安全生產(chǎn)技術(shù)

1、安全生產(chǎn)技術(shù)第二章 防火防爆安全技術(shù)第二節(jié) 爆炸基本概念一、爆炸概念（一）爆炸的機(jī)理及其分類（二）爆炸反應(yīng)歷程二、爆炸極限（一）爆炸極限的基本理論及其影響因素爆炸極限是表征可燃?xì)怏w和可燃粉塵危險(xiǎn)性的主要示性數(shù)。當(dāng)可燃性氣體、蒸汽或可燃粉塵與空氣（或氧）在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合，遇到火源發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限。（二）爆炸反應(yīng)濃度、爆炸溫度和壓力的計(jì)算1、爆炸完全反應(yīng)濃度計(jì)算根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可以計(jì)算可燃?xì)怏w或蒸汽的完全反應(yīng)濃度。現(xiàn)舉例如下：例：求乙炔在氧氣中完全反應(yīng)的濃度解：寫出乙炔在氧氣中的燃燒反應(yīng)式： 2C2H2+502=4C02+2H20+Q根據(jù)反應(yīng)式得知，參加反

2、應(yīng)物質(zhì)的總體積為2+5=7。若以7這個(gè)總體積為100，則2個(gè)體積的乙炔在總體集中占： X0=2/7=28.6%答：乙炔在氧氣中完全反應(yīng)的濃度為28.6%?？扇?xì)怏w或蒸汽的化學(xué)當(dāng)量濃度，也可以用以下方法計(jì)算?？扇?xì)怏w或蒸汽分子式一般用CHO表示，設(shè)燃燒1 mol氣體所需的氧的物質(zhì)的量為n，則燃燒反應(yīng)式可寫成： CHO+n 02生成氣體如果把空氣中氧的濃度取為20.9%，則在空氣中可燃?xì)怏w完全反應(yīng)的濃度X（%）一般可用下式表示： X= 1/(1+n/0.209)=20.9/(0.209+n)*% （2-4）又設(shè)在氧氣中可燃?xì)怏w完全反應(yīng)的濃度為X0（%），即： X0=100/（1+n）*% （2-5

3、）式中（2-4）和式（2-5）表示出X和X0與n或2n之間的關(guān)系（2n表示反應(yīng)中氧的原子數(shù)）。在完全燃燒的情況下，燃燒反應(yīng)式為： CHO+2n 02CO2+1/2H2O式中 2n=2+ 1/2，對于石蠟烴=2+2。因此，2n=3+1-。根據(jù)2n的數(shù)值，從表2-4中可直接查處可燃?xì)怏w或蒸汽在空氣中完全反應(yīng)的濃度。例：是分別求H2、CH3OH、C3H8、C6H6愛空氣中和氧氣中完全反應(yīng)的濃度。解：（1）公式法： X（H2）=20.9/(0.209+n)=20.9/(0.209+0.5)=29.48%X（H2）=100/(1+0.5)=66.7%X（CH3OH）=20.9/(0.209+n)=20.

4、9/(0.209+1.5)=12.23%X（CH3OH）=100/(1+1.5)=40%X（C3H8）=20.9/(0.209+n)= 20.9/(0.209+5)=4.01%X（C3H8）=100/(1+5)=16.7%X（C6H6）=20.9/(0.209+n)= 20.9/(0.209+7.5)=2.71%X（C6H6）=100/(1+7.5)=11.8%(2)查表法：根據(jù)可燃物分子式，用公式2n=2+ 1/2，求出其2n值，由2n數(shù)值，直接從表2-4中分別查出它們在空氣（或氧）中完全反應(yīng)的濃度。由式2n=2+ 1/2，以分子式分別求出2n值如下： H2 2n=1CH3OH 2n=3C3

5、H8 2n=10C6H6 2n=15由2n值直接從2-4分別查出它們的X和X0值： X（H2）=29.5% X0（H2）=66.7%X（CH3OH）12% X0（CH3OH）=40%X（C3H8）=4% X0（C3H8）=16.7%X（C6H6）=2.7% X0（C6H6）=11.76%表2-4 可燃?xì)怏w（蒸汽）在空氣和氧氣中完全反應(yīng)的濃度氧分子數(shù)氧原子數(shù)完全反應(yīng)的濃度%可燃物舉例在空氣中X=20.9/（0.209+n）在氧氣中XO=100/1+n10.51.01.52.045.529.511.817.380.066.757.250.0氧氣、一氧化碳22.53.03.54.014.312.21

6、0.79.544.540.035.433.3甲醇、二氧化碳、甲烷、醋酸3氯乙烷、乙烷、甲酸乙酯、丙酮4丙烯、丙醇、丙烷、乙酸乙酯5丁酮、乙醚、丁烯、丁醇6丁烷、甲酸丁酯、二氯苯789102、爆炸溫度計(jì)算1）根據(jù)反應(yīng)式熱計(jì)算爆炸溫度理論上的爆炸最高溫度可根據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算。例：求乙醚與空氣的混合物的爆炸溫度解：（1）先烈出乙醚在空氣中燃燒的反應(yīng)方程式： C4H10O+6O2+22.6N24CO2+5H2O+22.6N2式中，氮的摩爾數(shù)是按空氣中N2：O2=79：21的比例確定的，即6O2對應(yīng)的N2應(yīng)為： 679/21=22.6由反應(yīng)方程式可知，爆炸前的分子數(shù)為29.6，爆炸后為31.6。（2）計(jì)算燃

