結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)

1、結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)要求（1）采用能使機(jī)器達(dá)到本質(zhì)安全（不需防護(hù)措施的內(nèi)在安全）的有關(guān)措施1）設(shè)計(jì)零部件的合理形狀和相對(duì)位置，以防產(chǎn)生切割、刮傷、扎傷、纏繞、擠壓和剪切等危險(xiǎn)。2）限制運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量和速度，在不影響使用功能的情況下，應(yīng)將運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量和速度限制到最小值。3）限制往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)距離，防止產(chǎn)生撞擊危險(xiǎn)。4）限制操縱器的操縱力，以免操作時(shí)過分用力導(dǎo)致危險(xiǎn)。5）限制噪聲和振動(dòng)。6）盡量避免零件的銳邊、尖角和凸出部分等。（2）合理計(jì)算零件的強(qiáng)度和應(yīng)力防止產(chǎn)生斷裂或破碎危險(xiǎn)。（3）合理選用材料用于制造機(jī)器的各種材料，在機(jī)器的整個(gè)壽命期內(nèi)都不得危害人的安全與健康。（4）采用本質(zhì)安全技術(shù)和動(dòng)力源

2、對(duì)于有些機(jī)器，如在爆炸氣氛中使用的機(jī)器，應(yīng)采用如下本質(zhì)安全技術(shù)和動(dòng)力源：1）采用全液壓或全氣動(dòng)的控制系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)，以防電火花引起爆炸。2）采用電壓低于功能特低電壓的電源。3）在液壓系統(tǒng)中采用阻燃和無毒液體等。（5）應(yīng)用人機(jī)工程原則。（6）提高機(jī)器及其零部件的可靠性。（7）提高裝卸和送、取料工作的機(jī)械化和自動(dòng)化在加工機(jī)械和搬運(yùn)機(jī)械中，手工裝卸和送、取料工作都會(huì)面臨較大傷害風(fēng)險(xiǎn)。提高其機(jī)械或自動(dòng)化就會(huì)減小或消除這類風(fēng)險(xiǎn)。（8）盡量使調(diào)整和維護(hù)點(diǎn)位于危險(xiǎn)區(qū)外邊，防止在對(duì)機(jī)器進(jìn)行調(diào)整和日常維護(hù)時(shí)產(chǎn)生傷害。有關(guān)安全主要部件或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和可靠性直接影響整個(gè)機(jī)器的安全性能

3、，因此，搞好控制系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)十分重要。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，首先要根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，按GB/T16855.1-1997機(jī)械安全控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件第 一部分：設(shè)計(jì)通則中的有關(guān)規(guī)定，選擇該控制系統(tǒng)中所用的各有關(guān)部件或元件的性能類別（見表1）。選定類別后， 根據(jù)相應(yīng)類別的要求，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。表1 控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的類別類別要求系統(tǒng)工況實(shí)現(xiàn)安全的主要原則B控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件和（或）其防護(hù)裝置以及它們的元件都應(yīng)根 據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、選擇、裝配和組合，以使其能承受預(yù)期的影響出現(xiàn)故障時(shí)可能導(dǎo)致安全 功能的喪失1應(yīng)采用B類的要求使用經(jīng)過驗(yàn)證的安全元件和安全原則像上述的B類那樣，但安全 功能具有更高的

4、可靠性通過選用元件2應(yīng)采用B類的要求和經(jīng)過驗(yàn)證的安全原則應(yīng)通過機(jī)器控制系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔檢查安全功能 注：適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔取決于機(jī)器的類型和應(yīng)用場合兩次檢查期間出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致安全功能喪失安全功能喪失通過檢查判 明通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3應(yīng)采用B類的要求和使用經(jīng)過驗(yàn)證的安全原則控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成：（1）控制中的單項(xiàng)故障應(yīng)不導(dǎo)致安全功能喪失（2）只要合理可行，查明單項(xiàng)故障出現(xiàn)單項(xiàng)故障時(shí)安全功能 始終執(zhí)行有些（但不是全部）故障將 被查明未查明的故障積累可能導(dǎo) 致安全功能喪失4應(yīng)采用B類的要求和使用經(jīng)過驗(yàn)證的安全原則控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成：（1）控制中的單項(xiàng)故障不應(yīng)導(dǎo)致安全功能喪失（2）在下一個(gè)有關(guān)安全功能指令發(fā)出時(shí)或

5、發(fā)出之前查明單項(xiàng)故障。如果不可能查明，那么，故障的積累不應(yīng)導(dǎo)致安全功能喪失故障出現(xiàn)時(shí)安全功能始終 執(zhí)行故障要及時(shí)查明，以防止安 全功能喪失注：單項(xiàng)故障是指由一種原因引起故障。在設(shè)計(jì)控制系時(shí)主要應(yīng)注意以下問題：1）必須防止動(dòng)力中斷后重新接通時(shí)，機(jī)器自發(fā)地再起動(dòng)。2）要通過提高其零部件的可靠性以保證其安全功能。3）注意采用“定向失效模式”（即失效模式是已知的）的部件或子系統(tǒng)。4）對(duì)其關(guān)鍵部件應(yīng)采用冗余技術(shù)。5）盡量采用自動(dòng)監(jiān)控。6）對(duì)可編程控制系統(tǒng)的安全功能應(yīng)采取保護(hù)措施，以防止儲(chǔ)存的程序被有意或無意改變。7）對(duì)具有多種控制或操作模式的機(jī)器，其控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有能鎖定在不同位置的模式選擇器，使每個(gè)位

