機械設備的安全設計

1、 機械設備的安全設計 為了保證平安生產，必需依據對機械設備的平安要求，進行平安設計。在設計階段實行本質平安的技術措施。本質平安是指一般水平的操在推斷錯誤和誤操作的狀況下，生產系統(tǒng)和設備仍能保證平安。 一、設備平安設計的主要內容 1設備本質平安的意義 “平安第一、預防為主”的方針體現(xiàn)在當平安和生產發(fā)生沖突時，平安是第一位的。全部機械設備必需符合平安使用要求，在設備的使用壽命期內保證操的平安。應當要求操正確操作，但是把盼望完全寄予在操的正確操作是危急的，必需使設備本身達到本質平安。在設計階段必需考慮各種因素。經過綜合分析，正確處理設備性能、產量、效率、牢靠性、有用性、先進性、使用壽命、經濟性和平安

2、性之間的關系。其中平安性是必需首先考慮的。 擔心全的設計會導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，不斷改進設計，提高設備的平安性。平安設計的目標是產品100%達到質量要求，具有100%牢靠性和100%的操作修理平安性。本質平安的設備具有高度的牢靠性和平安性，可以杜絕或削減傷亡事故，削減設備故障，從而提高設備利用率，實現(xiàn)平安生產。 2設備本質平安的指導思想 依據生產設備平安設計的基本要求和制定平安技術措施的基本原則，為了實現(xiàn)設備的本質平安，可以從三方面入手： （1）設計階段。采納技術措施來消退危急，使人不行能接觸或接近危急區(qū)，如在設計中對齒輪采納遠距離潤滑或自動潤滑，即可避

3、開因加潤滑油而接近危急區(qū)；將危急區(qū)平安封閉；采納平安裝置；實現(xiàn)機械化和自動化等；這些都是設計階段應當解決的。 （2）操作階段。建立有方案的維護保養(yǎng)和預防性修理制度；采納故障診斷技術，對運行中的設備進行狀態(tài)監(jiān)測；避開或及早發(fā)覺設備故障；對平安裝置進行定期檢查，保證平安裝置始終處于牢靠和待用狀態(tài)；供應必要的個人防護用品等。 （3）管理措施。指導機械的平安使用，向用戶及操作人員供應有關設備危急性的資料、平安操作規(guī)程、修理平安手冊等技術文件；加強對操作人員的訓練和培訓，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，設計階段所應實行的措施是主要的。后兩方面的措施只是補充。 二、本質平安的主要措施

4、。 1本質平安的目的 本質平安是指操作失誤時，設備能自動保證平安；當設備消失故障時，能自動發(fā)覺并自動排解，能確保人身和設備平安。為使設備達到本質而進行的討論、設計、改造和實行各種措施的最佳組合，都稱為本質平安化。 本質平安化的目的是：運用現(xiàn)代科學技術，特殊是平安科學的成就，從根本上消退能形成事故的主要條件；假如臨時達不到時，則實行兩種或兩種以上的相對平安措施，形成最佳組合的平安體系，達到最大限度的平安。同時盡可能實行完善的防護措施，增加人體對各種危害的反抗力量。本質平安化強調先進技術手段和物質條件在保障平安生產中的重要作用。隨著科學技術的進步，設備本質平安化程度也會不斷提高。不會停留在現(xiàn)有的水

5、平上。 2本質平安化的主要內容 設備的本質平安措施可以通過設備本身和掌握器的平安設計來實現(xiàn)。 （1）本質平安化的基本思路。 從根本上消退發(fā)生事故的條件。這是最抱負的措施。很多機械事故是由于人體接觸了危急點，假如將危急操作采納自動掌握，用專用工具代替人手操作，實現(xiàn)機械化等都是保證人身平安的有效措施。 設備能自動防止操作失誤和設備故障。操作失誤是操作人員違反操作規(guī)程的行為，設備故障是設備或其零、部件的功能受到損傷或破壞，以致不能正常運轉而使其技術性能下降甚至完全丟失。這些現(xiàn)象在生產中是難以完全避開的。因此設備應有自動防范措施，以避開發(fā)生事故。這些措施應能達到：即使操作失誤，也不會導致設備發(fā)生事故；

6、即使消失故障，應能自動排解，切換或平安停機；當設備發(fā)生故障時，不論操作人員是否發(fā)覺，設備應能自動報警，并作出應急反應，更抱負的是還能顯示設備發(fā)生故障的部位。 （2）常用的措施。 采納機械化、自動化和遙控技術。這是消退危急因素和人接觸最佳方案。機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，一般認為的人失誤率在1%以上。設計優(yōu)良的機械，其故障率至少在0.1%以下，使用牢靠性高的零、部件，機械的故障率可達到0.01%。采納機械化、自動化和遙控技術代替人的手工操作，是提高勞動生產率，降低勞動強度，削減設備故障率，防止錯誤操作，保證操平安和設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)境中代替人進行操作。 采納牢靠性設計，提高機械設備的牢靠性。 采納平安防護裝置。當無法消退危急因素時，采納平安防護裝置隔離危急因素是最常用的技術措施。帶有聯(lián)鎖裝置的防護罩是最好的本質平安措施。 安裝保險裝置，保險裝置又叫故障保險裝置。這種裝置的作用與平安防護裝置稍有不同。它能在設備產生超壓、超溫、超速、超載、超位等危急因素時，進行自動掌握并消退或減弱上述危急。平安閥、單向閥、超載愛護裝置、限速器、限位開關、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。 采納自監(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備狀態(tài)參數(shù)進行在線監(jiān)測和故障診斷。當消失特別