7、燒各產(chǎn)物的熱容氣體平均墨爾定容熱容計(jì)算式見表2-5。 表2-5 氣體平均摩爾定容熱容計(jì)算式氣體熱容/(4186.8J/(kmol.)單原子氣體（Ar、He、金屬蒸汽等）雙原子氣體(N2、H2、CO、NO等CO2、SO2H2O、H2S所有四原子氣體（HN3）所有五原子氣體（CH4及其他） 4934.80+0.00045t9.0+0.00058t4.0+0.00215t10.00+0.00045t12.00+0.00045t 根據(jù)表中所列計(jì)算式，燃燒產(chǎn)物各組分的熱容為：N2的摩爾定容熱容為（4.8+0.00045t）4186.8J/(kmol. )H2O的摩爾定容熱容為（4.0+0.00215t）

8、4186.8J/(kmol. )CO2的摩爾定容熱容為（9.0+0.00058t）4186.8J/(kmol. )燃燒產(chǎn)物的熱容：22.6（4.8+0.00045t）4186.8J/(kmol. )= （454+0.042t）103J/(kmol. )5（4.0+0.00215t）4186.8J/(kmol. )= （83.7+0.045t）103J/(kmol. )4（9.0+0.00058t）4186.8J/(kmol. )= （150.7+0.0097t）103J/(kmol. )燃燒產(chǎn)物的總熱容為：（688.4+0.0967t）103J/(kmol. )。這里的熱容是定容熱容，符合于密

9、閉容器中爆炸情況。（3）求爆炸最高溫度先查得乙醚的燃燒熱為2.7106 J/mol，即2.7109 J/kmol因爆炸速度極快，是在近乎絕熱情況下進(jìn)行的，所以全部燃燒熱可近似看作用于提高燃燒產(chǎn)物的溫度，也就是等于燃燒產(chǎn)物熱熔與溫度的乘積，即： 2.7109=668.4+0.0967t）103 .t解上式的爆炸最高溫度t=2826 。上面計(jì)算是將原始溫度視為0。爆炸最高溫度非常高，雖然與實(shí)際有若干度的誤差，但對于計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性并無顯著的影響。2）根據(jù)燃燒反應(yīng)方程式與氣體的內(nèi)能計(jì)算爆炸溫度可燃?xì)怏w或蒸汽的爆炸溫度可利用能量守恒的定律估算。即根據(jù)爆炸后各生成物內(nèi)能之和與爆炸前各種物質(zhì)內(nèi)能及物質(zhì)的燃

10、燒熱的總合相等的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。用公式表達(dá)為： u2=Q+u1 （2-6）式中 u2燃燒后產(chǎn)物的內(nèi)能之總和；u1燃燒前物質(zhì)的內(nèi)能之總和；Q燃燒物質(zhì)的燃燒熱之總和。例：已知一氧化碳在空氣中的濃度為20%，求CO與空氣混合物的爆炸溫度。爆炸混合物的最初溫度為300K。解：通?？諝庵醒跽?1%，氮占79%，所以混合物中氧和氮分別占：氧 21/100（100-21）/100=16.8%氮 79/100（200-20）/100=63.2%由于氣體體積之比等于其摩爾數(shù)之比，所以將體積百分比換算成摩爾數(shù)，即1mol混合物中應(yīng)有0.2mol一氧化碳、0.168mol氧和0.632mol氮。從表2-6查得一氧化碳

11、，氧、但在300K時(shí)，其摩爾內(nèi)能分別為 623833 J/mol 、623833 J/mol、623833 J/mol，混合物的摩爾內(nèi)能為：u1=（0.26238.33+0.168 6238.33+0.6326238.33）J=6238.33J一氧化碳的燃燒熱為285624J，則0.2mol一氧化碳的燃燒熱為： （0.2285624）J=57124.8燃燒后各生成物內(nèi)能之和為： u2= （6238.33+57124.8）J=63363.13J從一氧化碳燃燒反應(yīng)式2CO+O2=2CO2可以看出，0.2mol一氧化碳燃燒時(shí)生成0.2mol二氧化碳，消耗0.1mol氧。1mol混合物中，原有0.16

12、8mol氧，燃燒后剩下0.168-0.1=0.068mol氧，氮的數(shù)量不發(fā)生變化，則燃燒產(chǎn)物的組成是：二氧化碳0.2mol，氧0.068mol，氮0.632mol。假定爆炸溫度為2400K，由表2-6查得二氧化碳、氧和氮的摩爾內(nèi)能分別為：105507.36 J/mol 、63220.68J/mol、59452.56 J/mol，則燃燒產(chǎn)物的內(nèi)能為：u2=（0.2105507.36+0.06863220.68+063259452.56）J=62974.5J說明爆炸溫度高于2400K，于是再假定爆炸溫度為2600K，則內(nèi)能之和應(yīng)為：u2”=（0.2116893.04+0.06869500.88+0

