安全生產(chǎn)_人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)的事故及其原因

33機(jī)械安全的定義及特性【大綱考試內(nèi)容要求】：1、了解機(jī)械安全的特性；2、掌握人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)的事故及其原因；3、熟悉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)。【教材內(nèi)容】：第三節(jié)機(jī)械的安全特性及故障診斷技術(shù)一、機(jī)械安全的定義及特性(一)機(jī)械安全定義機(jī)械安全是指機(jī)器在按使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定的預(yù)定使用條件下，執(zhí)行其功能和在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維修、拆卸和處理時(shí)對(duì)操作者不發(fā)生損傷或危害其健康的能力。它包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：（1)在機(jī)械產(chǎn)品預(yù)定使用期間執(zhí)行預(yù)定功能和在可預(yù)見(jiàn)的誤用時(shí)，不會(huì)給人身帶來(lái)傷害；(2)機(jī)械產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期內(nèi)，發(fā)生可預(yù)見(jiàn)的非正常情況下任何風(fēng)險(xiǎn)事故時(shí)機(jī)器是安全的。(二)機(jī)械安全的特性現(xiàn)代機(jī)械安全應(yīng)具有以下幾方面的特性：1.系統(tǒng)性現(xiàn)代機(jī)械的安全應(yīng)建立在心理、信息、控制、可靠性、失效分析、環(huán)境學(xué)、勞動(dòng)衛(wèi)生、計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上，并綜合與系統(tǒng)地運(yùn)用這些科學(xué)技術(shù)。2防護(hù)性通過(guò)對(duì)機(jī)械危險(xiǎn)的智能化設(shè)計(jì)，應(yīng)使機(jī)器在整個(gè)壽命周期內(nèi)發(fā)揮預(yù)定功能，包括誤操作時(shí)，其機(jī)器和人身均是安全的，使人對(duì)勞動(dòng)環(huán)境、勞動(dòng)內(nèi)容和主動(dòng)地位的提高得到不斷改善。3友善性機(jī)械安全設(shè)計(jì)涉及到人和人所控制的機(jī)器，它在人與機(jī)器之間建立起一套滿足人的生理特性、心理特性，充分發(fā)揮人的功能的、提高人機(jī)系統(tǒng)效率的安全系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中通過(guò)減少操作者的緊張和體力來(lái)提高安全性，并以此改善機(jī)器的操作性能和提高其可靠性。4整體性現(xiàn)代機(jī)械的安全設(shè)計(jì)必須全面、系統(tǒng)地對(duì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的因素進(jìn)行定性、定量分析和評(píng)價(jià)，整體尋求降低風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)的事故及其原因二、人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)的事故及其原因(一)常見(jiàn)的事故1卷入和擠壓這種傷害主要來(lái)自旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)零部件，即兩旋轉(zhuǎn)件之間或旋轉(zhuǎn)件與固定件之間的運(yùn)動(dòng)將人體某一部分卷入或擠壓。這是造成機(jī)械事故的主要原因，其發(fā)生的頻率最高，約占機(jī)械傷害事故的477。2碰撞和撞擊這種傷害主要來(lái)自直線運(yùn)動(dòng)的零部件和飛來(lái)物或墜落物。例如，做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)或滑枕等執(zhí)行件撞擊人體；高速旋轉(zhuǎn)的工具、工件及碎片等擊中人體；起重作業(yè)中起吊物的墜落傷人或人從高層建筑上墜落傷亡等。3接觸傷害接觸傷害主要是指人體某一部分接觸到運(yùn)動(dòng)或靜止機(jī)械的尖角、棱角、銳邊、粗糙表面等發(fā)生的劃傷或割傷的機(jī)械傷害和接觸到過(guò)冷過(guò)熱及絕緣不良的導(dǎo)電體而發(fā)生凍傷、燙傷及觸電等傷害事故。