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) 為了保證平安生產(chǎn)，必需依據(jù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的平安要求，進(jìn)行平安設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)階段實(shí)行本質(zhì)平安的技術(shù)措施。本質(zhì)平安是指一般水平的操在推斷錯(cuò)誤和誤操作的狀況下，生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備仍能保證平安。 一、設(shè)備平安設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1設(shè)備本質(zhì)平安的意義 “平安第一、預(yù)防為主”的方針體現(xiàn)在當(dāng)平安和生產(chǎn)發(fā)生沖突時(shí)，平安是第一位的。全部機(jī)械設(shè)備必需符合平安使用要求，在設(shè)備的使用壽命期內(nèi)保證操的平安。應(yīng)當(dāng)要求操正確操作，但是把盼望完全寄予在操的正確操作是危急的，必需使設(shè)備本身達(dá)到本質(zhì)平安。在設(shè)計(jì)階段必需考慮各種因素。經(jīng)過綜合分析，正確處理設(shè)備性能、產(chǎn)量、效率、牢靠性、有用性、先進(jìn)性、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和平安

2、性之間的關(guān)系。其中平安性是必需首先考慮的。 擔(dān)心全的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致不必要的損害和事故。最好的方法是接受使用單位包括操的建議，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高設(shè)備的平安性。平安設(shè)計(jì)的目標(biāo)是產(chǎn)品100%達(dá)到質(zhì)量要求，具有100%牢靠性和100%的操作修理平安性。本質(zhì)平安的設(shè)備具有高度的牢靠性和平安性，可以杜絕或削減傷亡事故，削減設(shè)備故障，從而提高設(shè)備利用率，實(shí)現(xiàn)平安生產(chǎn)。 2設(shè)備本質(zhì)平安的指導(dǎo)思想 依據(jù)生產(chǎn)設(shè)備平安設(shè)計(jì)的基本要求和制定平安技術(shù)措施的基本原則，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的本質(zhì)平安，可以從三方面入手： （1）設(shè)計(jì)階段。采納技術(shù)措施來消退危急，使人不行能接觸或接近危急區(qū)，如在設(shè)計(jì)中對(duì)齒輪采納遠(yuǎn)距離潤(rùn)滑或自動(dòng)潤(rùn)滑，即可避

3、開因加潤(rùn)滑油而接近危急區(qū)；將危急區(qū)平安封閉；采納平安裝置；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)當(dāng)解決的。 （2）操作階段。建立有方案的維護(hù)保養(yǎng)和預(yù)防性修理制度；采納故障診斷技術(shù)，對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；避開或及早發(fā)覺設(shè)備故障；對(duì)平安裝置進(jìn)行定期檢查，保證平安裝置始終處于牢靠和待用狀態(tài)；供應(yīng)必要的個(gè)人防護(hù)用品等。 （3）管理措施。指導(dǎo)機(jī)械的平安使用，向用戶及操作人員供應(yīng)有關(guān)設(shè)備危急性的資料、平安操作規(guī)程、修理平安手冊(cè)等技術(shù)文件；加強(qiáng)對(duì)操作人員的訓(xùn)練和培訓(xùn)，提高工人發(fā)覺危急和處理緊急狀況的力量。 上述三方面中，設(shè)計(jì)階段所應(yīng)實(shí)行的措施是主要的。后兩方面的措施只是補(bǔ)充。 二、本質(zhì)平安的主要措施

4、。 1本質(zhì)平安的目的 本質(zhì)平安是指操作失誤時(shí)，設(shè)備能自動(dòng)保證平安；當(dāng)設(shè)備消失故障時(shí)，能自動(dòng)發(fā)覺并自動(dòng)排解，能確保人身和設(shè)備平安。為使設(shè)備達(dá)到本質(zhì)而進(jìn)行的討論、設(shè)計(jì)、改造和實(shí)行各種措施的最佳組合，都稱為本質(zhì)平安化。 本質(zhì)平安化的目的是：運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特殊是平安科學(xué)的成就，從根本上消退能形成事故的主要條件；假如臨時(shí)達(dá)不到時(shí)，則實(shí)行兩種或兩種以上的相對(duì)平安措施，形成最佳組合的平安體系，達(dá)到最大限度的平安。同時(shí)盡可能實(shí)行完善的防護(hù)措施，增加人體對(duì)各種危害的反抗力量。本質(zhì)平安化強(qiáng)調(diào)先進(jìn)技術(shù)手段和物質(zhì)條件在保障平安生產(chǎn)中的重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備本質(zhì)平安化程度也會(huì)不斷提高。不會(huì)停留在現(xiàn)有的水

