、易損件等。平安銷座平安銷18二、平安設計的方法及運用

3〕冗余配置原理反復的備用系統(tǒng)。飛機的多驅動和副油箱、壓力容器的兩個平安閥、礦山排水的水泵系統(tǒng)采用三套配置〔運轉、維修、備用)。19

2、間接平安設計法經(jīng)過防護系統(tǒng)和維護安裝來實現(xiàn)技術系統(tǒng)的平安可靠。如：液壓回路中的平安閥3、提示性平安設計法在危害出現(xiàn)前，經(jīng)過指示燈、警鈴等提示人們留意，及時停頓機器的任務，排除缺點。如：行駛機械在燃油箱的燃油所剩不多時，指示燈亮。20三、機械平安設計的主要內(nèi)容

1、機械構造的平安設計2、消除和減少機械危險的設計3、機械控制系統(tǒng)平安部件的設計4、機械平安安裝的設計5、機械的平安運用信息6、機械的附加預防措施的設計211、機械構造的平安設計1〕機械零、部件外形和相對位置的設計2〕限制運動件的質(zhì)量和速度3〕限制往復運動件的運動間隔和加速度4〕限制彈性元件的位能5〕限制支配器的支配力6〕限制機器的噪聲和振動7〕限制機器的外表溫度228〕合理規(guī)定和計算零件的強度和應力9〕合理選用資料10〕采用本質(zhì)平安的技術、工藝和動力源11〕采用強迫機械作用原那么12〕遵照人類效果學原那么13〕提高機器及其零部件的可靠性14〕提高裝卸和送取料任務的機械化、自動化程度15〕盡量使維修、光滑和調(diào)整點位于危險區(qū)之外232、消除和減少機械危險的主要途徑與措施〔一〕機械性危險1〕擠壓危險減少運動件的最大間隔2〕剪切危險消除運動件的間隙3〕切割危險消除運動件的尖角、銳邊、減少粗糙度等4〕纏繞危險降低運動速度，凸出物被覆蓋等5〕沖擊危險限制往復運動的速度、加速度、間隔等6〕摩擦磨損危險盡量運用光滑的外表等24〔二〕非機械性危險1〕電的危險減少電擊、短路、過載、靜電2〕熱危險降低相對速度、冷卻、防止高溫流體放射3〕噪聲危險提高配合精度、減少振動4〕振動危險加強平衡、減振5〕輻射危險盡量少用、嚴厲密封等6〕資料或物質(zhì)產(chǎn)生的危險少用易燃、有害等物質(zhì)、密封、隔離25第三節(jié)機械平安防護安裝的設計一、平安防護安裝的類別平安維護安裝：對人平安控制安裝：對物按照功能分類：1〕延續(xù)檢測和自動控制安裝有毒、有害、易燃等，如排風機、自動切斷電源、停頓加料等2〕聯(lián)鎖安裝防止機器零部件在特定條件下〔普通只需防護安裝不封鎖〕運轉的安裝。它可以是機械的、電動的、液壓的或氣動的?？扉_門壓力容器平安聯(lián)鎖維護安裝263〕缺點保險安裝熔斷器和保險絲、雙電源、冗余設備等4〕雙手操作式平安控制安裝。使操作者操作設備時不能夠進入危險區(qū)5〕固定平安安裝防止接觸機器危險部件的固定的平安安裝6〕控制平安安裝控制機器的運轉，安裝完全閉合時，機器才干開動7〕自動停機安裝。超越平安度，觸發(fā)線、光電安裝8〕隔離平安安裝如固定的護欄9〕可調(diào)平安安裝

2728二、平安防護安裝的設置

1〕旋轉機械的傳動外露部分如砂輪、電鋸、皮帶輪等防護網(wǎng)、防護欄桿、防護罩等2〕沖壓設備的施壓部分加擋手板、平安開關、光電控制等3〕起重運輸設備信號安裝、行程限制、自動連鎖安裝等4〕加工過熱或過冷的部件安裝防接觸安裝29

5〕易燃、易爆的消費設備自動報警、限壓安裝、防爆閥等6〕復雜的消費設備和重要的平安系統(tǒng)自動控制安裝、預警信號安裝、連鎖安裝等7〕產(chǎn)生粉塵、有害氣體、發(fā)生輻射自動加料、凈化和排放安裝、檢測、報警、屏蔽安裝等8〕進展檢修的機械、電氣設備掛上警告或危險牌30三、平安防護安裝的設計經(jīng)過構造設計不能防止的危險，應采用平安防護安裝。1、防護安裝和平安安裝的選用1〕機械正常運轉時操作者不需進入危險區(qū)的場所a:固定防護安裝：送料取料安裝、護欄、輔助任務臺等b:聯(lián)鎖安裝c:自動封鎖防護安裝d:自動停機安裝：光電安裝、壓敏墊等2〕機械正常運轉時操作者需求進入危險區(qū)的場所a:聯(lián)