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1、機(jī)械安全設(shè)計(jì),基本技術(shù)原則：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)優(yōu)先采用本質(zhì)安全措施符合人類工效學(xué)的準(zhǔn)則符合安全衛(wèi)生要求考慮安全措施和安全設(shè)計(jì)的程序,主要內(nèi)容：機(jī)械安全設(shè)計(jì)考慮的四大方面機(jī)械安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的設(shè)計(jì)、防護(hù)裝置、附加信息,機(jī)械安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)：安全防護(hù)裝置分類安全防護(hù)裝置設(shè)置安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)要求,1,第一節(jié) 基本技術(shù)原則,一、對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)的大小：機(jī)器的類型、用途、使用方法、出入現(xiàn)場的難易程度 使用人員的素質(zhì)、技能與工作態(tài)度 對(duì)危險(xiǎn)的了解程度和所采取的避免危險(xiǎn)的技能 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：以系統(tǒng)方式對(duì)與機(jī)械有關(guān)的危險(xiǎn)進(jìn)行考察的一系列的邏輯 步驟，其目的是通過分析，2、找出原因，提高安全水平。采取定性與定量相結(jié)合的方式,2,機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià):機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是指以機(jī)械或機(jī)械系統(tǒng)為研究對(duì)象，用系統(tǒng)方式分析機(jī)器使用階段可能產(chǎn)生的各種危險(xiǎn)、一切可能的危險(xiǎn)狀態(tài)，以及在危險(xiǎn)狀態(tài)下可能發(fā)生損傷或危害健康的危險(xiǎn)事件，并對(duì)危險(xiǎn)事件的概率和程度進(jìn)行全面評(píng)價(jià)的一系列邏輯步驟和選代過程。風(fēng)險(xiǎn)要素:與機(jī)械的特定狀態(tài)或技術(shù)過程有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)由以下兩個(gè)要素組合得出：（1）發(fā)生損傷或危害健康的概率。這種概率與人員暴露于危險(xiǎn)中的頻次和面臨危險(xiǎn)的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，與危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率有關(guān)。（2）損傷或危害健康的可預(yù)見的最嚴(yán)重程度。這種嚴(yán)重程度有一定的隨機(jī)性，與多種因素的綜合影響和作用有關(guān)，這些因素如何影響和3、怎樣作用具有很大的偶然性，難以預(yù)見。,3,1、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的步驟及內(nèi)容（1）風(fēng)險(xiǎn)分析：研究機(jī)械和人在規(guī)定的使用條件下，面臨或處于一種 或幾種危險(xiǎn)因素的狀態(tài)或環(huán)境。包括：1）機(jī)械限制的確定 機(jī)械的壽命、使用范圍、使用者的訓(xùn)練水平 2）危險(xiǎn)識(shí)別 機(jī)械類危險(xiǎn)：各種傷害如擠壓，纏繞等。非機(jī)械類危險(xiǎn)：電氣危險(xiǎn)、熱危險(xiǎn)、噪聲危險(xiǎn)、振動(dòng)等。3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 考慮在機(jī)械危險(xiǎn)狀態(tài)下，造成人員傷害的幾率和傷害程度,傷害的嚴(yán)重度傷害出現(xiàn)的概率,防護(hù)對(duì)象的性質(zhì)、損傷的嚴(yán)重度、對(duì)人傷害的范圍、對(duì)機(jī)器傷害的范圍,暴露危險(xiǎn)區(qū)的頻次和持續(xù)時(shí)間、危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率、避免傷害的可能性,4,（2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)定，以確4、定機(jī)械是否需要 減少風(fēng)險(xiǎn)或是否達(dá)到了安全的要求。,安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的流程圖,5,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定可以采用的方法：1）對(duì)所見到的可能導(dǎo)致?lián)p傷和危害健康的各種危險(xiǎn)狀態(tài)逐一核 對(duì)采取的安全措施，評(píng)定是否達(dá)到了風(fēng)險(xiǎn)減小的目標(biāo)。2）在具有可比性的條件下，與已經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并被認(rèn)為安全的 類似機(jī)械進(jìn)行對(duì)比。