13、63265314.08）J=69383 .17Ju2”值又大于u2值，因相差不太大，所以準(zhǔn)確的爆炸溫度可用內(nèi)插法求得。T=2400+（2600-2400）/(69383.17-62974.5) (63363.13-62974.5)K=（2400+12）K=2412K以攝氏溫度表示為： t=（T-273）=（2412-273）=2139 表2-6 不同溫度下幾種氣體和蒸汽的摩爾內(nèi)能T/KH2O2N2COCO2H2O200406124144934144934144933004006008001000140018002000240026002800300032003、爆炸壓力的計(jì)算可燃性混合物爆炸產(chǎn)

14、生的壓力與初始溫度、濃度、組分以及容器的形狀、大小等因素有關(guān)。爆炸產(chǎn)生的最大壓力可按壓力與摩爾數(shù)成正比的規(guī)律確定，根據(jù)這個(gè)規(guī)律有下列關(guān)系式： P/P0=T/T0n/m （2-7） P、T、n爆炸后的最大壓力、最高溫度和氣體摩爾數(shù)；P0、T0、m爆炸前的初始?jí)毫Α⒊跏紲囟群蜌怏w摩爾數(shù)。由此得出爆炸壓力計(jì)算公式： P=Tn/TomPo （2-8）例：設(shè)Po=0.1Mpa，To=27，T=2411K，求一氧化碳與空氣混合物的最大爆炸壓力。先按一氧化碳的燃燒反應(yīng)式計(jì)算爆炸前后的氣體摩爾數(shù)： 2CO+O2+3.76N2=2CO2+3.76N2由此可得出m=6.76,n=5.76,帶入式（2-8），得：

15、P=(24115.760.1)/3006.76=0.69以上計(jì)算的爆炸溫度與壓力都沒有考慮熱損失，是按理論的空氣量計(jì)算的，所得的數(shù)值都是最大值。（三）爆炸的上限和下限的計(jì)算，含有惰性氣體組成混合物爆炸極限計(jì)算1、爆炸的上限和下限的計(jì)算（1）根據(jù)完全燃燒反應(yīng)所需氧原子數(shù)，估算碳?xì)浠衔锏谋ㄏ孪藓蜕舷?，其?jīng)驗(yàn)公式如下：L下=100/4.76(N-1)+1 （2-9）L上=4100/4.76N+4 （2-10）L下碳?xì)浠衔锏谋ㄏ孪?；L上碳?xì)浠衔锏谋ㄉ舷?；N每摩爾可燃?xì)怏w完全燃燒所需氧原子數(shù)。例：試求乙烷在空氣中的爆炸下限和上限。解：寫出乙烷燃燒的反應(yīng)式，求出N值： L下=100/4.76(

16、7-1)+1=100/29.56=3.38% L上=4100/(4.767+4)=400/37.32=10.7%乙烷在空氣中的爆炸下限濃度為3.38%，爆炸上限為10.7%（2）根據(jù)爆炸性混合氣體完全燃燒的摩爾分?jǐn)?shù)，確定有機(jī)物的爆炸下限和上限，計(jì)算公式如下： L下=0.55XO （2-11） L上=4.8 （2-12）2、多種可燃?xì)怏w組成的混合物的爆炸極限計(jì)算有多種可燃?xì)怏w組成的爆炸混合氣體的爆炸極限，可根據(jù)各組分的爆炸極限進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式如下： Lm=100/(V1/L1+V2/L2+V3/L3+) （2-13）Lm爆炸性混合器的爆炸極限，%；L1、L2、L3組成混合氣各組分的爆炸極限，

17、%；V1、V2、V3各組分在混合氣中的濃度，% V1+V2+V3+=100%例如，某種天然氣的組成如下：甲烷80%，乙烷15%，丙烷4%，丁烷1%。各組分相應(yīng)的爆炸下限分別為5%，3.22%，2.37%，1.86%，則天然氣的爆炸極限為： Lx=100/(80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86)=4.37%江各組分的爆炸上限代入式（2-13），可求出天然氣的爆炸上限。式（2-13）用于煤氣、水煤氣、天然氣等混合氣爆炸極限的計(jì)算比較準(zhǔn)確，而對于氫與乙烯、氫與硫化氫、甲烷與硫化氫等混合氣及一些含二氧化碳的混合氣體，計(jì)算誤差較大。3、含有惰性氣體組成混合物的爆炸極限計(jì)算如果爆炸性混合氣

18、體分別組成的混合比，再從圖2-7和圖2-8中找出它們的爆炸極限，并分別帶入式（2-13）中求得。例：求某回收煤氣的爆炸極限，其組分為：CO58%，CO219.4%，N220.7%，O20.4%，H21.5%。解：將煤氣中的可燃?xì)怏w和惰性氣體組合為兩組：（1）CO和CO2，即58（CO）+19.4（CO2）=77.4%（CO+ CO2）其中，惰性氣體/可燃?xì)怏w= CO2/ CO=19.4/58=0.33由圖2-7中查得 L上=70%，L下=17%（2）N2和H2 ，即1.5(H2)+20.7(N2)=22.2%( N2+ H2)其中，惰性氣體/可燃?xì)怏w= N2/ H2=20.7/1.5=13.8