(二)事故原因1機(jī)械設(shè)備存在先天性潛在缺陷屬于這一類(lèi)的潛在安全隱患涉及面很廣，從設(shè)計(jì)到制造諸如零件材料缺陷及材料選擇不當(dāng)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不當(dāng)、強(qiáng)度計(jì)算不準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、操縱控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、顯示裝置設(shè)置不當(dāng)、無(wú)安全防護(hù)裝置以及制造中的加工裝配不當(dāng)?shù)鹊取?設(shè)備磨損或惡化使用過(guò)程中由于磨損、老化降低了設(shè)備的可靠性而產(chǎn)生新的潛在危險(xiǎn)因素，如裂紋、腐蝕等缺陷，但由于未被發(fā)現(xiàn)而“帶病”運(yùn)轉(zhuǎn)。3人的不安全行為有的是由于安全意識(shí)差而做的有意的行為或錯(cuò)誤的行為，有的則是由于人的大腦對(duì)信息處理不當(dāng)而所做的無(wú)意行為，如誤操作或誤動(dòng)作。人的任何一種不安全行為都可能導(dǎo)致事故發(fā)生。絕大多數(shù)人機(jī)事故是可以采取故障診斷等預(yù)先識(shí)別技術(shù)加以防范的。機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)(一)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷模型故障診斷是研究機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的信息，進(jìn)而識(shí)別、預(yù)測(cè)和監(jiān)視機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)方法。故障診斷的基本模型如圖45所示。圖中St(f)是載荷或應(yīng)力向量，M(f)是故障機(jī)理傳遞函數(shù)，E(f)是異常模式(模型)向量，x(f)是設(shè)備狀態(tài)向量，H(f)是E(f)和X(f)之間的傳遞函數(shù)。機(jī)器或設(shè)備在正常工作時(shí)M(f)l其狀態(tài)向量X(f)是由外因St(f)和內(nèi)因H(f)共同決定的，當(dāng)出現(xiàn)異?；蚬收霞碝(f)不為1或St(f)超過(guò)正常值。前者稱(chēng)為結(jié)構(gòu)異常，后者稱(chēng)為偏離操作規(guī)范之后，X(f)除與外因St(f)和內(nèi)因H(f)有關(guān)外，還與載荷超差及故障機(jī)理傳遞函數(shù)M(f)有關(guān)。 圖4-3 故障診斷的基本模型在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷中，設(shè)備的狀態(tài)向量是設(shè)備異?；蚬收闲畔⒌闹匾d體，是設(shè)備故障診斷的客觀依據(jù)，所以及時(shí)而正確地掌握狀態(tài)向量是進(jìn)行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他檢測(cè)手段進(jìn)行狀態(tài)信號(hào)的監(jiān)測(cè)。(二)故障診斷的基本流程及實(shí)施步驟故障診斷的基本工藝流程如圖46所示，它包括診斷文檔建立和診斷實(shí)施兩大部分。診斷實(shí)施過(guò)程是故障診斷的中心工作，它可以細(xì)分為4個(gè)基本步驟：(1)信號(hào)檢測(cè)。按不同診斷目的選擇最能表征設(shè)備狀態(tài)的信號(hào)，對(duì)該類(lèi)信號(hào)進(jìn)行全面地檢測(cè)，并將其匯集在一起，形成一個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)信號(hào)子集，該子集稱(chēng)為初始模式向量。(2)特征提取(或稱(chēng)信號(hào)處理)。將初始模式向量進(jìn)行維數(shù)變換、形式變換，去掉冗余信息，提取故障特征，形成待檢模式。 圖4-4 故障診斷的基本方法(3)狀態(tài)識(shí)別。將待檢模式與樣板模式(故障檔案)對(duì)比，進(jìn)行狀態(tài)分類(lèi)。(4)診斷決策。根據(jù)判別結(jié)果采取相應(yīng)的對(duì)策。對(duì)策主要是指對(duì)設(shè)備及其工作進(jìn)行必要的預(yù)測(cè)和干預(yù)。(三)故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)如圖4-7所示，是廣義故障診斷中不可分割的兩個(gè)有機(jī)組成部分。嚴(yán)格地講，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是兩個(gè)不同的概念。