2015年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》：機械安全設(shè)計

　　機械安全設(shè)計與機器安全裝置

　　四、機械安全設(shè)計與機器安全裝置

　　機械安全設(shè)計是指在機械設(shè)計階段，從零件材料到零部件的合理形狀和相對位置，從限制操縱力、運動件的質(zhì)量和速度到減少噪聲和振動，采用本質(zhì)安全技術(shù)與動力源，應用零部件間的強制機械作用原理，履行安全人機工程學原則等多項措施，通過選用適當?shù)脑O(shè)計結(jié)構(gòu)，盡可能避免或減小危險；也可以通過提高設(shè)備的可靠性、機械化或自動化程度，以及采取在危險區(qū)之外的調(diào)整、維修等措施，避免或減小危險。

　　（一）本質(zhì)安全

　　本質(zhì)安全是通過機械的設(shè)計者，在設(shè)計階段采取措施來消除隱患的一種實現(xiàn)機械安全方法。

　　（1）采用本質(zhì)安全技術(shù)。本質(zhì)安全技術(shù)是指利用該技術(shù)進行機械預定功能的設(shè)計和制造，不需要采用其他安全防護措施，就可以在預定條件下執(zhí)行機械的預定功能時滿足機械自身的安全要求。包括：避免銳邊、尖角和凸出部分；保證足夠的安全距離；確定有關(guān)物理量的限值；使用本質(zhì)安全工藝過程和動力源。

　　（2）限制機械應力。機械零件的機械應力不超過許用值，并保證足夠的安全系數(shù)。

　?。?）材料和物質(zhì)的安全性。用以制造機械的材料、燃料和加工材料在使用期間不得危及人員的安全或健康。材料的力學特性，如抗拉強度、抗剪強度、沖擊韌性、屈服極限等，應能滿足執(zhí)行預定功能的載荷作用要求；材料應能適應預定的環(huán)境條件，如有抗腐蝕、耐老化、耐磨損的能力；材料應具有均勻性，防止由于工藝設(shè)計不合理，使材料的金相組織不均勻而產(chǎn)生殘余應力；同時，應避免采用有毒的材料或物質(zhì)，應能避免機械本身或由于使用某種材料而產(chǎn)生的氣體、液體、粉塵、蒸氣或其他物質(zhì)造成的火災和爆炸危險。

　　（4）履行安全人機工程學原則。在機械設(shè)計中，通過合理分配人機功能、適應人體特性、人機界面設(shè)計，作業(yè)空間的布置等方面履行安全人機工程學原則，提高機械設(shè)備的操作性和可靠性，使操作者的體力消耗和心理壓力降到最低，從而減小操作差錯。

　　5）設(shè)計控制系統(tǒng)的安全原則。機械在使用過程中，典型的危險工況有：意外啟動、速度變化失控、運動不能停止、運動機械零件或工件脫落飛出、安全裝置的功能受阻等?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計應考慮各種作業(yè)的操作模式或采用故障顯示裝置，使操作者可以安全地處理。

　　6）防止氣動和液壓系統(tǒng)的危險。采用氣動、液壓、熱能等裝置的機械，必須通過設(shè)計來避免由于這些能量意外釋放而帶來的各種潛在危害。

　　7）預防電氣危害。用電安全是機械安全的重要組成部分，機械中電氣部分應符合有關(guān)電氣安全標準的要求。預防電氣危害應注意防止電擊、短路、過載和靜電。

　　設(shè)計中，還應考慮到提高設(shè)備的可靠性，降低故障率，以降低操作者查找故障和檢修設(shè)備的概率；還應采用機械化和自動化技術(shù)，盡量使操作人員遠離有危險的場所；還應考慮到調(diào)整、維修的安全，以減少操作者進入危險區(qū)的需要。

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　　設(shè)計者應該保證當機器發(fā)生故障時不出危險。相關(guān)裝置包括操作限制開關(guān)、限制不應該發(fā)生的沖擊及運動的預設(shè)制動裝置、設(shè)置把手和預防下落的裝置、失效安全的緊急開關(guān)等。

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　　把機器的部件安置到不可能觸及的地點，通過定位達到安全。但設(shè)計者必須考慮到在正常情況下不會觸及到的危險部件，而在某些情況下可能會接觸到，例如，登著梯子對機器進行維修等情況。

　?。ㄋ模C器布置

　　車間合理的機器安全布局，可以使事故明顯減少。安全布局時要考慮如下因素：

　?。?）空間。便于操作、管理、維護、調(diào)試和清潔。

　?。?）照明。包括工作場所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止炫目）和為操作機器而特需的照明。

　?。?）管、線布置。不要妨礙在機器附近的安全出入，避免磕絆，有足夠的上部空間。

　?。?）維護時的出入安全。

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