5、平上。 2本質(zhì)平安化的主要內(nèi)容 設(shè)備的本質(zhì)平安措施可以通過設(shè)備本身和掌握器的平安設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。 （1）本質(zhì)平安化的基本思路。 從根本上消退發(fā)生事故的條件。這是最抱負(fù)的措施。很多機(jī)械事故是由于人體接觸了危急點(diǎn)，假如將危急操作采納自動(dòng)掌握，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平安的有效措施。 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)性能下降甚至完全丟失。這些現(xiàn)象在生產(chǎn)中是難以完全避開的。因此設(shè)備應(yīng)有自動(dòng)防范措施，以避開發(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；

6、即使消失故障，應(yīng)能自動(dòng)排解，切換或平安停機(jī)；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，不論操作人員是否發(fā)覺，設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警，并作出應(yīng)急反應(yīng)，更抱負(fù)的是還能顯示設(shè)備發(fā)生故障的部位。 （2）常用的措施。 采納機(jī)械化、自動(dòng)化和遙控技術(shù)。這是消退危急因素和人接觸最佳方案。機(jī)械的牢靠性一般比人的牢靠性高，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，使用牢靠性高的零、部件，機(jī)械的故障率可達(dá)到0.01%。采納機(jī)械化、自動(dòng)化和遙控技術(shù)代替人的手工操作，是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，削減設(shè)備故障率，防止錯(cuò)誤操作，保證操平安和設(shè)備平安最有效的措施。尤其適用于危急作業(yè)和

7、在惡劣的作業(yè)環(huán)境中代替人進(jìn)行操作。 采納牢靠性設(shè)計(jì)，提高機(jī)械設(shè)備的牢靠性。 采納平安防護(hù)裝置。當(dāng)無法消退危急因素時(shí)，采納平安防護(hù)裝置隔離危急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)平安措施。 安裝保險(xiǎn)裝置，保險(xiǎn)裝置又叫故障保險(xiǎn)裝置。這種裝置的作用與平安防護(hù)裝置稍有不同。它能在設(shè)備產(chǎn)生超壓、超溫、超速、超載、超位等危急因素時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)掌握并消退或減弱上述危急。平安閥、單向閥、超載愛護(hù)裝置、限速器、限位開關(guān)、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。 采納自監(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)消失特別

8、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。 采納冗余技術(shù)。冗余技術(shù)是牢靠性設(shè)計(jì)常采納的一種技術(shù)，即在設(shè)計(jì)中增加冗余元件或冗余（備用）設(shè)備，平常只用其中一個(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。 采納傳感技術(shù) 在危急區(qū)設(shè)置光電式、感應(yīng)式、壓力傳感式傳感器，當(dāng)人進(jìn)入危急區(qū)，可馬上停機(jī)，終止危急運(yùn)動(dòng)。 安裝緊急停車開關(guān)。 向操供應(yīng)機(jī)械關(guān)鍵平安功能是否正常（設(shè)備的自檢功能）的信息。 設(shè)計(jì)程序聯(lián)鎖開關(guān)。設(shè)計(jì)對(duì)消失錯(cuò)誤指令時(shí)，禁止啟動(dòng)的操縱器。這些關(guān)鍵程序只有在正常操作指令下才能啟動(dòng)機(jī)械。 配備使操簡(jiǎn)單觀看的，能顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障的顯示器。

9、采納多重平安保障措施。對(duì)于危急性大的作業(yè)，要求設(shè)備運(yùn)行肯定平安牢靠。為了防止消失故障和發(fā)生誤操作，應(yīng)采納雙重或多重平安保障措施，使設(shè)備運(yùn)行萬(wàn)無一失。 二、牢靠性設(shè)計(jì) 1牢靠性技術(shù)和牢靠性設(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)定功能的力量稱為設(shè)備的牢靠性。牢靠性技術(shù)已成為提高使用壽命、削減設(shè)備故障、實(shí)現(xiàn)平安生產(chǎn)的重要手段。牢靠性技術(shù)和平安技術(shù)有親密的關(guān)系，但兩者又不完全相同。 很多牢靠性技術(shù)采納的方法已被平安技術(shù)所采納，很多基本概念也用到平安技術(shù)和平安管理上。平安技術(shù)所用到的事故樹分析（FTA）就是沿用牢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（