19、從圖2-7查得 L上=76%，L下=64%將上述數(shù)據(jù)代入式（2-13）及渴求的煤氣的爆炸極限。 L下=1/（0.774/17+0.222/64）=20.3% L上=1/（0.774/70+0.222/76）=71.5%該煤的爆炸極限為20.3%-71.5%。第四章 安全人機(jī)工程 基本要求： 檢驗(yàn)應(yīng)考人員以安全人機(jī)工程的定義及其主要內(nèi)容、人機(jī)系統(tǒng)的類型、機(jī)械傷害類型的了解程度；對機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全要求，對人的生理因素、心理因素，機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)，人機(jī)功能分配的熟悉程度；對人機(jī)系統(tǒng)常見的事故及其原因、人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)基本原則的掌握程度。 考試內(nèi)容： 第一節(jié) 安全人機(jī)工程專業(yè)知識(shí) 1了解安全人機(jī)

20、學(xué)定義、安全人機(jī)學(xué)主要內(nèi)容、人機(jī)系統(tǒng)的類型1）安全人及工程定義：研究人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的安全本質(zhì)，并使三者從安全的角度上達(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一門應(yīng)用科學(xué)。2）安全人機(jī)工程研究的內(nèi)容：（1）分析機(jī)械設(shè)備及設(shè)施在生產(chǎn)過程中存在的不安全因素，并有針對性地進(jìn)行可靠設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)、安全裝置設(shè)計(jì)、安全啟動(dòng)和安全操作設(shè)計(jì)及安全維修設(shè)計(jì)等；（2）研究人的生理和心理特性，分析研究人和機(jī)器各自的功能特點(diǎn)，進(jìn)行合理的功能分配，以構(gòu)成不同類型的最佳人機(jī)系統(tǒng)；（3）研究人與及其相互接觸、相互聯(lián)系的人機(jī)界面中信息傳遞的安全問題；（4）分析人機(jī)系統(tǒng)的可靠性，建立人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)原則，據(jù)此設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、合理以

21、及可靠性高的人機(jī)系統(tǒng)。3）人機(jī)系統(tǒng)的類型人機(jī)系統(tǒng)主要有兩類：一類機(jī)械化、半機(jī)械化控制的人機(jī)系統(tǒng)。此系統(tǒng)是人機(jī)共體，系統(tǒng)動(dòng)力源由機(jī)器提供，人在系統(tǒng)中主要充當(dāng)生產(chǎn)過程的操作者與控制著。一類為全自動(dòng)化控制的人機(jī)系統(tǒng)。此系統(tǒng)以機(jī)為主體，機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的及其自身的控制。人只是一個(gè)監(jiān)視者和管理者。監(jiān)視自動(dòng)化機(jī)器的工作。2 熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全要求1）本質(zhì)安全定義：機(jī)械設(shè)計(jì)者，在設(shè)計(jì)階段采取措施來消除安全隱患的一種安全方法。包括在設(shè)計(jì)中排出危險(xiǎn)部件，減少或避免在危險(xiǎn)區(qū)處理工作的需要，提供自動(dòng)反饋設(shè)備并使運(yùn)動(dòng)部件處于密封狀態(tài)之中等。2）失效安全：設(shè)計(jì)者應(yīng)該保證當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)不出危險(xiǎn)。這類裝

22、置包括操作限位開關(guān)，限制不應(yīng)該發(fā)生的沖擊及運(yùn)動(dòng)的預(yù)設(shè)制動(dòng)裝置，設(shè)置把手和預(yù)防下落的裝置，失效安全的限電開關(guān)等。3）定位安全：把機(jī)器的部件安置到不可能觸及的地點(diǎn)，通過定位達(dá)到安全。4）機(jī)器布置：車間合理的機(jī)器安全布局，可以減少事故。布局時(shí)要考慮如下因素：a.空間：便于操作、管理、維護(hù)、調(diào)試和情節(jié)。b.照明：工作場所的通用照明和為操作機(jī)械而需的照明。c.管、線布局：不要妨礙在機(jī)械附近的安全出入，避免磕絆，有足夠的上部空間，保證維修人員的出入安全。第二節(jié) 人的特性 1了解人的感官與器官、視覺損傷、疲勞、聽覺特性一、人的生理因素與安全的關(guān)系（一）人的感覺與感覺器官1、視覺1）常見的幾種視覺現(xiàn)象常見的視

