機(jī)械設(shè)備的安全設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)備的安全設(shè)計(jì)為了保證安全生產(chǎn)，必須根據(jù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的安全要求，進(jìn)行安全設(shè)計(jì)。在設(shè) 計(jì)階段采取本質(zhì)安全的技術(shù)措施。本質(zhì)安全是指一般水平的操作 者在判斷錯(cuò) 誤和誤操作的情況下，生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備仍能保證安全。一、設(shè)備安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.設(shè)備本質(zhì)安全的意義安全第一、預(yù)防為主”的方針體現(xiàn)在當(dāng)安全和生產(chǎn)發(fā)生矛盾時(shí)，安全是 第一 位的。所有機(jī)械設(shè)備必須符合安全使用要求，在設(shè)備的使用壽命期內(nèi)保證操 作者的安全。應(yīng)該要求操作者正確操作，但是把希望完全 寄托在操作者的正 確操作是危險(xiǎn)的，必須使設(shè)備本身達(dá)到本質(zhì)安全。在設(shè)計(jì)階段必須考慮各種 因素。經(jīng)過綜合分析，正確處理設(shè)備性能、產(chǎn)量、效率、可靠性、實(shí)用性、 先進(jìn)

2、性、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和安全性 之間的尖系。其中安全性是必須首先考 慮的。不安全的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致不必要的傷害和事故。最好的辦法是采納使用單位包括 操作者的建議，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高設(shè)備的安全性。安全設(shè)計(jì)的目標(biāo)是產(chǎn)品 100%達(dá)到質(zhì)量要求，具有100%可靠性和100%的操作維 修安全性。本質(zhì)安全的 設(shè)備具有高度的可靠性和安全性，可以杜絕或 減少傷亡事故，減少設(shè)備故 障，從而提高設(shè)備利用率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。2.設(shè)備本質(zhì)安全的指導(dǎo)思想根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備安全設(shè)計(jì)的基本要求和制定安全技術(shù)措施的基本原則，為了實(shí) 現(xiàn)設(shè)備的本質(zhì)安全，可以從三方面入手:(1)設(shè)計(jì)階段。采用技術(shù)措施來消除危險(xiǎn)，使人不可能接觸或接近危險(xiǎn) 區(qū)，如在

3、設(shè)計(jì)中對(duì)齒輪采用遠(yuǎn)距離潤(rùn)滑或自動(dòng)潤(rùn)滑，即可避免因加 潤(rùn)滑油而 接近危險(xiǎn)區(qū)；將危險(xiǎn)區(qū)安全封閉；采用安全裝置；實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化和自動(dòng)化等； 這些都是設(shè)計(jì)階段應(yīng)該解決的。(2)操作階段。建立有計(jì)劃的維護(hù)保養(yǎng)和預(yù)防性維修制度；采用故障診 斷技術(shù)，對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；避免或及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障；對(duì)安全裝 置進(jìn)行定期檢查，保證安全裝置始終處于可靠和待用狀態(tài)；提供必要的個(gè)人防護(hù)用品等。(3) 管理措施。指導(dǎo)機(jī)械的安全使用，向用戶及操作人員提供有尖設(shè)備 危險(xiǎn)性的資料、安全操作規(guī)程、維修安全手冊(cè)等技術(shù)文件；加強(qiáng)對(duì)操作人員 的教育和培訓(xùn)，提高工人發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)和處理緊急情況的能力。上述三方面中， 設(shè)計(jì)階段所應(yīng)采取的措施