其對(duì)比的條件：a:現(xiàn)有的工藝水平的風(fēng)險(xiǎn)減小是可接受的 b:使用的工藝是可比的 c:危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)要素是可比的 d:技術(shù)目標(biāo)是可比的 e:使用條件是可比的,6,(3)編制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)報(bào)告 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果應(yīng)形成文件（文字材料、圖表與數(shù)據(jù)），報(bào)告內(nèi)容除了合同書、參加單位人員的資質(zhì)文件外，還應(yīng)包括以下內(nèi)容：第一，評(píng)價(jià)依據(jù)，如法規(guī)、標(biāo)5、準(zhǔn)等文獻(xiàn)；第二，評(píng)價(jià)機(jī)械的預(yù)期使用、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和限制范圍、操作程序和對(duì)人員的要求等；第三，識(shí)別預(yù)期使用中的危險(xiǎn)、危險(xiǎn)狀態(tài)和危險(xiǎn)事件的種類、原因和存在部位；第四，搜集的有關(guān)信息，例如事故，職業(yè)病歷史，測試、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)類似機(jī)械進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)獲得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)等；第五，通過安全措施要達(dá)到的目標(biāo)；第六，為消除危險(xiǎn)或減小風(fēng)險(xiǎn)所實(shí)施的安全措施建議。,7,2、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法 危險(xiǎn)性預(yù)先分析（PHA，Preliminary Hazard Analysis）故障模式與影響分析（FMEA，F(xiàn)ault Modes and Effects Analysis）致命度分析（CA，Critical Analysis）故障樹6、分析（FTA，F(xiàn)ault Tree Analysis）事件樹分析（ETA，Event Tree Analysis）前因后果分析（Reason and Result Analysis）德爾菲法（DELPHL)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)分析組織（MOSAR）,8,二、優(yōu)先采用本質(zhì)安全措施 1、盡量采用各種有效的先進(jìn)的技術(shù)手段，從根本上消除危險(xiǎn)的存在 2、使機(jī)器具有自動(dòng)防止誤操作的能力 3、使機(jī)器具有完善的自我保護(hù)功能,9,三、符合人類功效學(xué)的準(zhǔn)則 1、正確地布置各種控制操作裝置,2、正確地選擇工作平臺(tái)的位置及高度,10,工作座椅一般人類工效學(xué)要求,3、盡量提供合適的工作座椅,11,遵循三個(gè)原理一、安全防護(hù)裝置的類別7、包括：1）機(jī)械限制的確定3）噪聲危險(xiǎn)第二節(jié) 機(jī)械安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容5）輻射危險(xiǎn)Design for minimum risk.第六，為消除危險(xiǎn)或減小風(fēng)險(xiǎn)所實(shí)施的安全措施建議。一、安全防護(hù)裝置的類別1）考慮設(shè)備的本質(zhì)安全Provide warning devices.However,concurrence of authority is usually required when熔斷器和保險(xiǎn)絲、雙電源、冗余設(shè)備等4）限制彈性元件的位能這種概率與人員暴露于危險(xiǎn)中的頻次和面臨危險(xiǎn)的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，與危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率有關(guān)。,4、出入作業(yè)地點(diǎn)要方便四、符合安全衛(wèi)生要求 要求機(jī)器不得排放超過規(guī)定的各種有害8、物質(zhì)，若不能消除有害物質(zhì)的排放，必須配備處理有害物質(zhì)的裝置。,12,五、按考慮機(jī)械安全措施的原則和設(shè)計(jì)程序進(jìn)行安全設(shè)計(jì) 1、機(jī)械安全措施 1）消除產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因 2）減少接觸機(jī)器危險(xiǎn)部件的需求 3）提供安全裝置使人難以接近機(jī)器的危險(xiǎn)部位 4）提供保護(hù)裝置或防護(hù)服,13,2、安全設(shè)計(jì)的程序 1）考慮設(shè)備的本質(zhì)安全 2）對(duì)控制裝置的選擇 3）考慮機(jī)器的失效安全 4）考慮維護(hù)及隔離方法 5）定位安全 6）機(jī)器布置,14,FAA:Safety Order of Precedence,From FAA System Safety Hand book,15,安全優(yōu)先次序,16,第二節(jié) 機(jī)械安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)9、容,一、機(jī)械的安全設(shè)計(jì) 1、零件安全 在規(guī)定載荷和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，零件不發(fā)生斷裂、過度變形、磨損、腐蝕等 2、整機(jī)安全 保證整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)在規(guī)定條件下實(shí)現(xiàn)總的功能 3、工作安全 對(duì)操作人員的防護(hù)，保證人身安全和身心健康 4、環(huán)境安全 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的周圍環(huán)境和人不造成危害和污染，同時(shí)也保證機(jī)器對(duì)環(huán)境的 適應(yīng)性,17,二、安全設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用 1、直接安全設(shè)計(jì)法 遵循三個(gè)原理 1）安全存在原理 零件和零件之間在規(guī)定載荷和時(shí)間內(nèi)安全。