狀態(tài)監(jiān)測(cè)一般由現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行。故障診斷則一般由專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行，他們只是在確定設(shè)備已發(fā)生異常的基礎(chǔ)上對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行處理，提取故障特征，識(shí)別設(shè)備狀態(tài)并提出診斷決策。雖然理論上兩者是有根本差異的，但實(shí)際中由于兩者的密切相關(guān)性，往往把狀態(tài)監(jiān)測(cè)也劃歸在故障診斷的研究范疇中，統(tǒng)稱(chēng)為設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測(cè)或簡(jiǎn)稱(chēng)為故障診斷。由于狀態(tài)監(jiān)鋇，)是故障診斷的前提，因此有時(shí)也把狀態(tài)監(jiān)測(cè)稱(chēng)為故障診斷實(shí)施的第一階段，而把狹義故障診斷稱(chēng)為故障診斷實(shí)施的第二階段。 圖4-5 故障診斷與狀態(tài)檢測(cè)(四)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)1振動(dòng)定義物體圍繞其平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為振動(dòng)。按頻率范圍振動(dòng)可分為低頻振動(dòng)(f10kHz)。按振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征可分為穩(wěn)態(tài)振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。2振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)與分析振動(dòng)信號(hào)一般用位移、速度或加速度傳感器來(lái)測(cè)量。傳感器應(yīng)盡量安裝在診斷對(duì)象的振動(dòng)敏感點(diǎn)或離核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)于低頻振動(dòng)，一般要從3個(gè)互相垂直的方向上進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于高頻振動(dòng)，通常只從一個(gè)方向上進(jìn)行檢測(cè)。3振動(dòng)診斷中的故障判別標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備種類(lèi)繁多，故障類(lèi)型、失效形式及振動(dòng)方式各異，因此很難提出統(tǒng)一的故障判別準(zhǔn)則及故障模式。為研究設(shè)備的老化狀態(tài)、危險(xiǎn)程度、重要程度等，必須按照設(shè)備各自的情況來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)。(五)其他故障診斷技術(shù)1油液分析技術(shù)油液分析中，目前應(yīng)用較多的有光譜油液分析和鐵譜油液分析兩種。1)光譜分析光譜油液分析方法是利用原子吸收光譜來(lái)分析潤(rùn)滑油中金屬的成分和含量，進(jìn)而判斷零件磨損程度的方法。物質(zhì)的原子有其特定的吸收光譜譜線，利用元素的特征吸收光譜譜線及其強(qiáng)度可以分析潤(rùn)滑油中特定金屬元素的含量。2)鐵譜分析鐵譜分析是通過(guò)檢查潤(rùn)滑油或液壓系統(tǒng)的油液中所含磁性金屬磨屑的成分、形態(tài)、大小及濃度來(lái)判斷和預(yù)測(cè)機(jī)器系統(tǒng)中零件的磨損情況。2溫度檢測(cè)及紅外線監(jiān)測(cè)技術(shù)1)溫度檢測(cè)溫度是工業(yè)生產(chǎn)中很普遍、很重要的熱工參數(shù)之一。一方面許多生產(chǎn)過(guò)程中在工藝上要求對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，另一方面，機(jī)電設(shè)備運(yùn)行是否正常往往在溫度上會(huì)有所反映，根據(jù)溫度變化特征可以了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。因此，生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到溫度測(cè)量的問(wèn)題。2)紅外線監(jiān)測(cè)物體表面發(fā)射的紅外線與其溫度有關(guān)。紅外線測(cè)溫的原理是利用紅外線探測(cè)器將紅外線輻射產(chǎn)生的熱效應(yīng)和光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成人們能識(shí)別的信號(hào)。