机械安全工程复习资料

人类对机械安全的认识经历了四个阶段：1．安全的自发认识阶段2．安全的局部认识阶段3．系统安全的认识阶段4．安全系统的认识阶段根据系统安全理论，安全系统是由人、物、关系三个要素组成的。在机械系统中，可归结为人的行为、物的状态和安全管理水平三个要素。机械的安全性是指机器在预定使用条件下，执行其预定功能，以及在运输、安装、调整、维修、拆卸、报废处理时，不产生损伤或危害健康的能力。机械（machinery）的定义：机械是由若干相互联系的零部件连接而成的组合体，其中，至少有一个零件是运动的，并且具有制动、控制和动力系统等。机械的功能：a机械的使用功能（机械的制造功能；机械的服务功能）b.机械的安全性机械的组成：控制系统原动机传动机械执行机构支撑装置（附属装置）机械的工作原理：由原动机将各种形式的动力能变为机械能输入，经过传动机构转换为适宜的力或速度后传递给执行机构，通过执行机构与物料直接作用，完成作业或服务任务，而组成机械的各部分借助支承装置连接成一个整体。1．原动机——提供机械工作运动的动力源。2．执行机构——通过刀具或其他器具与物料的相对运动或直接作用来改变物料的形状、尺寸、状态或位置的机构。3．传动机构——将原动机和工作机构联系起来，传递运动和力（力矩），或改变运动形式的机构。4．控制操纵系统——操纵机械的启动、制动、换向、调速等运动。5．支承装置——连接、支承机器的各个组成部分，承受工作外载荷和整个机器重量。机械的使用环节：机械的全寿命周期可以分为机械产品形成和使用两个阶段。机械安全的源头在设计，质量保证在制造。机械的安全性集中体现在使用阶段的诸环节的各种状态。机械的状态：a.正常工作状态b.非正常工作状态c．故障状态d．非工作状态e．检修保养状态机械的危险区域：就大多数机械而言，主要是要传动机构和执行机构及其周围区域。危险因素，即直接作用于人体，导致人员伤亡后果的外界因素。该因素强调危险事件的突发性和瞬间作用，例如，物体打击、切割、电击、爆炸等。有害因素，即通过人的生理或心理对人体健康间接产生的危害，可能导致人员患病的外界因素。该因素强调在一定时间范围内的累积作用效果，例如，粉尘、振动、有毒物等。机械产生的危险：指机械本身和在机械使用过程中产生的危险，可能来自机械自身，燃料原材料，新的工艺方法和手段，人对机器的操作过程，以及机械所在的场所和环境条件等多方面。机械产生的危险包括：1．机械危险2．电气危险（主要形式是电击，燃烧和爆炸）3．温度危险4．噪声危险（主要危险源有机械噪声，电磁噪声和空气动力噪声等）5．振动危险6．辐射危险（电离辐射包括X射线，γ射线，αβ粒子，质子，中子，高能电子束等；非电离辐射包括电波辐射，光波辐射和技工等；）7．材料和物质产生的危险8．未履行安全人机学原则而产生的危险9．综合性危险实现机械安全的途径与措施：一、采用本质安全技术：1.合理的结构形式2.限制机械应力以保证足够的抗破坏能力3.采用本质安全工艺过程和动力源（防爆电气设备类型有安全性，隔爆型，增安型，充油型，冲砂型，正压型，无火花型，特殊型等）4.控制系统的安全设计5.材料和物质的安全性6.机械的可靠性设计（规定的使用条件：机械设计时考虑的空间限制，包括环境条件（如温度、压力、湿度、振动、大气腐蚀等）、负荷条件（载荷、电压、电流等）、工作方式（连续工作或断续工作）、运输条件、存贮条件及使用维护条件等。规定的时间：机械设备在设计时规定产品的时间性指标，如使用期、有效期。行驶里程、作用次数等。规定的功能：机械设备的性能指标，是该机械若干功能全体的总和；；可靠性指标包括无故障性，耐久性，维修性，可用性和经济性几个方面，通常用可靠度，故障率，平均寿命，维修度等指标。）合理分配人机功能：将笨重的，危险的，频率快的，精确度高的，使劲持久的，单调重复的，操作运算复杂的，环境条件差的等机器优于人的工作，交由机器完成，把创制研究。推理决策，指令和程序的编排，检查，维修，处理故障以及应付不测等人优于机器的工作，留给人来承担。