受力、試驗(yàn)負(fù)荷、腐蝕、溫度、老化。2）有限損壞原理 功能被破壞或干擾時(shí)，破壞次要部件。安全銷、安全閥、易損件等。,安全銷座,安全銷,18,二、安全設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用 3）冗余配置10、原理 重復(fù)的備用系統(tǒng)。飛機(jī)的多驅(qū)動(dòng)和副油箱、壓力容器的兩個(gè)安全閥、礦山排水的水泵系統(tǒng)采用三套配置（運(yùn)轉(zhuǎn)、維修、備用)。,19,2、間接安全設(shè)計(jì)法 通過防護(hù)系統(tǒng)和保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的安全可靠。如：液壓回路中的安全閥,3、提示性安全設(shè)計(jì)法 在危害出現(xiàn)前，通過指示燈、警鈴等提醒人們注意，及時(shí)停止機(jī)器的工作，排除故障。如：行駛機(jī)械在燃油箱的燃油所剩不多時(shí)，指示燈亮。,20,三、機(jī)械安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1、機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì) 2、消除和減少機(jī)械危險(xiǎn)的設(shè)計(jì) 3、機(jī)械控制系統(tǒng)安全部件的設(shè)計(jì) 4、機(jī)械安全裝置的設(shè)計(jì) 5、機(jī)械的安全使用信息 6、機(jī)械的附加預(yù)防措施的設(shè)計(jì),21,1、機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì) 1）機(jī)11、械零、部件形狀和相對(duì)位置的設(shè)計(jì) 2）限制運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量和速度 3）限制往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)距離和加速度 4）限制彈性元件的位能 5）限制操縱器的操縱力 6）限制機(jī)器的噪聲和振動(dòng) 7）限制機(jī)器的表面溫度,22,8）合理規(guī)定和計(jì)算零件的強(qiáng)度和應(yīng)力 9）合理選用材料 10）采用本質(zhì)安全的技術(shù)、工藝和動(dòng)力源 11）采用強(qiáng)制機(jī)械作用原則 12）遵循人類功效學(xué)原則 13）提高機(jī)器及其零部件的可靠性 14）提高裝卸和送取料工作的機(jī)械化、自動(dòng)化程度 15）盡量使維修、潤滑和調(diào)整點(diǎn)位于危險(xiǎn)區(qū)之外,23,2、消除和減少機(jī)械危險(xiǎn)的主要途徑與措施（一）機(jī)械性危險(xiǎn) 1）擠壓危險(xiǎn) 減少運(yùn)動(dòng)件的最大距離 2）剪切危險(xiǎn) 消除運(yùn)動(dòng)件12、的間隙 3）切割危險(xiǎn) 消除運(yùn)動(dòng)件的尖角、銳邊、減少粗糙度等 4）纏繞危險(xiǎn) 降低運(yùn)動(dòng)速度，凸出物被覆蓋等 5）沖擊危險(xiǎn) 限制往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、距離等 6）摩擦磨損危險(xiǎn) 盡量使用光滑的表面等,24,（二）非機(jī)械性危險(xiǎn) 1）電的危險(xiǎn) 減少電擊、短路、過載、靜電 2）熱危險(xiǎn) 降低相對(duì)速度、冷卻、防止高溫流體噴射 3）噪聲危險(xiǎn) 提高配合精度、減少振動(dòng) 4）振動(dòng)危險(xiǎn) 加強(qiáng)平衡、減振 5）輻射危險(xiǎn) 盡量少用、嚴(yán)格密封等 6）材料或物質(zhì)產(chǎn)生的危險(xiǎn) 少用易燃、有害等物質(zhì)、密封、隔離,25,安全控制裝置：對(duì)物消除運(yùn)動(dòng)件的間隙4、出入作業(yè)地點(diǎn)要方便3、提示性安全設(shè)計(jì)法或幾種危險(xiǎn)因素的狀態(tài)或環(huán)境。各種防護(hù)裝置的13、具體要求or specific safety and warning devices,procedures and training areand training.a:現(xiàn)有的工藝水平的風(fēng)險(xiǎn)減小是可接受的Provisions shall be made for periodic functional checks of safety1）考慮設(shè)備的本質(zhì)安全,第三節(jié) 機(jī)械安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì),一、安全防護(hù)裝置的類別 安全保護(hù)裝置：對(duì)人 安全控制裝置：對(duì)物 按照功能分類：1）連續(xù)檢測和自動(dòng)控制裝置 有毒、有害、易燃等，如排風(fēng)機(jī)、自動(dòng)切斷電源、停止加料等,2）聯(lián)鎖裝置 防止機(jī)器零部件在特定條件下（一般只14、要防護(hù)裝置不關(guān)閉）運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。它可以是機(jī)械的、電動(dòng)的、液壓的或氣動(dòng)的。,快開門壓力容器安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置,26,3）故障保險(xiǎn)裝置 熔斷器和保險(xiǎn)絲、雙電源、冗余設(shè)備等 4）雙手操作式安全控制裝置。