常用的探測(cè)器有熱電探測(cè)器、熱敏探測(cè)器和光子探測(cè)器等，相關(guān)的儀器有紅外測(cè)溫儀、紅外成像儀和紅外攝影機(jī)等。3超聲探傷技術(shù)超聲波是比聲波振動(dòng)頻率更高的波，檢測(cè)中常用的是15MHz的超聲波。與聲波相比，超聲波具有方向性好、波長(zhǎng)短、在高密度固體中損失小及在不同密度介質(zhì)的界面上反射大等特點(diǎn)。因此，利用超聲波可以對(duì)所有固體材料進(jìn)行探傷和檢測(cè)。它常用來(lái)檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裂紋、搭接、夾雜物、焊接不良的焊縫、鍛造裂紋、腐蝕坑以及加工不適當(dāng)?shù)乃芰蠅簩拥取＿€可以檢查管道中流體的流量、流速以及泄露等。4表面缺陷探傷技術(shù)1)磁粉探傷磁粉探傷的原理是利用鐵磁性試件的導(dǎo)磁性實(shí)現(xiàn)的。鐵磁性物質(zhì)的導(dǎo)磁性要比空氣的導(dǎo)磁性強(qiáng)得多，因此表面缺陷處磁阻大，易產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸引磁粉，形成磁粉堆積。通過(guò)觀察磁粉聚集情況就可以確定被探測(cè)工件的表面缺陷或近表面缺陷。2)滲透探傷滲透探傷的依據(jù)是物理化學(xué)中的液體對(duì)固體的潤(rùn)濕能力和毛細(xì)現(xiàn)象(滲透和上升)。首先將被探傷工件的表面涂上具有高度滲透能力的滲透液，滲透液由于潤(rùn)濕作用及毛細(xì)現(xiàn)象而進(jìn)人工件的表面缺陷中，然后將工件表面多余的滲透液清洗干凈，再涂一層親和力強(qiáng)的顯像劑，將滲入裂紋中的滲透液吸出來(lái)，在顯像劑上便顯現(xiàn)出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案。3)渦流探傷當(dāng)通電線圈接近被測(cè)表面時(shí)，導(dǎo)電的試件表面層將產(chǎn)生渦電流(簡(jiǎn)稱(chēng)渦流)，渦流又會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該交變磁場(chǎng)又會(huì)在激勵(lì)線圈中感應(yīng)出電流。由于渦流與表面狀態(tài)有關(guān)，感應(yīng)電流的大小、方向及相位等就會(huì)反映出表面缺陷的信息。渦流探傷就是利用這種信息來(lái)檢測(cè)表面缺陷的。一、單選題: 1、 （）是造成機(jī)械事故的主要原因，其發(fā)生的頻率最高，約占機(jī)械傷害事故的477。A. 卷入和擠壓B. 碰撞C. 撞擊D. 接觸傷害 A B C D 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：a 本題分?jǐn)?shù)： 15.00 分，你答題的情況為 錯(cuò)誤 所以你的得分為 0 分 解析： - 2、 油液分析可以用于機(jī)器故障診斷，目前應(yīng)用較多的有光譜油液分析和（）兩種。A. 磁譜油液分析B. 鐵譜油液分析C. 銅譜油液分析D. 金譜油液分析 A B C D 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：b 本題分?jǐn)?shù)： 15.00 分，你答題的情況為 錯(cuò)誤 所以你的得分為 0 分 解析： - 二、多選題: 3、 現(xiàn)代機(jī)械安全應(yīng)具有的特性是：（）。A. 系統(tǒng)性B. 友善性C. 本安性D. 防護(hù)性E. 整體性 A B C D E 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：a, b, d, e 本題分?jǐn)?shù)： 30.00 分，你答題的情況為 錯(cuò)誤 所以你的得分為 .00 分 解析： - 4、 人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)的事故有：（）。A. 碰撞B. 擠壓C. 撞擊D. 接觸傷害E. 卷入 A B C D E 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：a, b, c, d, e 本題分?jǐn)?shù)： 30.00 分，你答題的情況為 錯(cuò)誤 所以你的得分為 .00 分 解析： - 5、 人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)事故的原因有：（）。A機(jī)械設(shè)備存在先天性潛在缺陷B. 人機(jī)功能分配不合理C設(shè)備磨損或惡化D人的不安全行為E自然災(zāi)害 A B C D E 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：a, c, d 本題分?jǐn)?shù)： 30