23、覺現(xiàn)象：暗適應(yīng)與明適應(yīng)能力。人眼對光度變化的順應(yīng)性，稱為適應(yīng)，適應(yīng)有明適應(yīng)和暗適應(yīng)。暗適應(yīng)是指人從光亮處進(jìn)入黑暗處，開始時(shí)一切都看不見，需要經(jīng)過一定時(shí)間以后才能逐漸看清被視物的輪廓，暗適應(yīng)的過渡時(shí)間較長，約需30min才能完全適應(yīng)。明適應(yīng)是指人從暗處進(jìn)入光亮處時(shí)，能夠看清視物的適應(yīng)過程，這個(gè)過程時(shí)間較短，約需1min，明適應(yīng)過程即趨于完成。眩光。當(dāng)人在視野中有極強(qiáng)對比時(shí)，有光源直射或有光滑表面的反射出的刺激或耀眼的強(qiáng)烈光線，稱為眩光。眩光可使人的眼睛感到不舒服，使可見度下降，并引起視力明顯下降。眩光造成的有害影響有：使暗適應(yīng)破壞，產(chǎn)生視覺后像；降低視網(wǎng)膜上的照度；減弱觀察物體與背景的對比度；觀

24、察物體產(chǎn)生模糊感覺等。視錯(cuò)覺人在觀察物體時(shí)，由于視網(wǎng)膜受到光線的刺激，光線不僅使神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生反應(yīng)，而且會(huì)在橫向產(chǎn)生擴(kuò)大范圍的影響，使得視覺印象與物體的實(shí)際大小、形狀存在差異，這種現(xiàn)象稱為視錯(cuò)覺。視錯(cuò)覺是普遍存在的。其主要類型形狀錯(cuò)覺、色彩錯(cuò)覺及物體運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺等。形狀錯(cuò)覺有：長短錯(cuò)覺、方位錯(cuò)覺、對比錯(cuò)覺、大小錯(cuò)覺、遠(yuǎn)近錯(cuò)覺、透視錯(cuò)覺等。色彩錯(cuò)覺有：對比錯(cuò)覺、大小錯(cuò)覺、溫度錯(cuò)覺、距離錯(cuò)覺、疲勞錯(cuò)覺等；2）視覺損傷與視覺疲勞視覺損傷。在生產(chǎn)過程中，除切屑顆粒、火化、飛沫、熱氣流、煙霧、化學(xué)物質(zhì)等有形物質(zhì)會(huì)造成對眼的傷害之外，強(qiáng)光或有害光也會(huì)造成對眼的傷害。眼睛能承受的可見光的最大亮度值約為106cd/

25、m2,如超過此值，人眼視網(wǎng)膜會(huì)受到損傷，300mm以下的短波紫外線可引起紫外線眼炎。紫外線照射4-5h后眼睛便會(huì)充血，10-12h后會(huì)使眼睛劇痛而不能睜眼，這一般是暫時(shí)現(xiàn)象，大多可以治愈。視覺疲勞。長期從事近距離工作和精細(xì)工作的工作者，由于長時(shí)間看近物或細(xì)小物體，睫毛肌必須持續(xù)地收縮以增加晶狀體的白度。這就引起視覺疲勞，甚至導(dǎo)致睫狀肌萎縮，使其調(diào)節(jié)能力降低。3）視覺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律眼睛的水平運(yùn)動(dòng)比垂直運(yùn)動(dòng)快。機(jī)器的外形設(shè)計(jì)成橫向長方形。視線的運(yùn)動(dòng)順序習(xí)慣于從左到右，從上倒下，順時(shí)針進(jìn)行。對物體尺寸和比例的估計(jì)，水平方向比垂直方向準(zhǔn)確、迅速、且不易疲勞。當(dāng)眼睛偏離中心時(shí)，在偏離距離相同的情況下，觀察率

26、優(yōu)先的順序是左上、右上、左下、右下。在視線突然轉(zhuǎn)移的過程中，約有3%的實(shí)現(xiàn)能看清目標(biāo)，其余97%的視線都是不真實(shí)的。對于運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，只有當(dāng)速度大于1/s-2/s時(shí)，且雙眼的焦距同時(shí)集中在同一個(gè)目標(biāo)上，才能鑒別出其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。人眼看一個(gè)目標(biāo)要得到視覺印象，最短的注視時(shí)間為0.07-0.3s這里與照明的亮度有關(guān)。人眼視覺的暫停時(shí)間平均需要0.17s。2、聽覺1）聽覺特性（1）聽覺絕對閾限：人的聽覺系統(tǒng)感受到最弱聲音和痛覺聲音的強(qiáng)度，它與頻率和生壓有關(guān)。（2）聽覺的辨別閾限。人耳具有區(qū)分不同頻率和不同強(qiáng)度聲音的能力。（3）辨別聲音的方向和距離。2）聽覺的掩蔽。當(dāng)幾種聲音傳到人耳時(shí)，只能聽到最強(qiáng)的聲音。

27、弱的聲音被掩蓋。2熟悉人的感覺反應(yīng)、人體特性參數(shù)、人的心理因素。 （一）人的感覺反應(yīng)1） 反應(yīng)時(shí)間2） 減少反應(yīng)時(shí)間的途徑（1） 合理地選擇感知類型（2） 適應(yīng)人的生理心理要求，按人及工程原理設(shè)計(jì)機(jī)器。（3） 操作者操作技術(shù)的熟練程度直接影響反應(yīng)速度，應(yīng)通過培訓(xùn)來提高人的反應(yīng)速度。（二）人體的特性參數(shù)1、人體特性參數(shù)（4類）1） 靜態(tài)參數(shù)2） 動(dòng)態(tài)參數(shù)3） 生理學(xué)參數(shù)4） 生物力學(xué)參數(shù)2、人體特性參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式（1） 基本參數(shù)（2） 輔助參數(shù)?；緟?shù)以外的人體其他特性參數(shù)均稱為輔助參數(shù)。 坐姿尺寸 立姿尺寸 人體體積 人體表面積 人體體重 生物力學(xué)參數(shù) 人體勞動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)（三）人的心理因素