听觉装置常用于报警。操纵装置应满足的安全人机工程学要求：1、操纵器的形状尺寸和触感等表面特征的设计和配置应符合人体测量学指标，便于操作者的手或脚准确快速的执行控制人物，手握操纵器与手接触部位应采用便于持握的形状，表面不得有尖角毛刺缺口棱边等可能上棘手的缺陷。2、操纵器的行程和操作力应根据控制任务，人体生物力学及人体测量参数确定，操纵力不应过大而使劳动强度增加，行程不应超过人的最佳用力范围，避免操作幅度过大引起疲劳。3、在任何情况下，操纵器的布置应在操作者肢体活动范围可达区域内，重要和经常使用的操纵器应配置在易达区，使用频繁的应配置在最佳区，同时应符合操作的安全要求。4、当操纵其数量较多时其布置与排列应以能够安全准确迅速的操作为原则进行配置。5、各种操纵器的功能应易辨认，避免混淆，必要时应辅以符合标准，容易理解的形象符号或文字加以说明；当执行几种不同动作采用同一个操纵器时，每种动作状态应能清晰的显示；同一系统由多个操纵器时，为使操作者能够迅速准确的识别以防止误操作，应对操纵器进行识别编码。6、操纵器的控制功能与运动方向应与机械系统过程的变化运动方向一致，控制动作设备的应答和显示信息应相互适应和协调；同样操作模式的同类型机械应采用标准不知。以减少操作差错。7、多档位的操纵其应有可靠的定位及自锁，联锁措施，防止操作越位，意外碰触移位或由于振动等原因自行移位；在同一平面上相邻却相互平行配置时，操纵其内侧间距应保证不产生相互干扰；在特殊条件下惊醒精细调节或连续调节时，应提供相应的依托支撑以保证操作平稳准确，对关键控制器应有防止误动作的保护措施，使操作不会引起附加风险。若操作人员进行操作、维护、调节的工作位置在坠落基准面2M以上时，则必须在生产设备上配置供站立的平台和防坠落的栏杆、安全圈及防护板等。若操作人员经常变换工作位置，则必须在生产设备上配置安全走板。由于工作条件有限，固定式防护不足以保证人员安全时，应同时配备防高空处坠落的个人防护装备当机械设备的操作位置高度在30m以上时，必须配置安全可靠的载人升降设备。工作环境设计：机械工作现场的环境应避免人员暴露于危险及有害物质的影响；在室外工作时，对不利的气候影响应提供适当的遮掩物；应满足照明要求，优先采用自然光，以机器的局部人工照明安全防护是通过采用安全装置、防护装置或其他手段，对一些机械危险进行预防的安全技术措施，其目的是防止机器在运行时产生各种对人员的接触伤害。安全防护的重点：机械的传动部分、操作区、高处作业区、机械的其他运动部分、移动机械的移动区域，以及某些机器由于特殊危险形式需要采取的特殊防护等。防护装置是指采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏等结构作为物体屏障，将人与危险隔离的装置。（1）功能——隔离、阻挡、容纳和其他作用。（2）类型——固定式、活动式、联锁防护装置。（3）安全技术要求：a.固定式应用永久固定方式或借助紧固件固定；b.不应出现漏保护区；c.活动体打开时，尽量与被防护机械连接；d.活动联锁式防护装置失效时，不得导致意外启动；e.应设置在进入危险区的唯一通道上；f.应有足够的强度和刚度；g.可调式防护装置在特定操作期间应保持固定自锁状态。安全装置类型：（1）联锁装置。（2）使动装置。（3）止一动操作装置。（4）双手操纵装置。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（9）排除装置安全防护装置的选择原则：操作者不需要进入危险区的场合，应优先考虑选用固定式防护装置，包括进料、取料装置，辅助工作台，适当高度的栅栏及通道防护装置等。；当操作者需要进入危险区的次数较多、经常开启固定防护装置会带来不便时，可考虑采用联锁装置、自动停机装置、可调防护装置、自动关闭防护装置、双手操纵装置、可控防护装置等。