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文檔簡介

1、機械安全技術,機器概述,機械設備是現代生產中各行各業(yè)不可缺少的設備,不僅工業(yè)生產要用到各種機械,其它行業(yè)也不同程度上用到各種機械,它是各行各業(yè)解放勞動力、提高生產率的有力工具,也是現代工業(yè)的基礎。 在生產的人機環(huán)境系統(tǒng)中,機械與人相比,具有人所不可替代的優(yōu)點。,Page 2,機器的優(yōu)點,(1)輸出功率大,可長期穩(wěn)定操作,不易疲 勞,生產率高。 (2)自動化程度高。 (3)準確性和速度比人好。 (4)靈敏度和反應能力高。 (5)耐用性強,可在人不適宜的環(huán)境下操作。 (6)可靠性高,不會受外界因素的影響。 (7)運轉速度快,可連續(xù)運行。 (8)能同時完成多種作業(yè),適應性強。,Page 3,Page

2、 4,第一節(jié) 機器的組成,機器: 由若干相互聯系的零部件按一定規(guī)律裝配而成,能夠完成一定功能的整體,稱為機器。,機器是由各種金屬和非金屬部件組裝成的裝置,消耗能源,可以運轉、做功。它是用來代替人的勞動、進行能量變換、以及產生有用功。機器貫穿在人類歷史的全過程中。但是近代真正意義上的“機器”,卻是在西方工業(yè)革命后才逐步被發(fā)明出來。,根據用途的不同,機器可分為,動力機器 加工機器 運輸機器 信息機器,機械的分類,動力機器 其用途是轉換機械能。,原動機,如蒸汽機、內燃機、電動機,換能機,如空氣壓縮機,機械的分類,加工機器,尺寸 形狀 性質 狀態(tài),用來改變被 加工對象的,如: 加工機床 軋鋼機 紡織機

3、 包裝機等。,運輸機器 用來搬運物品和人。 如汽車、飛機、起重機、運輸機。,信息機器 其功能是處理信息。 例如復印機、打印機、繪圖機等。 信息機器雖然也作機械運動,但其目的是處理信息,而不是完成有用的機械功,因而其所需的功率甚小。,動力機器 加工機器 運輸機器 信息機器,轉換機械能 完成機械功 作功很小,Page 11,第一節(jié) 機器的組成,傳統(tǒng)機器都包含如下三個部分:,Page 12,第一節(jié) 機器的組成,傳統(tǒng)機器都包含如下三個部分:,Page 13,第一節(jié) 機器的組成,傳統(tǒng)機器都包含如下三個部分:,Page 14,運動速度的轉換,傳動裝置解決原動機速度和執(zhí)行裝置速度不匹配的問題。 有的機器的普

4、通交流電動機速度是固定的。 有的機器執(zhí)行部分速度低于原動機的轉速, 需要減速。 (也有相反的情況,需要增速)。 許多機器還需要執(zhí)行裝置有多種不同的速度。,帶、鏈傳動 各種齒輪傳動 減速器,例如自行車鏈傳動,例如汽車、機床的變速器,Page 15,運動形式的轉換,機器執(zhí)行部分可能 有各種運動形式:,Page 16,第一節(jié) 機器的組成,現代機器的組成,原動部分,傳動部分,執(zhí)行部分,輔助系統(tǒng),控制系統(tǒng),Page 17,控制系統(tǒng),前饋控制,反饋控制,控制裝置是控制機器的運動及狀態(tài)的系統(tǒng)。包括操縱器和顯示器。,測量運動構件真實運動情況,并將測量結果隨時反饋給控制系統(tǒng),發(fā)出指令調節(jié)伺服電機的運動,Page