28、人的心理因素而發(fā)生的事故約占70%-75%，或者更多。一能力能力：一個(gè)人完成一定任務(wù)的本領(lǐng)。1、 感覺、知覺和觀察力2、 注意3、 記憶4、 思維5、 操作能力二性格三氣質(zhì)（1）精力旺盛、熱情直率、剛毅不屈的人也往往以與性情急躁、主觀韌性；（2）靈活機(jī)制、活潑好動(dòng)、善于交際、性格開朗的人也往往易于情緒多變、生活散漫、輕舉妄動(dòng)；（3）安靜、穩(wěn)定、情緒不外露、沉著踏實(shí)、從容不迫、耐心謹(jǐn)慎的人也往往易于因循守舊、動(dòng)作緩慢、沉默寡言；（4）孤僻寡言、心緒消沉、行動(dòng)遲緩、自備退讓的人也往往會(huì)平易近人，容易相處、謙虛謹(jǐn)慎。四需要與動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)是有需要產(chǎn)生的。五情緒與情感在生產(chǎn)實(shí)踐中常出現(xiàn)以下2種不安情緒：（1

29、） 急躁情緒（2） 煩躁情緒六意志：人自覺地確定目標(biāo)，并調(diào)節(jié)自己的行動(dòng)克服困難，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的心理過程，它是意志的能動(dòng)作用表現(xiàn)。第三節(jié) 機(jī)械的安全特性及故障診斷技術(shù) 1了解機(jī)械安全定義、機(jī)械安全的特性；（一）機(jī)械安全定義機(jī)械安全是指機(jī)器在使用說明書預(yù)定使用條件下，執(zhí)行其功能和對其進(jìn)行運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維修、拆卸和處理是對操作者不發(fā)生損傷或危害其健康的能力。它包括昂各方面的內(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)見的誤用時(shí)，不會(huì)給人身帶來傷害；（2）機(jī)械產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期內(nèi)，發(fā)生可預(yù)見的非正常情況下任何風(fēng)險(xiǎn)事故是機(jī)器是安全的。（二）機(jī)械安全的特性1、系統(tǒng)性2、防護(hù)性3、友善

30、性4、整體性2掌握人機(jī)系統(tǒng)常見的事故及其原因；（一）常見的事故1、卷入和擠壓2、碰撞和撞擊3、接觸傷害（二）事故原因1、機(jī)械設(shè)備存在先天性潛在缺陷2、設(shè)備磨損或惡化3、人的不安全行為3熟悉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)。 （一）機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型（二）故障診斷的基本流程及實(shí)施步驟（1）信號(hào)檢測（2）特征提?。ɑ蚍Q信號(hào)處理）（3）狀態(tài)識(shí)別（4）診斷決策（三）故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測（四）震動(dòng)監(jiān)測與診斷技術(shù)1、震動(dòng)的定義：物體圍繞其平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為振動(dòng)。2、振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測與分析3、振動(dòng)診斷中的故障判別標(biāo)準(zhǔn)（五）其他故障診斷技術(shù)1、油液分析技術(shù)1） 光譜分析2） 鐵譜分析2、溫度檢測及紅外線監(jiān)測技

31、術(shù)1） 溫度探傷2） 紅外線探傷3、超聲探傷技術(shù)4、表面缺陷探傷技術(shù)1） 磁粉探傷2） 滲透探傷3） 渦流探傷第四節(jié) 機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì) 1了解機(jī)械失效三個(gè)階段和維修度、有效度、平均無故障工作時(shí)間的定義； （一）機(jī)械失效的三個(gè)階段（1）早期故障期；（2）偶發(fā)故障期；（3）磨損故障期。（二）維修度、有效度、平均無故障工作時(shí)間的定義1、維修度：維修產(chǎn)品發(fā)生故障后，在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)修復(fù)的概率，它是維修時(shí)間的函數(shù)，用M（）表示，成為維修度函數(shù)。2、有效度：狹義可靠度R（）與維修度M（）的綜合稱為有效度，也稱為廣義可靠度。其定義為：為維修品，在規(guī)定條件下使用，在規(guī)定維修條件下修理，在規(guī)定

32、的時(shí)間內(nèi)具有或維持其規(guī)定功能處于正常狀態(tài)的概率。3、平均無故障工作時(shí)間（平均壽命）：對非維修產(chǎn)品稱平均壽命，其觀測值為產(chǎn)品發(fā)生失效前的平均工作時(shí)間，或所有試驗(yàn)產(chǎn)品都觀察到壽命終了時(shí)，他們壽命的算術(shù)平均制；對維修產(chǎn)品來說，稱平均無故障工作時(shí)間或平均故障間隔時(shí)間，其觀測值等于在使用壽命周期內(nèi)的某段觀察期間累積工作時(shí)間與發(fā)生故障次數(shù)之比。 2熟悉可靠性定義、故障率定義、可靠性預(yù)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 （一）可靠性定義及其度量指標(biāo)可靠性定義：系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。（二）可靠性度量指標(biāo)1、可靠度。是可靠性的量化指標(biāo)，即系統(tǒng)或產(chǎn)品在