8、現(xiàn)象時，能自動報警，發(fā)出聲、光報警信號，并且動作出應急反應，如自動停機、自動切換到備用設備等。 采納冗余技術。冗余技術是牢靠性設計常采納的一種技術，即在設計中增加冗余元件或冗余（備用）設備，平常只用其中一個，當發(fā)生事故時，冗余設備或冗余元件能自動切換。 采納傳感技術 在危急區(qū)設置光電式、感應式、壓力傳感式傳感器，當人進入危急區(qū)，可馬上停機，終止危急運動。 安裝緊急停車開關。 向操供應機械關鍵平安功能是否正常（設備的自檢功能）的信息。 設計程序聯(lián)鎖開關。設計對消失錯誤指令時，禁止啟動的操縱器。這些關鍵程序只有在正常操作指令下才能啟動機械。 配備使操簡單觀看的，能顯示設備運行狀態(tài)和故障的顯示器。

9、采納多重平安保障措施。對于危急性大的作業(yè)，要求設備運行肯定平安牢靠。為了防止消失故障和發(fā)生誤操作，應采納雙重或多重平安保障措施，使設備運行萬無一失。 二、牢靠性設計 1牢靠性技術和牢靠性設計 設備在規(guī)定的時期內，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的力量稱為設備的牢靠性。牢靠性技術已成為提高使用壽命、削減設備故障、實現(xiàn)平安生產的重要手段。牢靠性技術和平安技術有親密的關系，但兩者又不完全相同。 很多牢靠性技術采納的方法已被平安技術所采納，很多基本概念也用到平安技術和平安管理上。平安技術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。平安技術措施有很多也是牢靠性技術常用到的措施。因此，可以說平安技術的基礎是牢靠性技術。但是牢靠性技術不能完全代替平安技術。牢靠性技術只能解決物質條件的平安，平安技術還要解決操作設備的人的平安。當然假如沒有牢靠性技術供應物質保證，平安技術也是無能為力的。設備的本質平安在很大程度上要依靠牢靠性技術。 牢靠性設計是設備平安設計的重要內容。任何設備都必需具備肯定的工作性能，要求使用便利、簡單修理、經久耐用。在設計時，應當綜合考慮下列因素： （1）經濟性、設備用途和使用條件； （2）設備設計的簡單性和成熟程度； （3）設備制造時的簡單性和難度； （4）設備結構上不消

11、失故障，即“結構牢靠性”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)定時間內，完成規(guī)定功能的力量高，即設備的牢靠性高。這個時期的使用壽命（無故障工作時間），在牢靠性工程中稱為“保險期”，要求使用壽命長； （7）設備有效性高，即故障率低； （8）修理性高，出了故障能很快發(fā)覺并簡單排解故障； （9）對設備平安性的要求。 后6個因素都與設備的牢靠性有關。 2牢靠性設計的基本學問 （1）牢靠性設計的意義。 可行性設計是牢靠性工程的重要組成部分。這里只介紹與機械平安有關的基本學問，以便設備管理人員、平安工作人員能運用所介紹的學問在工作中正確地處理下列問題： 比較和選擇牢靠性

12、高的設備； 對設備故障進行記錄、分析，討論故障機理，隨時將故障資料反饋給設備設計、制造單位，以便改進設計和提高制造質量，從而提高設備的牢靠性； 針對現(xiàn)有設備在運行中暴露出來的擔心全因素，在現(xiàn)有設備上設計一些簡潔易行、牢靠的平安裝置，以確保設備的平安運行； 指導制訂提高牢靠性、修理性的方案。 （2）牢靠度和故障率。 牢靠性和牢靠度。牢靠性是評價設備在使用壽命期內可信任程度的指標。是指設備在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的力量。而設備在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率為牢靠度?？梢杂美慰慷葘υO備的牢靠性進行詳細的試驗、測量和比較，也就是可以對牢靠性進行定量的測定和衡量，并加以表示

13、。 a牢靠度討論的對象 牢靠度討論的對象可以是一個系統(tǒng)、一臺設備或其中一個零件。設備是由千百個零件組成的，假如其中一個零件消失故障，有可能使整個設備消失故障；因此討論設備牢靠度要從討論零件入手。 b規(guī)定的條件 包括設備所處的作業(yè)環(huán)境、使用條件和修理條件。 作業(yè)環(huán)境：溫度、濕度、壓力、振動、沖擊、粉塵、日曬、雨淋等； 使用條件：負荷大小和性質，操作人員的技術水公平； c規(guī)定的時間隨著設備使用時間的延長、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，因此牢靠性是時間的函數(shù)。使用時間不同的設備，其牢靠性是不能等價比較的。規(guī)定的時間一般應以能達到以最少修理費用和停工損失來確定，如機床一般選定為兩次方案修理之間的時間（無故障工作時間） d規(guī)定的功能 指既有明確的功能指標，如功率、流量、