5、 18,第一節(jié) 機器的組成,機械設計的基本安全要求,通過選用適當的設計結構盡可能避免或減小危險; 通過減少對操作者涉入危險區(qū)的需要,限制人們面臨危險。,Page 19,5、機械設計的基本安全要求,以操作人員的操作位置所在平面為基準,凡高度在2 米之內的所有傳動帶、轉軸、傳動軸、聯軸節(jié)、帶輪、齒輪、飛輪、鏈輪、電鋸等危險零部件及危險部位,都必須設置防護裝置 。 機器設備的設計,必須考慮檢查和維修的方便性 必要時,應隨設備供應專用檢查,維修工具或裝置。 為防止運行中的機器設備或零部件超過極限位置,應配置可靠的限位裝置。 4 機器設備應設置可靠的制動裝置,以保證接近危險時能有效地制動。,Page 2

6、0,5、機械設計的基本安全要求,機器設備的氣、液傳動機械,應設有控制超壓、防止泄漏等裝置。 機器設備在高速運轉中易于甩出的部件,應設計防止松脫裝置,配置防護罩或防護網等安全裝置。 機器設備的操作位置高出地面2m以上時,應配置操作臺、欄桿、扶手、圍板等。,Page 21,5、機械設計的基本安全要求,機械設備的控制裝置應裝在使操作者能看到整個設備的操作位置上,在操縱臺處不能看到所控制設備的全部時,必須在設備的適當位置裝設緊急事故開關。 各類機器設備都必須在設計中采取防噪聲措施,使機器噪聲低于國家規(guī)定的噪聲標準。 10 凡工藝過程中產生粉塵、有害氣體或有害蒸氣的機器設備,應保證工作場所排放的有害物濃

7、度符合TJ36-70工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準和GBJ4-73工業(yè)“三廢”排放試行標準的有關要求。,Page 22,5、機械設計的基本安全要求,11 設計機器設備時,應使用安全色。易發(fā)生危險的部位,必須有安全標志。安全色和標志應保持顏色鮮明、清晰、持久。 12 機器設備中產生高溫、極低溫、強輻射線等部位,應有屏護措施。 13 有電器的機器設備都應有良好的接地(或接零),以防止觸電,同時注意防靜電。,6、機械使用的狀態(tài),正常工作狀態(tài) 在機器完好的情況下,機器完成預定功能的正常運轉過程中,存在著各種不可避免的運動要素,有些可能產生危害后果。 非正常工作狀態(tài) 機械的非正常工作狀態(tài)往往沒有前兆,會直接導致事

8、故危害。 故障狀態(tài) 有些故障對所涉及的安全功能影響很小。 有些故障會導致某種危險狀態(tài)。 非工作狀態(tài) 非工作狀態(tài)下,機械基本是安全的;但不排除因環(huán)境因素導致的危險事故。 檢修保養(yǎng)狀態(tài) 檢修保養(yǎng)作業(yè)的特殊性使得容易出現在正常操作下不存在的危險。,7、機械的發(fā)展歷程概述,古 代 近 代 現 代,簡單機械:杠桿、車輪、滑輪、斜面、螺旋等。 公元前3000年,在修建金字塔的過程中,就使用了滾木來搬運巨石。 阿基米德用螺旋將水提升至高處,那就是今天的螺旋式輸送機的始祖。,公元一世紀 東漢 “水排” 用水力鼓風煉鐵,其中應用 了齒輪和連桿機構,晉 代 “連 磨” 用一頭牛驅動八臺磨盤, 其中應用了齒輪系。,

9、中世紀 歐洲 用腳踏板驅動的 加工木棒的車床,中世紀 歐洲 利用曲軸的研磨機,動力的變革 材料的變革 加工手段的變革 生產模式的變革 機構與傳動的變革 機械理論和設計方法的建立,1765年,瓦特(Watt)發(fā)明了蒸汽機。 揭開了第一次工業(yè)革命的序幕。 蒸汽機給人類帶來了強大的動力,各種由動力驅動的產業(yè)機械 紡織機、車床等,如雨后春筍般出現。,古代機械的動力:人力、畜力和水力。 動力制約了機械的發(fā)展。 首先是動力的變革推動了機械的飛速發(fā)展和廣泛應用。,蒸汽機無法實現小型化,所以在當時的工廠里采用集中驅動的方式。,蒸汽機時代的紡織工廠,19世紀,第二次工業(yè)革命 電動機和內燃機發(fā)明,與此同時,戴姆勒