6、置都 相應(yīng)于特定操作或控制模式。（2）手動(dòng)操縱器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手動(dòng)操縱器時(shí)應(yīng)注意以下各點(diǎn)：1）手動(dòng)操縱器一般應(yīng)配置在機(jī)器危險(xiǎn)區(qū)的外邊；2）停機(jī)操縱器應(yīng)位于起動(dòng)操縱器附近；3）起動(dòng)操縱器應(yīng)盡可能設(shè)置在操作它們時(shí)能看見被控制的部分；4）如果通過幾個(gè)手動(dòng)操縱器可以起動(dòng)同一個(gè)危險(xiǎn)元件時(shí)，則這些操縱器的設(shè)計(jì)應(yīng)做到在同一時(shí)間內(nèi)，只有一 個(gè)是有效的（雙手操縱器除外）；5）在有風(fēng)險(xiǎn)的場合，操縱器應(yīng)設(shè)計(jì)成不是有意識(shí)的操作機(jī)器不會(huì)動(dòng)作；6）各手動(dòng)操縱器的配置，必須符合人機(jī)工程原則，便于操作者安全即時(shí)操作。（3）急停裝置的設(shè)計(jì)除了手持機(jī)械和急停不能減小風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)械外，一般機(jī)器都應(yīng)設(shè)計(jì)有一個(gè)或多個(gè)急停裝置。急停裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)

7、滿足以下要求：1）必須清晰可見，便于識(shí)別（一般為紅色），并能迅速接近，便于操作。2）能盡快停止危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)而不產(chǎn)生附加危險(xiǎn)。3）急停裝置的控制機(jī)構(gòu)與其操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)采用強(qiáng)制機(jī)械作用原則，以確保操作時(shí)無延時(shí)。4）急停必須采用0類停機(jī)（切斷動(dòng)力源）或1類停機(jī)（停機(jī)后切斷動(dòng)力源）。急停類別的選擇應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 價(jià)結(jié)果確定。5）急停指令要優(yōu)先于其他一切指令，而且要使機(jī)器對(duì)急停指令的響應(yīng)不產(chǎn)生任何附加危險(xiǎn)。6）用于執(zhí)行急停功能的部件或元件應(yīng)具有足夠的可靠性。7）當(dāng)一組機(jī)器以協(xié)同方式工作時(shí)，急停裝置應(yīng)能將急停指令傳給協(xié)同系統(tǒng)的各個(gè)部分。（4）指示器和信號(hào)顯示裝置的設(shè)計(jì)機(jī)器的指示器和信號(hào)顯示裝置是向人們表明機(jī)器運(yùn)行狀

8、態(tài)的信息裝置， 如果設(shè)計(jì)和配置不當(dāng)，會(huì)使人們?cè)斐慑e(cuò)覺或不能覺察而導(dǎo)致危險(xiǎn)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)一定要遵循人機(jī)工程原則，以保證操 作者容易識(shí)別或覺察，避免由于信號(hào)不清或判斷錯(cuò)誤而導(dǎo)致危險(xiǎn)。（5）液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下各點(diǎn)：1）控制管路中的最大壓力不得超過額定值。2）使系統(tǒng)不會(huì)由于壓力喪失、壓力降低或真空度降低而出現(xiàn)危險(xiǎn)。3）不得由于泄漏或元件失效而導(dǎo)致危險(xiǎn)流體噴射。4）在設(shè)計(jì)氣體接收器、儲(chǔ)氣罐或類似容器時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)壓力容器的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。5）所有元件都要針對(duì)有害的外部環(huán)境加以防護(hù)。6）當(dāng)機(jī)器與動(dòng)力源斷開時(shí)，使儲(chǔ)存器和類似容器盡可能自動(dòng)卸壓或提供壓力指示措施。7）系統(tǒng)回路必須能防止機(jī)器在整個(gè)循環(huán)過程中執(zhí)行元件發(fā)生誤動(dòng)作。8）必須保證卸壓和流體排放的安全性。（6）電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)機(jī)器的電氣系統(tǒng)時(shí)，主要應(yīng)注意防止電擊、短路和過載三種危險(xiǎn)。對(duì)某些機(jī)器的附加設(shè)計(jì)要求（1）大型機(jī)器的安全進(jìn)入措施 在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)盡量考慮使得各項(xiàng)操作都能在地面上進(jìn)行，這樣比較安全、 方便。對(duì)于大型設(shè)備，某些操作需進(jìn)入機(jī)器內(nèi)或到機(jī)器上面進(jìn)行時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)有進(jìn)入斜梯（與水平面夾角不大于65。的 梯子）或直梯（與水平面夾角為7590。的梯子）及機(jī)內(nèi)平臺(tái)、通道、跨越橋等安全進(jìn)入措施。這些進(jìn)入措施不得 導(dǎo)致操作者進(jìn)到機(jī)器的危險(xiǎn)區(qū)，并要能避免滑倒和跌落等風(fēng)險(xiǎn)。（2）機(jī)器的