機械設(shè)備的安全設(shè)計

1、機械設(shè)備的安全設(shè)計為了保證安全生產(chǎn)，必須根據(jù)對機械設(shè)備的安全要求，進行安全設(shè)計。在設(shè) 計階段采取本質(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 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，安全是 第一 位的。所有機械設(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 確操作是危險的，必須使設(shè)備本身達(dá)到本質(zhì)安全。在設(shè)計階段必須考慮各種 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、實用性、 先進

2、性、使用壽命、經(jīng)濟性和安全性 之間的尖系。其中安全性是必須首先考 慮的。不安全的設(shè)計會導(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，不斷改進設(shè)計，提高設(shè)備的安全性。安全設(shè)計的目標(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)計的基本要求和制定安全技術(shù)措施的基本原則，為了實 現(xiàn)設(shè)備的本質(zhì)安全，可以從三方面入手:(1)設(shè)計階段。采用技術(shù)措施來消除危險，使人不可能接觸或接近危險 區(qū)，如在

3、設(shè)計中對齒輪采用遠(yuǎn)距離潤滑或自動潤滑，即可避免因加 潤滑油而 接近危險區(qū)；將危險區(qū)安全封閉；采用安全裝置；實現(xiàn)機械 化和自動化等； 這些都是設(shè)計階段應(yīng)該解決的。(2)操作階段。建立有計劃的維護保養(yǎng)和預(yù)防性維修制度；采用故障診 斷技術(shù)，對運行中的設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測；避免或及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障；對安全裝 置進行定期檢查，保證安全裝置始終處于可靠和待用狀態(tài)；提供必要的個人防護用品等。(3) 管理措施。指導(dǎo)機械的安全使用，向用戶及操作人員提供有尖設(shè)備 危險性的資料、安全操作規(guī)程、維修安全手冊等技術(shù)文件；加強對操作人員 的教育和培訓(xùn)，提高工人發(fā)現(xiàn)危險和處理緊急情況的能力。上述三方面中， 設(shè)計階段所應(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，設(shè)備能自動保證安全；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，能自動 發(fā)現(xiàn)并自動排除，能確保人身和設(shè)備安全。為使設(shè)備達(dá)到本質(zhì)而進行的研 究、設(shè)計、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；如果暫時達(dá)不到時，則采取兩種或兩種以上 的相對安全措施，形成最佳組合的安全體系，達(dá)到最大限度的安全。同時盡 可能采取完善的防護措施，增強人體對各種危害的抵抗能力。本質(zhì)安全化強 調(diào)先進技術(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 進步，設(shè)備本質(zhì)安全化程度也會不 斷提高。不會停留在現(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)計來實現(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。許多機械事故 是由于 人體接觸了危險點，如果將危險操作采用自動控制，用專用工具代替人手操 作，實現(xiàn)機械化等都是保證人身安全的有效措施。 設(shè)備能自動防止操作失誤和設(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，也不會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生事故；即使出現(xiàn)故障，應(yīng)能自動排除，切換或安全停機；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，不論操 作人員是否發(fā)現(xiàn)，設(shè)備應(yīng)能自動報警，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)采用機械化、自動化和遙控技術(shù)。這是消除危險因素和人接觸最佳方案。機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)計優(yōu)良的機械，其故障率至少在0.1%以下，使用可靠性高的零、部件，機械的故障率可達(dá)到0.01%采用機械化、自動化和遙控技術(shù)代替人的手工操作是提咼勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，減

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

8、。(1)采用自監(jiān)測、報警和處理系統(tǒng)。利用現(xiàn)代化儀器儀表對運行中的設(shè)備狀態(tài) 參數(shù)進行在線監(jiān)測和故障診斷。當(dāng)出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，能自動報警，發(fā)出聲、 光報警信號，并且動作出應(yīng)急反應(yīng)，如自動停機、自動切換 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)計常采用的一種技術(shù)，即在設(shè)計中增加冗余元件或冗余(備用)設(shè)備，平時只用其中一個，當(dāng)發(fā)生事故時， 冗余設(shè)備或冗余元件能自動切換。(1)采用傳感技術(shù)在危險區(qū)設(shè)置光電式、感應(yīng)式、壓力傳感式傳感器，當(dāng)人進 入危險區(qū)，可立即停機，終止危險運動。安裝緊急停車開尖。(1向操作者提供機械尖鍵安全功能是否正常(設(shè)備的自檢功能)的信息。 設(shè)計程序聯(lián)鎖開尖。設(shè)計對出現(xiàn)錯誤指令時

9、，禁止啟動的操縱器。這些尖鍵 程序只有在正常操作指令下才能啟動機械。（1配備使操作者容易觀察的，能顯示設(shè)備運行狀態(tài)和故障的顯示器。采用多重安全保障措施。對于危險性大的作業(yè)，要求設(shè)備運行絕對安 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)備運行萬無一失。二、可靠性設(shè)計1 .可靠性技術(shù)和可靠性設(shè)計設(shè)備在規(guī)定的時期內(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)計是設(shè)備安全設(shè)計的重要內(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)計時，應(yīng)該綜合考慮下列因 素：(1) 經(jīng)濟性、設(shè)備用途和使用條件；(2 ) 設(shè)備設(shè)計的復(fù)雜性和成熟程度；(3)設(shè)備制造時的復(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”；