33、規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。2、故障率（或失效旅）是指工作到t時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。（三）可靠性預(yù)計(jì)產(chǎn)品的可靠性預(yù)計(jì)是根據(jù)零組部件的可靠性數(shù)據(jù)來預(yù)算產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，如可靠度、故障率或平均壽命等。1、串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)2、并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)3、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)（四）人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面是人與機(jī)器交換信息的環(huán)節(jié)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，人與機(jī)器相接觸造成能量逸出，將直接會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。因此在進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)師，必須考慮人的生理、心理因素，考慮人機(jī)協(xié)調(diào)關(guān)系，如人的正常生理能力和允許限度。（五）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的維修性設(shè)計(jì)維修性設(shè)計(jì)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)從維

34、修的觀點(diǎn)出發(fā)，保證當(dāng)產(chǎn)品一旦出故障，能容易地發(fā)現(xiàn)故障，易拆、易維修、易安裝，既可維修度要高。1、機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）可達(dá)性a.安裝場所的可達(dá)性b.設(shè)備外部的可達(dá)性c.設(shè)備內(nèi)部的可達(dá)性2）零組部件的標(biāo)準(zhǔn)化與互換性3）維修人員的安全第五節(jié) 人機(jī)系統(tǒng) 1了解人機(jī)信息與能量交換系統(tǒng)模型、人的可靠性分析；人機(jī)系統(tǒng)的任何活動(dòng)實(shí)質(zhì)上是信息及能量的傳遞和交換。人機(jī)之間在進(jìn)行信息及能量的傳遞和交換中，首先是人的感覺器官從顯示裝置上感受到機(jī)器及環(huán)境作用于人的信息。經(jīng)大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的綜合、分析、判斷作出決策，然后命令運(yùn)動(dòng)器官（手或腳）向機(jī)器的控制器發(fā)出控制信息，即操作機(jī)器相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（手柄或按鈕）完成

35、各種相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)能（移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)），且將控制的效果反映在顯示器上，構(gòu)成一個(gè)信息及能量傳遞的閉環(huán)系統(tǒng)。到此，人機(jī)系統(tǒng)完成了一次功能循環(huán)，如下圖所示。環(huán) 境感覺器官顯示農(nóng)器官器運(yùn)動(dòng)器官控制器機(jī)器大腦中樞能量輸入輸出功能反饋綜合刺激信息分析決策反作用信息控制機(jī)人 圖4-9 人機(jī)系統(tǒng)模型2熟悉人機(jī)系統(tǒng)、人機(jī)功能分配、人機(jī)系統(tǒng)可靠性計(jì)算；在人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)器為完成一定功能，各自發(fā)揮自己的作用，又必須相互聯(lián)系，相互配合，二者之間 有著相互依存、相互影響、又相互制約的關(guān)系，而且這種關(guān)系隨著系統(tǒng)自動(dòng)化程度的變化而變化。人適應(yīng)于機(jī)（人適機(jī)）；機(jī)適宜于人（機(jī)宜人）；（一）人在人機(jī)系統(tǒng)中的主要功能（1）傳感功能（2

36、）信息處理功能（3）操作功能（二）人機(jī)特性的比較人體本身就是一部復(fù)雜的機(jī)器。人與機(jī)器的特性包括許多內(nèi)容，可以從4個(gè)方面來比較，即信息感受、信息處理和決策、操作反應(yīng)、工作能力。（三）人機(jī)功能分配原則人機(jī)功能合理分配的原則應(yīng)該是：笨重的、快速的、持久地、可靠性高的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高價(jià)運(yùn)算的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件差的工作，適合機(jī)器來做；而研究、創(chuàng)造、決策、指令和程序的編排、檢查、維修、故障處理及應(yīng)付不測等工作，適合人來承擔(dān)。（四）人機(jī)可靠性計(jì)算一系統(tǒng)中人的可靠度計(jì)算1、人的基本可靠度：系統(tǒng)不因人體差錯(cuò)發(fā)生功能降低和故障時(shí)人的成功概率，稱為人的基本可靠度，用r表示。人在進(jìn)行作業(yè)操作時(shí)的基本可靠度可

