機(jī)械設(shè)備的安全設(shè)計(jì)一

1、機(jī)械設(shè)備的安全設(shè)計(jì)（一）為了保證安全生產(chǎn)， 必須根據(jù)對機(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)

2、用性、先進(jìn)性、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和安全性 之間的關(guān)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

3、近危 險(xiǎn)區(qū)，如在設(shè)計(jì)中對齒輪采用遠(yuǎn)距離潤滑或自動(dòng)潤滑，即可避免因加 潤滑油而接近危險(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)，對運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)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(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關(guān)設(shè) 備危險(xiǎn)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(qiáng)對 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

4、所應(yīng)采取的措施是主要的。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

5、 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)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

6、的。因此設(shè)備應(yīng)有自動(dòng)防范措施，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。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

7、工操作，是提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(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。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、限位開關(guān)、爆破片、熔斷器、保險(xiǎn)絲、 力矩限制器、

8、極限位置限制器等都是常用的保險(xiǎn)裝置。采用自監(jiān)測、報(bào)警和處理系統(tǒng)。利用現(xiàn)代化儀器儀表對運(yùn)行中的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測和故障診斷。當(dāng)出現(xiàn)異?，F(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。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)。安裝緊急停車開關(guān)。向操作者提供機(jī)械關(guān)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)鎖開關(guān)。設(shè)計(jì)對出

9、現(xiàn)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。(11) 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。(12) 采用多重安全保障措施。對于危險(xiǎn)性大的作業(yè)，要求設(shè)備運(yùn)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(yùn)行萬無一失。NextPage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)有密切的關(guān)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

10、采用，許多基本概念也用到安全技術(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)。 可靠性技術(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