4、是主要的。后兩方面的措施只是補(bǔ)充。二、本質(zhì)安全的主要措施1.本質(zhì)安全的目的本質(zhì)安全是指操作失誤時(shí)，設(shè)備能自動(dòng)保證安全；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng) 發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)排除，能確保人身和設(shè)備安全。為使設(shè)備達(dá)到本質(zhì)而進(jìn)行的研 究、設(shè)計(jì)、改造和采取各種措施的最佳組合，都稱為本質(zhì) 安全化。本質(zhì)安全化的目的是：運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是安全科學(xué)的成就，從根本 上消除能形成事故的主要條件；如果暫時(shí)達(dá)不到時(shí)，則采取兩種或兩種以上 的相對(duì)安全措施，形成最佳組合的安全體系，達(dá)到最大限度的安全。同時(shí)盡 可能采取完善的防護(hù)措施，增強(qiáng)人體對(duì)各種危害的抵抗能力。本質(zhì)安全化強(qiáng) 調(diào)先進(jìn)技術(shù)手段和物質(zhì)條件在保障安全生產(chǎn)中的重要作用。隨著科

5、學(xué)技術(shù)的 進(jìn)步，設(shè)備本質(zhì)安全化程度也會(huì)不 斷提高。不會(huì)停留在現(xiàn)有的水平上。2.本質(zhì)安全化的主要內(nèi)容設(shè)備的本質(zhì)安全措施可以通過設(shè)備本身和控制器的安全設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。(1)本質(zhì)安全化的基本思路。 從根本上消除發(fā)生事故的條件。這是最理想的措施。許多機(jī)械事故 是由于 人體接觸了危險(xiǎn)點(diǎn)，如果將危險(xiǎn)操作采用自動(dòng)控制，用專用工具代替人手操 作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等都是保證人身安全的有效措施。 設(shè)備能自動(dòng)防止操作失誤和設(shè)備故障。操作失誤是操作人員違反操作規(guī)程 的行為，設(shè)備故障是設(shè)備或其零、部件的功能受到損傷或破壞，以致不能正 常運(yùn)轉(zhuǎn)而使其技術(shù)性能下降甚至完全喪失。這些現(xiàn)象在生產(chǎn)中是難以完全避 免的。因此設(shè)備應(yīng)有自動(dòng)防范措

6、施，以避免發(fā)生事故。這些措施應(yīng)能達(dá)到： 即使操作失誤，也不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生事故；即使出現(xiàn)故障，應(yīng)能自動(dòng)排除，切換或安全停機(jī)；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，不論操 作人員是否發(fā)現(xiàn)，設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警，并作出應(yīng)急反應(yīng)，更理想的是還能顯 示設(shè)備發(fā)生故障的部位。(2)常用的措施。(1)采用機(jī)械化、自動(dòng)化和遙控技術(shù)。這是消除危險(xiǎn)因素和人接觸最佳方案。機(jī)械的可靠性一般比人的可靠性高，人易受生理、心理以及外界因素的 影響，一般認(rèn)為的人失誤率在1%以上。設(shè)計(jì)優(yōu)良的機(jī)械，其故障率至少在0.1%以下，使用可靠性高的零、部件，機(jī)械的故障率可達(dá)到0.01%采用機(jī)械化、自動(dòng)化和遙控技術(shù)代替人的手工操作是提咼勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減

7、少設(shè)備故障率，防止錯(cuò)誤操作，保證操作者 安全和設(shè)備安全最有效的措施。尤其適用于危險(xiǎn)作業(yè)和在惡劣的作業(yè)環(huán)境中 代替人進(jìn)行操作采用可靠性設(shè)計(jì)，提高機(jī)械設(shè)備的可靠性。(1)采用安全防護(hù)裝置。當(dāng)無法消除危險(xiǎn)因素時(shí)，采用安全防護(hù)裝置隔離 危險(xiǎn) 因素是最常用的技術(shù)措施。帶有聯(lián)鎖裝置的防護(hù)罩是最好的本質(zhì) 安全措施。安裝保險(xiǎn)裝置，保險(xiǎn)裝置又叫故障保險(xiǎn)裝置。這種裝置的作用與安全 防護(hù) 裝置稍有不同。它能在設(shè)備產(chǎn)生超壓、超溫、超速、超載、超位 等危險(xiǎn)因素 時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)控制并消除或減弱上述危險(xiǎn)。安全閥、單向閥、超載保護(hù)裝 置、限速器、限位開尖、爆破片、熔斷器、保險(xiǎn)絲、力矩限制器、極限位置 限制器等都是常用的保險(xiǎn)裝置

