浅谈机械安全设计和机器安全装置

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  [摘要]:机械在各行各业都有广泛的运用,是现代生产和生活必不可少的装备。机械在高效率、高强度、高速度、高精度,以及降低劳动强度等方面具有人不可替代的作用,但同时也具有更多的危险因素。机械伤害是各种伤害中数量最多的事故。由于生理、心理、体力、疾病等因素,操作者出现误操作是不可避免的,把希望完全寄托在操作者的正确操作上是危险的,必须使设备本身达到本质安全。因此,机械的安全性必须从本质安全入手,机械设计者应根据对机械设备的安全要求采取本质安全的技术措施进行安全设计,以确保安全生产。
  [关键词]:本质安全 机械安全设计 危险识别
  中图分类号:TM403.1 文献标识码:TM 文章编号:1009-914X(2012)35- 0370-01
  一、引言
  由于人与机械的广泛接触,在设备的制造及运行、使用过程中,会带来机械伤害和非机械伤害。近年来,机械伤害是各种伤害中数量最多的事故,不仅危害人的生命健康,而且事故造成的损失也是不可计量的。发生机械事故的原因可归纳为人的不安全行为、设备的不安全状态和环境的不安全因素,据统计,造成机械伤害事故中的直接原因,由于设备的不安全状态造成的各类事故占机械伤害事故的71%。安全操作规程要求操作者正确操作设备,但是由于生理、心理、体力、疾病等因素,操作者出现误操作是不可避免的,把希望完全寄托在操作者的正确操作上是危险的,必须使设备本身达到本质安全。因此,机械的安全性必须从本质安全入手。
  机械设计者在设计阶段安全性是必须首先考虑的,应考虑到一旦操作者操作失误可能引起的后果,应根据对机械设备的安全要求采取本质安全的技术措施进行安全设计,以确保安全生产。
  二、危险识别和风险评估
  机械装置所产生的危险有两种:第一种称为机械危害,它包括了其部件在工作状态下及失效时发生的因撞击、挤压、切割等所造成的伤害,这些危险比较容易识别;第二种称为非机械危害,它包括了触电、噪声、高温、辐射等所造成的伤害。"软件因素",如计算机控制、操作机器的人的干预也会造成危险。
  危险识别在机械安全设计中占有十分重要的地位,它是安全评价和安全设计的主要依据。其目的是描述危险的性质和识别它们各自危险所产生的后果。危险识别的准确与否,直接影响到安全性能的好坏。
  实现安全风险评估是设计阶段最重要的基础工作,一定要全面细致。对危险源出现的可能性、频率、所造成伤害的严重性以及避免伤害的可能性进行综合评估,作为指导确定下一步设计方案的选择依据。首先是要对设备的功能、使用环境、人员做一个整体的分析评估,明确设备及其所存在的危险,然后采用安全技术措施从根本上排除或减少危险因素,使人不可能接触或接近危险区。
  三、机械安全设计与机器安全装置
  机械安全设计是在机械设计阶段,从零部件材料到零部件的合理形状和相对位置、限制操纵力、运动件的质量和速度到减少噪声和振动,采用本质安全技术与动力源,应用零部件的强制机械作用原理,履行安全人机工程学原则等多项措施,通过选用适当的设计结构,尽可能避免或减小危险。
  (一)本质安全
  本质安全是通过机械的设计者,在设计阶段采取措施来消除隐患的一种实现机械安全方法。
  (1)采用本质安全技术。它指利用该技术进行机械预订功能的设计和制造,不需要采用其他安全防护措施,就可以在预定条件下执行机械的预定功能时满足机械自身的安全要求。
  (2)限制机械应力。机械零件的机械应力不超过许用值,并保证足够的安全系数。
  (3)材料和物质的安全性。用以制造机械的材料、燃料和加工材料在使用期间不得危及人员的安全或健康。
  (4)履行安全人机工程学原则。以提高机械设备的操作性和可靠性,使操作者的体力消耗和心理压力降到最低,从而减小操作差错。
  (5)设计控制系统的安全原则。应考虑各种作业的操作模式或采用故障显示装置,使操作者可以安全地处理。
  (6)防止气动和液压系统的危险。采用气动、液压、热能等装置的机械,必須通过设计来避免由于这些能量意外释放而带来的各种潜在危害。
  (7)预防电气危害。机械中电气部分应符合有关电气安全标准的要求。预防电气危害应注意防止电击、短路、过载和静电。
  (二)失效安全
  设计者应该保证当机器发生故障时不出危险。
  (三)定位安全
  把机器的部件安置到不可能触及的地点,通过定位达到安全。
  (四)机器布置
  车间合理的机器安全布局,可以使事故明显减少。安全布局时要考虑空间、照明、管线布置、维护时的出入安全因素。
  (五)机器安全防护装置
  (1)固定安全装置
  (2)联锁安全装置
  (3)控制安全装置
  (4)自动安全装置
  (5)隔离安全装置
  (6)可调安全装置
  (7)自动调节安全装置
  (8)跳闸安全装置
  (9)双手控制安全装置
  四、结束语
  “7·23”甬温线特别重大铁路交通事故是一起因列控中心设备存在严重设计缺陷、上道使用审查把关不严、雷击导致设备故障后应急处置不力等因素造成的责任事故。设备设计存在严重缺陷,设备故障后未导向安全,血的教训我们应引以为戒。每一个机械设计者应采取本质安全的技术措施进行安全设计。让每一个机器安全装置成为生命的“保护神”,为企业的安全保驾护航吧。
  参考文献:
  [1] 崔政斌.《机械安全技术》.北京:化学工业出版社,2009
  [2] 钟秉林,黄仁.《机械故障诊断学》.北京:化学工业出版社,2007
  [3] 徐格宁,袁化临.《机械安全工程》.北京:中国劳动社会保障出版社,2008
  [4] 钱江.《安全生产技术》.北京:中国电力出版社,2008
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