对非运行状态等其他作业期间需进入危险区的场合对于机器的设定、示教、过程转换、查找故障、清理或维修等作业，防护装置必须移开或拆除，或安全装置功能受到抑制，可采用手动控制模式、止-动操纵装置或双手操纵装置、点动-有限运动操纵装置等。有些情况下，可能需要几个安全防护装置联合使用。安全信息的类别：（1）信号和警告装置；（2）标志、符号（象形图）、安全色和文字警告；（3）随机文件信息的使用原则：（1）风险的大小和危险的性质。根据风险大小可依次采用安全色、安全标志、警告信号，直到警报器。（2）需要信息的时间。提示操作要求的信息应采用简洁形式长期固定在所需的机器部位附近，显示状态的信息应与机器运行同步出现，警告超载的信息应在接近额定值时提前发出，危险紧急状态的信息应及时，持续的时间应与危险存在的时间一致，信号的消失应随危险状态而定。（3）机器结构和操作的复杂程度。对于简单机器，一般只需提供有关标志和使用操作说明书；对于结构复杂的机器，特别是有一些危险性的大型设备，除了各种安全标志和使用说明书（或操作手册）外，还应配备有关负载安全的图表、运行状态信号，必要时应提供报警装置等。（4）视觉颜色与信息内容。红色表示禁止和停止，危险警报和要求立即处理的情况；红色闪光警告操作者状况紧急，应迅速采取行动；黄色提示注意和警告；绿色表示正常工作状态；蓝色表示需要执行的指令或必须遵守的规定。（4）视觉颜色与信息内容。红色表示禁止和停止，危险警报和要求立即处理的情况；红色闪光警告操作者状况紧急，应迅速采取行动；黄色提示注意和警告；绿色表示正常工作状态；蓝色表示需要执行的指令或必须遵守的规定。（5）应满足安全人机工程学的原则。采用安全信息的方式和方法应与操作者或暴露在危险区的人员能力相符。只要可能，应使用视觉信号；在可能有人感觉缺陷的场所。安全色：安全色是表达安全信息的颜色，表示禁止、警告、指令、提示等意义。红色——表示禁止、停止、消防和危险的意思。禁止、停止和有危险的器件设备或环境涂以红色的标记。黄色——表示注意、警告的意思。需警告人们注意的器件、设备或环境涂以黄色标记。蓝色——表示指令、必须遵守的规定。如指令标志、交通指示标志等。绿色——表示通行、安全和提供信息的意思。可以通行或安全情况涂以绿色标记。标志：分为性能参数标志（用于识别机械产品的类别和机械的某些特点）和安全标志两类。安全标志的分类与功能：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。随机文件：指操作手册、使用说明书或其他文字说明（例如保修单等）。维修性是指对故障机械设备修复的难易程度，即在规定条件和规定时间内,完成某种产品维修任务的难易程度。维修的安全性是通过机械的可维修性和维修作业的的安全设计来实现的。安全进出机械的措施：（1）尽可能使高处作业场面化；（2）应设计有机内平台、阶梯或其他设施，为执行相应任务提供安全通道；（3）对于一些大型设备，由于不可避免有高处作业，应根据其距地面的高度提供适当的扶手、栏杆、踏板和（或）把手，高于3m的直梯还应有安全护笼，高于30m时，还应提供升降设备；（4）在工作条件下涉及的步行区应尽量用防滑材料铺设；在大型自动化设备和运输经中，应特别注意设计如安全进出的通道、跨越桥等。机械安全可以概括分为机械的产品安全和机械的使用安全两个阶段。机械的产品安全阶段主要涉及设计，制造和安装三个环节。设计师机械安全的源头，制造是实现产品质量的关键，安装是制造的延续。决定机械产品安全性的关键是设计阶段采取安全措施。采取的安全措施：（1）直接安全技术措施。（2）间接安全技术措施。（3）指示性（说明性）安全技术措施。（4）附加预防措施：①着眼紧急状态的预防措施。如急停装置、陷入危险时的躲避和援救保护措施；②附加措施，如机器的可维修性、断开动力源和能量泄放措施；机器及其重型零部件容易而安全的搬运措施、安全进入机器的措施、机器及其零部件稳定性措施等。劳动防护用品可分为九大类：安全帽、呼吸护具、眼防护具、听力护具、防护鞋、防护手套、防护服、防坠落护具和护肤用品。机械风险评价是指以机械或机械系统为研究对象，用系统