2．1 引言
　　機(jī)械裝置所產(chǎn)生的危險，是通過兩種物理途徑表現(xiàn)出來的。第一種稱為機(jī)械危害，它包括了其部件在工作狀態(tài)下及失效時發(fā)生的因鉗夾、擠壓、沖壓、摩擦和部件及材料的彈射所造成的傷害，這些危險比較容易識別；第二種稱為非機(jī)械危害，它包括了電氣故障、化學(xué)品暴露、高溫、高壓、噪聲、振動和輻射等所造成的傷害。”軟件因素”，如計算機(jī)控制、操作機(jī)器的人的干預(yù)也會造成危險。本章只討論機(jī)械危害。
　　值得一提的是，把機(jī)器正常工作狀態(tài)下就存在的危險（如缺少對操作者提供必要的保護(hù)的安全裝置），與由于機(jī)器部件或安全裝置失效而造成的危險區(qū)別開來是非常重要的。
　　2．2 風(fēng)險評估
　　 風(fēng)險的大小取決于具體的情況：機(jī)器的類型、用途、使用方法、出入現(xiàn)場的難易程度和主管人員的素質(zhì)等都是相關(guān)的因素。風(fēng)險的大小也與處在這種條件下的人員的知識、技能與工作態(tài)度有關(guān)。同時，還與人們對危險的了解程度和所采取的避免危險的技能有關(guān)。判斷什么是危險和什么時候會發(fā)生危險的能力，并使管理人員和機(jī)器的操作者具備這種能力，這是十分重要的。
　　2．3 預(yù)防機(jī)械事故的方法
　　2．3．1 實現(xiàn)機(jī)械安全的方法
　　采用以下方法，可以達(dá)到機(jī)械安全：
　　（1） 消除產(chǎn)生危險的原因?quot;本質(zhì)安全”見下文）；
　　（2） 減少或消除接觸機(jī)器的危險部件的需求；
　?。?） 使人們難以接近機(jī)器的危險部位（或提供安全裝置，使得接近這些部位不會導(dǎo)致傷害）；
　?。?） 提供保護(hù)裝置或者防護(hù)服。
　　 上述措施是依次序給出的，這些措施也可以結(jié)合起來使用。
　　2．3．2 保護(hù)操作者和有關(guān)人員安全的措施
　　操作者及機(jī)器鄰近處人員的安全，可以通過采用下列措施來達(dá)到：
　?。?） 通過培訓(xùn)來提高人們辨別危險的能力；
　?。?） 通過對機(jī)器的重新設(shè)計，使危險更加醒目（或者使用警示標(biāo)志）；
　?。?） 通過培訓(xùn)，提高避免傷害的能力；
　?。?） 增強(qiáng)采取必要的行動來避免傷害的自覺性。
　　2．4 安全設(shè)計
　　2．4．1 本質(zhì)安全
　　本質(zhì)安全是通過機(jī)器的設(shè)計者，在設(shè)計階段采取措施來消防機(jī)械危險的一種機(jī)械安全方法。這其中包括：在設(shè)計中消除危險的部件，使人們不能接觸到危險的部件，減少在危險區(qū)域內(nèi)處理工作的需求，提供自動反饋設(shè)備并使運動的部件處于密封狀態(tài)之中等。
　　2．4．2 控制裝置的選擇
　　在設(shè)計控制、選用控制開關(guān)及操作裝置時，應(yīng)遵守下面的要求：
　?。?） 位置應(yīng)該正確；
　?。?） 類型要合適；
　?。?） 消除無意啟動的風(fēng)險；
　?。?） 方向合理（操作裝置的運動方向與機(jī)器的運動相協(xié)調(diào)）；
　?。?） 可以根據(jù)運動的方向來加以識別；
　?。?） 具有明顯的識別特性（大小、顏色、感覺等）。
　　2．4．3 失效安全
　　設(shè)計者應(yīng)該保證當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時不出危險。
　　這一類裝置的例子中包括操作限制開關(guān)、限制不應(yīng)該發(fā)生的沖擊及運動的預(yù)設(shè)制動裝置、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。
　　2．4．4 維護(hù)及隔離方法
　　設(shè)計者應(yīng)考慮到對機(jī)器進(jìn)行維護(hù)和清理時的操作安全問題。在進(jìn)行常規(guī)的調(diào)試、上油等工作時，機(jī)器的安全裝置及其部件不應(yīng)該被分離或拆除。為此，需要有隔離窗、連鎖安全裝置。應(yīng)該對重要的設(shè)備設(shè)置維護(hù)窗口，而對危險的部件進(jìn)行隔離。對于不易接近的部件，應(yīng)該設(shè)計為自動潤滑裝置。為防止機(jī)器的無意啟動，應(yīng)設(shè)計有自動的斷開裝置。
　　在特殊情況下，需設(shè)置”工作許可制”。
　　2．4．5 定位安全
　　 把機(jī)器的部件安置到不可能觸及的地點，稱為通過定位達(dá)到安全。然而，設(shè)計者必須考慮到在正常情況下，不會觸及到的危險部件；在某些情況下，會變成可以接觸到的可能。例如，在登著梯子對工廠的機(jī)器上漆的情況。