10、FMECA）也是牢靠性工程的重要方法。平安技術(shù)措施有很多也是牢靠性技術(shù)常用到的措施。因此，可以說平安技術(shù)的基礎(chǔ)是牢靠性技術(shù)。但是牢靠性技術(shù)不能完全代替平安技術(shù)。牢靠性技術(shù)只能解決物質(zhì)條件的平安，平安技術(shù)還要解決操作設(shè)備的人的平安。當(dāng)然假如沒有牢靠性技術(shù)供應(yīng)物質(zhì)保證，平安技術(shù)也是無能為力的。設(shè)備的本質(zhì)平安在很大程度上要依靠牢靠性技術(shù)。 牢靠性設(shè)計(jì)是設(shè)備平安設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。任何設(shè)備都必需具備肯定的工作性能，要求使用便利、簡(jiǎn)單修理、經(jīng)久耐用。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)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)的簡(jiǎn)單性和成熟程度； （3）設(shè)備制造時(shí)的簡(jiǎn)單性和難度； （4）設(shè)備結(jié)構(gòu)上不消

11、失故障，即“結(jié)構(gòu)牢靠性”高； （5）精度滿意使用要求，即“使用牢靠性高”； （6）在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的力量高，即設(shè)備的牢靠性高。這個(gè)時(shí)期的使用壽命（無故障工作時(shí)間），在牢靠性工程中稱為“保險(xiǎn)期”，要求使用壽命長(zhǎng)； （7）設(shè)備有效性高，即故障率低； （8）修理性高，出了故障能很快發(fā)覺并簡(jiǎn)單排解故障； （9）對(duì)設(shè)備平安性的要求。 后6個(gè)因素都與設(shè)備的牢靠性有關(guān)。 2牢靠性設(shè)計(jì)的基本學(xué)問 （1）牢靠性設(shè)計(jì)的意義。 可行性設(shè)計(jì)是牢靠性工程的重要組成部分。這里只介紹與機(jī)械平安有關(guān)的基本學(xué)問，以便設(shè)備管理人員、平安工作人員能運(yùn)用所介紹的學(xué)問在工作中正確地處理下列問題： 比較和選擇牢靠性

12、高的設(shè)備； 對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行記錄、分析，討論故障機(jī)理，隨時(shí)將故障資料反饋給設(shè)備設(shè)計(jì)、制造單位，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)和提高制造質(zhì)量，從而提高設(shè)備的牢靠性； 針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備在運(yùn)行中暴露出來的擔(dān)心全因素，在現(xiàn)有設(shè)備上設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)潔易行、牢靠的平安裝置，以確保設(shè)備的平安運(yùn)行； 指導(dǎo)制訂提高牢靠性、修理性的方案。 （2）牢靠度和故障率。 牢靠性和牢靠度。牢靠性是評(píng)價(jià)設(shè)備在使用壽命期內(nèi)可信任程度的指標(biāo)。是指設(shè)備在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的力量。而設(shè)備在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率為牢靠度。可以用牢靠度對(duì)設(shè)備的牢靠性進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)、測(cè)量和比較，也就是可以對(duì)牢靠性進(jìn)行定量的測(cè)定和衡量，并加以表示

13、。 a牢靠度討論的對(duì)象 牢靠度討論的對(duì)象可以是一個(gè)系統(tǒng)、一臺(tái)設(shè)備或其中一個(gè)零件。設(shè)備是由千百個(gè)零件組成的，假如其中一個(gè)零件消失故障，有可能使整個(gè)設(shè)備消失故障；因此討論設(shè)備牢靠度要從討論零件入手。 b規(guī)定的條件 包括設(shè)備所處的作業(yè)環(huán)境、使用條件和修理?xiàng)l件。 作業(yè)環(huán)境：溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、沖擊、粉塵、日曬、雨淋等； 使用條件：負(fù)荷大小和性質(zhì)，操作人員的技術(shù)水公平； c規(guī)定的時(shí)間隨著設(shè)備使用時(shí)間的延長(zhǎng)、零部件的磨損、材料的腐蝕老化而使性能下降，牢靠性也將下降，因此牢靠性是時(shí)間的函數(shù)。使用時(shí)間不同的設(shè)備，其牢靠性是不能等價(jià)比較的。規(guī)定的時(shí)間一般應(yīng)以能達(dá)到以最少修理費(fèi)用和停工損失來確定，如機(jī)床一般選定為兩次方案修理之間的時(shí)間（無故障工作時(shí)間） d規(guī)定的功能 指既有明確的功能指標(biāo)，如功率、流量、