8、。(1)采用自監(jiān)測(cè)、報(bào)警和處理系統(tǒng)。利用現(xiàn)代化儀器儀表對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備狀態(tài) 參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和故障診斷。當(dāng)出現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警，發(fā)出聲、 光報(bào)警信號(hào)，并且動(dòng)作出應(yīng)急反應(yīng)，如自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)切換 到備用設(shè)備等。采用冗余技術(shù)。冗余技術(shù)是可靠性設(shè)計(jì)常采用的一種技術(shù)，即在設(shè)計(jì)中增加冗余元件或冗余(備用)設(shè)備，平時(shí)只用其中一個(gè)，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)， 冗余設(shè)備或冗余元件能自動(dòng)切換。(1)采用傳感技術(shù)在危險(xiǎn)區(qū)設(shè)置光電式、感應(yīng)式、壓力傳感式傳感器，當(dāng)人進(jìn) 入危險(xiǎn)區(qū)，可立即停機(jī)，終止危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)。安裝緊急停車開尖。(1向操作者提供機(jī)械尖鍵安全功能是否正常(設(shè)備的自檢功能)的信息。 設(shè)計(jì)程序聯(lián)鎖開尖。設(shè)計(jì)對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤指令時(shí)

9、，禁止啟動(dòng)的操縱器。這些尖鍵 程序只有在正常操作指令下才能啟動(dòng)機(jī)械。（1配備使操作者容易觀察的，能顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障的顯示器。采用多重安全保障措施。對(duì)于危險(xiǎn)性大的作業(yè)，要求設(shè)備運(yùn)行絕對(duì)安 全可 靠。為了防止出現(xiàn)故障和發(fā)生誤操作，應(yīng)采用雙重或多重安全保 障措施，使 設(shè)備運(yùn)行萬無一失。二、可靠性設(shè)計(jì)1 .可靠性技術(shù)和可靠性設(shè)計(jì)設(shè)備在規(guī)定的時(shí)期內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力稱為設(shè)備的可 靠性?？煽啃约夹g(shù)已成為提高使用壽命、減少設(shè)備故障、實(shí)現(xiàn) 安全生產(chǎn)的重 要手段?？煽啃约夹g(shù)和安全技術(shù)有密切的尖系，但兩者 又不完全相同。 許多可靠性技術(shù)采用的方法已被安全技術(shù)所采用，許多基本概念也用到安全技

10、術(shù)和安全管理上。安全技術(shù)所用到的事故樹分析（FTA就是沿用可 靠性工程的故障樹分析方法。故障模式影響分析（FMEA）和故障模式影響及 危害度分析（FMECA也是可靠性工程的重要方法。安全技術(shù)措施有許多也是可 靠性技術(shù)常用到的措施。因此，可以說安全技術(shù)的基礎(chǔ)是可靠性技術(shù)。但是 可靠性技術(shù)不能完全代替安全技術(shù)?？煽啃约夹g(shù)只能解決物質(zhì)條件的安全， 安全技術(shù)還要解決操作設(shè)備的人的安全。當(dāng)然如果沒有可靠性技術(shù)提供物質(zhì) 保證，安全技術(shù)也是無能為力的。設(shè)備的本質(zhì)安全在很大程度上要依靠可靠 性技術(shù) 可靠性設(shè)計(jì)是設(shè)備安全設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。任何設(shè)備都必須具備一定的工作性 能，要求使用方便、容易維修、經(jīng)久耐用。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該綜合考慮下列因 素：(1) 經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備用途和使用條件；(2 ) 設(shè)備設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和成熟程度；(3)設(shè)備制造時(shí)的復(fù)雜性和難度；(4)設(shè)備結(jié)構(gòu)上不出現(xiàn)故障，即結(jié)構(gòu)可靠性”高；(5)精度滿足使用要求，即使用可靠性高”；