10、也發(fā)明出了他的第一輛四輪汽車。,1886年,本茨發(fā)明的汽油發(fā)動機為動力的三輪車被授予專利。,萊特兄弟,1903,19世紀中葉,發(fā)明了煉鋼法,從那時一直到現在,鋼鐵始終是制造機械最主要的材料。,18世紀末,現代車床的雛形在英國問世; 19世紀中葉, 通用機床的各種類型已大體齊備; 19世紀末,自動機床、大型機床出現。,社會需求日益增長。 20世紀初葉,機械制造進入了大批量生產模式的時代。標志:美國福特汽車的生產,進行大批量生產的要求。,提高生產率的需要。 基于動力的變革,大幅度提高機器的速度成為可能。 機器速度的提高是幾百年來未曾停遏的發(fā)展趨勢。,提高產品質量的需要。 基于加工水平的提高,提高機

11、器的精度成為可能。,近代機械的發(fā)展趨向,要求不斷完善已有的機構, 并發(fā)明出新的機構,例如: 18世紀,歐拉(Euler) 首次提出采用漸開線作為齒輪的齒廓, 從而使高速、大功率的機械傳動成為可能。,20世紀 各種大傳動比、結構緊湊的新型傳動, 高速的步進機構, 精密的滾動螺旋傳動, 機構的創(chuàng)新一直到今天也沒有停止。,機器的發(fā)展,呼喚著機械的理論和設計方法。 牛頓經典力學的建立則為此準備了理論基礎。,計算機的發(fā)明 科學技術發(fā)展史上劃時代的大事。,現代機器的出現 計算機使機械設計方法面目一新,隨著計算機和伺服電機的出現,機器人作為現代機器的代表走上了歷史舞臺。 工業(yè)機器人 特種機器人,工業(yè)機器人:

12、在工業(yè)生產中越來越廣泛地應用。用于搬運、裝配、焊接、噴漆、鑿巖等工作。,清洗飛機的機器人,第一汽車制造廠的汽車裝配生產線,幾 種 工業(yè)機器人,特種機器人:在潛水、管道修理、外科手術、生物工程、軍事、星際探索等領域應用,承擔著許多由人的直接操作無法完成的工作。,水下掃雷機器人,爬壁機器人,幾種 特種機器人,軍用昆蟲機器人,爬纜索機器人,數控車床,數控加工中心,計算機控制系統(tǒng)和伺服電機被引入到傳統(tǒng)機器中來,使其組成、面貌和功能發(fā)生了革命性的變化。,現代機器向主動控制、信息化和智能化方向發(fā)展, 從這個意義上講,正如有的學者所說:,“今后的機器都將是機器人”。,20世紀最后30年,計算機應用的普及極大

13、地推動了機械分析與設計方法的革新。 計算機計算代替了手工計算法和圖解方法。 計算機輔助設計、優(yōu)化設計、有限元法、動態(tài)設計等現代設計方法迅速發(fā)展。 計算機不僅是大大地提高了計算速度,而且已成為機械分析與設計的前所未有的強大手段。 整個機械設計的理論和方法煥然一新。 現代意義上的機械設計已經根本離不開計算機了。,8、機械安全概述,人類對機械安全的認識階段 1安全的自發(fā)認識階段2安全的局部認識階段3系統(tǒng)安全的認識階段 4安全系統(tǒng)的認識階段,1安全的自發(fā)認識階段 在自然經濟(農業(yè)經濟)時期,人類的生產活動主要是勞動個體使用手用工具的初級勞動,人們在考慮提高生產力的同時,無形中解決了安全問題。在這個階段

14、,人類不是專門解決工具的安全問題,而是由于生產技術需要,不自覺地附帶解決了安全問題,因而有很大的盲目性。,2安全的局部認識階段 工業(yè)革命以后,特別是動力(例如蒸汽機)的發(fā)明和廣泛使用,大量的機器代替手用工具。但勞動者在使用機器過程中受到的危害大大增加,為了生產不得不考慮安全問題。這時主要針對某種機器設備的局部、個別安全問題,采取專門技術方法去解決。例如,給鍋爐裝設安全閥,為機器加一個行程限位開關等,從而形成局部解決安全問題的局部專門技術。,3系統(tǒng)安全的認識階段 進入工業(yè)化時代,特別是經過第二次世界大戰(zhàn),以制造業(yè)為主的工業(yè)化時代的到來,使生產技術向復雜化、規(guī)?;透咚倩较虬l(fā)展,分工的專業(yè)化形成