使操作者操作設(shè)備時(shí)不可能進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū) 5）固定安全裝置 防止接觸機(jī)器危險(xiǎn)部件的固定的安全裝置 6）控制安全裝置 控制機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，裝置完全閉合時(shí)，機(jī)器才能開動(dòng) 7）自動(dòng)停機(jī)裝置。超越安全度，觸發(fā)線、光電裝置 8）隔離安全裝置 如固定的護(hù)欄 9）可調(diào)安全裝置,27,28,二、安全防護(hù)裝置的設(shè)置 1）旋轉(zhuǎn)機(jī)械的傳動(dòng)外露部分 如砂輪、電鋸、皮帶輪等 防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)欄桿、防護(hù)罩等 2）沖壓設(shè)備的施壓部分 加擋手板、安全15、開關(guān)、光電控制等 3）起重運(yùn)輸設(shè)備 信號(hào)裝置、行程限制、自動(dòng)連鎖裝置等 4）加工過熱或過冷的部件 安裝防接觸裝置,29,5）易燃、易爆的生產(chǎn)設(shè)備 自動(dòng)報(bào)警、限壓裝置、防爆閥等 6）復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備和重要的安全系統(tǒng) 自動(dòng)控制裝置、預(yù)警信號(hào)裝置、連鎖裝置等 7）產(chǎn)生粉塵、有害氣體、發(fā)生輻射 自動(dòng)加料、凈化和排放裝置、檢測、報(bào)警、屏蔽裝置等 8）進(jìn)行檢修的機(jī)械、電氣設(shè)備 掛上警告或危險(xiǎn)牌,30,三、安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì) 通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能避免的危險(xiǎn)，應(yīng)采用安全防護(hù)裝置。1、防護(hù)裝置和安全裝置的選用 1）機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作者不需進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場合 a:固定防護(hù)裝置：送料取料裝置、護(hù)欄、輔助工作臺(tái)等 b:聯(lián)鎖裝16、置 c:自動(dòng)關(guān)閉防護(hù)裝置 d:自動(dòng)停機(jī)裝置：光電裝置、壓敏墊等 2）機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作者需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場合 a:聯(lián)鎖裝置 b:自動(dòng)停機(jī)裝置 c:可調(diào)防護(hù)裝置 d:自動(dòng)關(guān)閉防護(hù)裝置 e:雙手操縱裝置 f:可控防護(hù)裝置,31,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能避免的危險(xiǎn)，應(yīng)采用安全防護(hù)裝置。對(duì)危險(xiǎn)的了解程度和所采取的避免危險(xiǎn)的技能危險(xiǎn)性預(yù)先分析（PHA，Preliminary Hazard Analysis）限制往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、距離等Provisions shall be made for periodic functional checks of safety6）機(jī)器布置operational and 17、support personnel of such risks as exposure to6）摩擦磨損危險(xiǎn)這種概率與人員暴露于危險(xiǎn)中的頻次和面臨危險(xiǎn)的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，與危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率有關(guān)。安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的流程圖3、使機(jī)器具有完善的自我保護(hù)功能危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率、避免傷害的可能性b:使用的工藝是可比的,2、防護(hù)裝置和安全裝置的設(shè)計(jì)與制造要求 安全防護(hù)裝置符合以下要求 a:結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、耐用 b:不易出現(xiàn)操作上的干擾或變得無法操作 c:不增加任何附加危險(xiǎn) d:其位置離危險(xiǎn)區(qū)應(yīng)有足夠距離 e:對(duì)生產(chǎn)過程的視線產(chǎn)生障礙最小 f:減少安全防護(hù)裝置的移動(dòng)來執(zhí)行工具的安裝、更換、維修,各種防護(hù)裝置的具體要求 1）固定式防護(hù)裝置：永久固定或借助緊固件固定 2）活動(dòng)式防護(hù)裝置 a:打開時(shí)盡量與機(jī)器保持相對(duì)固定 b:聯(lián)鎖防護(hù)裝置沒有關(guān)閉就停機(jī)的指令,32,各種防護(hù)裝置的具體要求 3）可調(diào)防護(hù)裝置：a:手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整 b:不使用工具就容易調(diào)整 c:盡可能減小拋出危險(xiǎn) 4）可控防護(hù)裝置 a:防護(hù)裝置關(guān)閉時(shí)，操作者不停留在危險(xiǎn)區(qū)與防護(hù)裝置之間 b:打開防護(hù)裝置是進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的唯一途徑,33,