37、用下式表示： r=a1a2a3式中 a1輸入可靠度，考慮感知信號(hào)及其意義，時(shí)有失誤； a2判斷可靠性，考慮進(jìn)行判斷時(shí)失誤；a3輸出可靠性，考慮輸出信息時(shí)運(yùn)動(dòng)器官執(zhí)行失誤，如按錯(cuò)開關(guān)。（1） 連續(xù)作業(yè)，在作業(yè)時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行監(jiān)視和操作的作業(yè)稱為連續(xù)作業(yè)，例如控制人員連續(xù)觀察儀表并連續(xù)調(diào)解流量；汽車司機(jī)連續(xù)觀察路線并連續(xù)操作方向盤等。r（t）=exp-l（t）dt式中 r（t）連續(xù)性作業(yè)人的基本可靠度； t連續(xù)工作時(shí)間； l（t）t時(shí)間內(nèi)人的差錯(cuò)率。（2） 間歇性作業(yè)。在作業(yè)時(shí)間內(nèi)不連續(xù)地觀察和作業(yè)，稱為間歇性作業(yè)，例如，汽車司機(jī)觀察汽車上的儀表，換檔、制動(dòng)等。對間歇性作業(yè)一般采用動(dòng)作的次數(shù)來描述可

38、靠度，其計(jì)算公式為： r=1-p（n/N）式中 N總動(dòng)作次數(shù)；n失敗動(dòng)作次數(shù)；p概率符號(hào)。 2、人的作業(yè)可靠度考慮了外部環(huán)境的人的可靠度RH為： RH=1-b1b2b3b4b5（1-r）式中 b1作業(yè)時(shí)間系數(shù)；b2作業(yè)操作頻率系數(shù)；b3作業(yè)危險(xiǎn)度系數(shù)；b4作業(yè)生理和心理?xiàng)l件系數(shù)；b5作業(yè)環(huán)境條件系數(shù)；（1-r）作業(yè)的基本失效概率或基本不可靠度。二人機(jī)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算人機(jī)系統(tǒng)組成的串聯(lián)系統(tǒng)可按下式表達(dá)： RS=RHRM式中 RS人機(jī)系統(tǒng)可靠度；RH人的操作可靠度；RM機(jī)器設(shè)備可靠度人機(jī)系統(tǒng)可靠度采用并聯(lián)方法來提高，常用的并聯(lián)方法有并行工作冗余法和后備冗余法。并行工作冗余法是同時(shí)使用兩個(gè)以上相同單

39、元來完成統(tǒng)一系統(tǒng)任務(wù)，后備冗余法也是配備兩個(gè)以上相同單元來完成同一系統(tǒng)的并聯(lián)系統(tǒng)。1、兩人監(jiān)控人機(jī)系統(tǒng)的可靠度當(dāng)系統(tǒng)由兩人監(jiān)控時(shí)，控制如圖4-10所示。一旦發(fā)生異常情況應(yīng)立即切斷電源。該系統(tǒng)有以下兩種控制情形。（1）異常狀況時(shí)，相當(dāng)于兩人并聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)增大了。這時(shí)操作者切斷電源的可靠度為RHb(正確操作的概率)： RHb=1-（1-R1）(1-R2) （2）正常情況時(shí)，相當(dāng)于兩人串聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)減小了，即產(chǎn)生誤操作的概率增大了，操作者不切斷電源的可靠度為RHc（不產(chǎn)生誤動(dòng)作的概率）： RHc=R1R2從監(jiān)視的角度考慮，首要問題是避免異常狀況時(shí)的危險(xiǎn)，即保證異常狀況時(shí)切

40、斷電源的可靠度，而提高正常情況下不誤操作的可靠度則是次要的，因此這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)是可行的。所以兩人監(jiān)控的人機(jī)系統(tǒng)的可靠度Rsr為：異常情況時(shí)， Rsr= RHbRM=1-（1-R1）(1-R2)RM正常情況時(shí)， Rsr= RHcRM=R1R2RM(3)多人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度上述兩人監(jiān)控作業(yè)是單純的并聯(lián)系統(tǒng)，所以正常操作和誤操作兩種概率都增加了，而又多人表決的人機(jī)系統(tǒng)就可以避免這種情況。若由幾個(gè)人構(gòu)成控制系統(tǒng)，當(dāng)其中r個(gè)人的控制工作同時(shí)失誤時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)失敗，我們稱這樣系統(tǒng)為多數(shù)人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)。設(shè)每個(gè)人的可靠度均為R，則系統(tǒng)全體人員的操作可靠度RHn為： RHn=Cn(1-R)iR(n-1

41、)式中 Cnn個(gè)人中有i個(gè)人同意時(shí)事件數(shù)，Cn=n！/i!（n-i）！，且規(guī)定CN0=1。多數(shù)人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度的計(jì)算公式為： Rsk=Cn(1-R)iR(n-1) RM3、控制器監(jiān)控的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度設(shè)監(jiān)控器的可靠度為RMk,責(zé)任及系統(tǒng)的可靠度RSK為: RSK=1-（1- RMK RH）（1- RH） RM4、自動(dòng)控制冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠度為RMz，責(zé)任及系統(tǒng)的可靠度Rsz為： Rsz=1-（1-RMzRH）（1- RMz）RM3掌握人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)基本原則。1、系統(tǒng)的整體可靠性原則從人機(jī)系統(tǒng)的整體可靠性出發(fā)，合理確定人與機(jī)器的功能分配，從而設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)可靠的人機(jī)系統(tǒng)。一般情況下，機(jī)器的可靠性高于人的可靠性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，就可將人從機(jī)器的危險(xiǎn)點(diǎn)和危險(xiǎn)環(huán)