15、了分屬不同部門的生產方式和相對穩(wěn)定的生產結構系統(tǒng),對安全問題的局部認識已經很難適應要求,需要從機械整體系統(tǒng)的各個方面去考慮安全問題,形成了在某一生產領域應用的、從屬于生產系統(tǒng)并為其服務的系統(tǒng)安全。例如,化工機械安全、建筑機械安全等,其特點是以解決機械事故為目的的 安全技術。,4安全系統(tǒng)的認識階段 隨著知識經濟和信息時代的到來,計算機的應用使生產力進一步解放,市場經濟的高度發(fā)展,出現了在安全問題上縱橫交錯的復雜局面。機械已經融入人們生產、生活的各個角落,需要解決的安全問題不僅僅限于一臺機械設備或一個生產領域,而要在更大范圍、更高層次上,在宏觀和微觀的結合上全面進行安全工程設計,提出安全要求,進行

16、安全決策。這就要求安全工程技術人員不能就事論事,而是要從更高的認識角度,用安全系統(tǒng)的觀念和知識結構武裝頭腦,去解決機械系統(tǒng)的安全問題。也就是說,解決問題的對象還是機械,這里強調的是解決問題的人的認識角度和思維方法的轉變。,9、安全系統(tǒng)理論簡介,1系統(tǒng)安全的認識方法 2安全系統(tǒng)的認識方法,1系統(tǒng)安全的認識方法系統(tǒng)安全的認識是根據經濟生產部門的專業(yè)分工,把安全問題分門別類地按物質生產的不同應用領域和生產的不同手段,分成為不同的系統(tǒng)安全,缺乏一個獨立的、整體的安全理論把它們有機地結合起來,僅僅局限于附著在某種生產專業(yè)技術理論的應用層次上。其根本缺陷是沒有從思維方式和認識的源頭上解決對安全的認識。,2

17、安全系統(tǒng)的認識方法 安全系統(tǒng)是由人、物和物人關系三個基本要素組成的系統(tǒng)集合體。系統(tǒng)中諸要素按內在落邏輯規(guī)律,與存在于該系統(tǒng)中的其他要素互相關聯,互相制約,互相補充。由于客觀世界的復雜性,使系統(tǒng)的組成要素的某些性質表現出隨機特性。當安全系統(tǒng)某一要素發(fā)生變化時,其他要素也相應地改變,要素關系不斷變化輸出,并反饋回控制過程的各個環(huán)節(jié),使系統(tǒng)及時調整,以適應變化的環(huán)境這樣一種動態(tài)過程。,安全是系統(tǒng)與過程的統(tǒng)一。安全認識就是對安全系統(tǒng)和安全過程的認識。安全系統(tǒng)的結構涉及到系統(tǒng)的內部層次,表現為人、物和物人關系三個基本要素及其相互聯系和相互作用;安全系統(tǒng)的功能涉及到該系統(tǒng)與其他事物關系的外部層次,即安全問題與其他事物之間的相互聯系和作用。 從過程上講,表現為對生產系統(tǒng)的危險因素識別,安全風險評價與預測,提出安全要求及對策建議直至實現安全效果的全過程。這個過程的特征是過程的執(zhí)行者不是安全工程專業(yè)技術人員本人,而是包括生產系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的全體成員。,用安全系統(tǒng)的認識方法解決機械安全問題,機械安全是指從人的安全需要出發(fā),在使用機械的全過程的各種狀態(tài)下,達到使人的身心免受外界因素危害的存在狀態(tài)和保障條件。 機械的安全性是指機器在按預定使用條件下,執(zhí)行其預定功能,或在運輸、安裝、調整、維修、拆卸以及報廢處

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