第二章 机械安全设计

第二章机械安全设计郭文杰第一节机械设备的安全卫生基本要求一、机械安全基本要求机械设备在规定的整个使用期内，不得发生由于机械设备自身缺陷所引起的、目前已为人们认识的各类危及人身安全的事故和对健康造成损害的职业病，避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳。无论是机器预定功能的设计还是安全防护的设计，都应该遵循以下两个基本途径：选用适当的设计结构，尽可能避免危险或减小风险；通过减少对操作者涉入危险区的需要，限制人们面临危险。一、机械安全基本要求1．足够的抗破坏能力、良好的可靠性和对环境的适应性2．不得产生超过标准规定的有害物质3．可靠有效的安全防护4．履行安全人机学的要求5．维修的安全性机械设备安全应考虑其寿命的各阶段，包括设计、制造、安装、调整、使用（设定、示教、编程或过程转换、运转、清理）、查找故障和维修、拆卸及处理；还应考虑机器的各种状态，包括正常作业状态、非正常状态和其他一切可能的状态。由设计者采取的安全措施(本质安全技术或直接安全措施)安全防护(间接安全措施)使用信息(指示性安全措施)附加预防措施提供个人防护装备安全培训教育安全规章制度安全监察结构设计中可采取的安全措施：1．采用本质安全技术2．限制机械应力3．材料和物质的安全性4．履行安全人机工程学原则5．设计控制系统的安全原则6．防止气动和液压系统的危险7．预防电的危险减少或限制操作者涉入危险区1．设备的可靠性2．采用机械化和自动化技术3．调整、维修的安全第二节设计与制造的本质安全措施1．安全防护措施的类别安全防护常常采用防护装置、安全装置及其他安全措施。（1）防护装置。这是通过设置物体障碍方式将人与危险隔离的专门用于安全防护的装置。（2）安全装置。这是用于消除或减小机械伤害风险的单一装置或与防护装置联用的保护装置。2．安全防护装置的一般要求安全功能是安全防护装置的基本功能，也就是说，安全防护装置出现故障会立即增加损伤或危害健康的风险。安全防护装置在人和危险之间构成安全保护屏障，在减轻操作者精神压力的同时，但也使操作者形成心理依赖。安全防护装置达不到相应的安全技术要求，就不可能安全，即使配备了安全防护装置也不过是形同虚设，比不设置安全防护装置更危险。3．采用安全防护装置可能带来的附加危险在设计防护装置时，应注意以下因素带来的附加危险并采取措施予以避免：（1）安全防护装置的自身结构，如尖角、锐边、凸出部分、材料等的危险；（2）由动力驱动的安全防护装置的运动零部件产生的危险；（3）由于安全防护装置与机器运动部分安全距离不符合要求导致的危险。第三节安全防护措施一、防护装置1．防护装置的功能（1）防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件；（2）防止飞出物的打击、高压液体的意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等；（3）容纳接受可能由机械抛出、掉下、发射的零件及其破坏后的碎片等。在有特殊要求的场合，防护装置还应对电、高温、火、爆炸物、振动、放射物、粉尘、烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽作用2．防护装置的类型（1）固定式防护装置①封闭式②固定间距式和固定距离式（2）活动式防护装置①可调式防护装置②联锁防护装置3．防护装置的安全技术要求（1）固定防护装置应该用永久固定（通过焊接等）方式或借助紧固件（螺钉、螺栓、螺母等）固定方式，将其固定在所需的地方，若不用工具就不能使其移动或打开。（2）进出料的开口部分尽可能地小，应满足安全距离的要求，使人不可能从开口处接触危险。（3）活动防护装置或防护装置的活动体打开时，尽可能与防护的机械借助铰链或导链保持连接，防止挪开的防护装置或活动体丢失或难以复原。（4）活动防护装置出现丧失安全功能的故障时，被其“抑制”的危险机器功能不可能执行或停止执行；联锁装置失效不得导致意外启动。（5）防护装置应是进入危险区的唯一通道。（6）防护装置应能有效地防止飞出物的危险。安全装置:安全装置通过自身的结构功能限制或防止机器的某种危险，或限制运动速度、压力等危险因素。常见的安全装置有联锁装置、双手操作式装置、自动停机装置、限位装置等。安全装置的种类（1）联锁装置（2）使动装置（3）止一动操作装置（9）排除装置（5）自动停机装置（6）机械抑制装置（7）限制装置（8）有限运动控制装置（4）双手操纵装置4、安全防护装置的选择(1)．机械正常运行期间操作者不需要进入危险区的场合(2)．机械正常运转时需要进入危险区的场合(3)．对非运行状态等其他作业期间需进入危险区的场合第四节履行安全人机工程学原则安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。1．忽略安全人机学可能产生的危险2．机械设计中安全人机学的应用原则第五节安全信息的使用信息：信息是由文字、标记、信号、符号或图表组成，以单独或联合使用的形式，向使用者传递指示。使用信息的一般要求（1）明确机器的预定用途。使用信息应具备保证安全和正确使用机器所需的各项说明。（2）规定和说明机器的合理使用方法。（3）通知和警告遗留风险。（4）使用信息应贯穿机械使用的全过程。（5）使用信息不可用于弥补设计缺陷。不能代替应该由设计来解决的安全问题，使用信息只起提醒和警告的作用，不能在实质意义上避免风险。使用信息的类别：（1）信号和警告装置（2）标志、符号（象形自）、安全色和文字警告（3）随机文件信息的使用根据（1）风险的大小和危险的性质。（2）需要信息的时间。（3）机器结构和操作的复杂程度。（4）视觉颜色与信息内容。标志也称标识、标记。它是用来说明机械或零部件的性能、规格和型号、技术参数或表达安全信息的标牌。一.性能参数标志（1）机器标志（标牌）（2）对机器安全使用的参数或认证标志（3）零件性能参数标记二．安全标志安全标志是由安全色、几何图形和图形符号构成，有时附以简短的文字警告说明，以表达特定安全信息为目的，并有规定的使用范围、颜色和形式。安全标志的分类与功能。安全标志分为禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志四类：①禁止标志，表示不准或制止人们的某种行动；②警告标志，使人们注意可能发生的危险；③指令标志，表示必须遵守，用来强制或限制人们的行为；④提示标志，示意目标地点或方向。安全标志应遵守的原则：①醒目清晰②简单易辨③易懂易记标志应满足的要求（1）含义明确无误（2）内容具体且有针对性（3）标志的设置位置（4）标志应清晰持久随机文件：主要是指操作手册、使用说明书或其他文字说明（例如保修单等）。随机文件应包括的内容（1）关于机器的运输、搬运和贮存的信息（2）关于机器自身安装和交付运行的信息（3）有关劳动安全卫生方面的信息：（4）有关机器使用操作的信息（5）维修信息对随机文件的要求：（l）随机文件的载体。（2）使用语言。（3）多种信息形式。（4）面向使用的有针对性。第六节机械安全标准安全标准是保护劳动者的安全健康的技术依据。根据“国际标准中有关人身安全、卫生和环境保护等标准，要采取措施尽可能予以等效采用”的精神，全国机械安全标准化技术委员会初步制定出我国机械安全标准体系表，采用国际标准的划分方法，分为A，B，C三类。A类为机械安全基础标准。B类为安全通用标准，其中BI类为通用安全指标和有关安全原则类标准；BZ类为有关通用安全防护装置标准。C类为各专业机械安全标准。