　　2．4．6 機(jī)器布置
　　在車間中，合理的機(jī)器布局形式可以使事故明顯減少。安全的布避要考慮如下的因素：
　　（1） 空間：便于操作、管理、維護(hù)、調(diào)試和清潔；
　　（2） 照明：包括工作場所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止眩目）和為操作機(jī)器而特需的照明；
　?。?） 管、線布置：不要妨礙在機(jī)器附近的安全出入，避免磕絆，有足夠的上部空間；
　?。?） 維護(hù)時的出入安全。
　　2．5 機(jī)械安全裝置及機(jī)械傷害
　　2．5．1 機(jī)械防護(hù)裝置
　　 在工作中，有許多嚴(yán)重的事故是在使用機(jī)器時發(fā)生的。當(dāng)未能做到前面說過的本質(zhì)安全時，機(jī)器的安全裝置則成了最后的防護(hù)選擇。一種特定的安全裝置是否有效，取決于其設(shè)計，也取決于它與操作過程的關(guān)系和機(jī)器的用途。
　　2．5．2 機(jī)械傷害
　　機(jī)器對人造成的直接傷害分為5類，一些機(jī)器可能造成多種傷害。這些傷害是：
　?。?） 夾傷：人的身體及四肢在機(jī)器的閉合或往返運動中被夾住。在有些情況下，肢體被卷進(jìn)閉合運動的部件中時，也會發(fā)生夾傷。例如，在使用抓夾工具不當(dāng)時，會夾傷手指。
　?。?） 撞傷：在受到機(jī)器的運動部件的撞擊時，會造成傷害。
　　（3） 接觸傷害：當(dāng)人體接觸到機(jī)器的鋒利的或銼狀的表面時，會發(fā)生傷害。另外，接觸高溫或帶電部件，也會造成傷害。
　?。?） 卷動傷害：頭發(fā)、耳環(huán)、衣物等卷入機(jī)器的運動部件造成傷害。
　?。?） 射傷：在機(jī)器運轉(zhuǎn)時，因機(jī)器部件或工件被拋出而造成的傷害。例如，碎條、細(xì)渣、熔滴或機(jī)器部件的碎片拋出造成的傷害。
　　2．6 使用機(jī)器安全裝置來消除危險的方法
　　在無法使用設(shè)計來做到本質(zhì)安全時，為了消除危險，要使用安全裝置。設(shè)置安全裝置，要考慮四方面的因素：

　?。?） 強(qiáng)度、剛度和耐久性；
　　（2） 對機(jī)器可靠性的影響，例如固體的安全裝置有可能使機(jī)器過熱；
　?。?） 可視性（從操作及安全的角度來看，有可能需要機(jī)器的危險部位有良好的可見性）；
　?。?） 對其他危險的控制，例如選擇特殊的材料來控制噪聲的總量。
　　2．7 人機(jī)工程與機(jī)械安全裝置的設(shè)計
　　設(shè)計安全裝置時，要把人的因素考慮在內(nèi)。疲勞是導(dǎo)致事故的一個重要因素，設(shè)計者要考慮下面的幾個因素，使人的疲勞降低到最小的程度。
　?。?） 正確地布置各種控制操作裝置；
　　（2） 正確地選擇工作平臺的位置及高度；
　?。?） 提供座椅；
　?。?） 出入作業(yè)地點要方便。
　　2．8 機(jī)器安全裝置的類型
　　機(jī)器安全裝置可按控制方式或作用原理進(jìn)行分類，常用的類型介紹如下。
　　2．8．1 固定安全裝置
　　在可能的情況下，應(yīng)該通過設(shè)計，設(shè)置防止接觸機(jī)器危險部件的固定的安全裝置。裝置應(yīng)能自動地滿足機(jī)器運行的環(huán)境及過程條件。裝置的有效性取決于其固定的方法和開口的尺寸，以及在其開啟后距危險點應(yīng)有足夠的距離。這些應(yīng)由國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范來確定。安全裝置應(yīng)設(shè)計成只有用諸如桿錐、板手等專用工具才能拆卸。
　　2．8．2 連鎖安全裝置
　　 連鎖安全裝置的基本原理是，只有當(dāng)安全裝置關(guān)合時，機(jī)器才能運轉(zhuǎn)，而只有當(dāng)機(jī)器的危險部件停止運動時，安全裝置才能開啟。連鎖安全裝置可采取機(jī)械的、電氣的、液壓的、氣動的或組合的形式。在設(shè)計連鎖裝置時，必須使其在發(fā)生任何故障時，都不使人暴露在危險之中。
　　2．8．3 控制安全裝置
　　 如果機(jī)器的運動可以很迅速地停止，就可以使用控制裝置?？刂蒲b置的原理是，只有當(dāng)控制裝置完全閉合時，機(jī)器才能開動。當(dāng)操作者接通控制裝置后，機(jī)器的運行程序才開始工作。如果控制裝置斷開，機(jī)器的運動就會迅速停止，或者反轉(zhuǎn)。通常，在一個控制系統(tǒng)中，控制裝置在機(jī)器運轉(zhuǎn)時，不會鎖定在閉合的狀態(tài)。
　　2．8．4 自動安全裝置
　　 自動安全裝置的機(jī)制是，把任何暴露在危險中的人體部分從危險區(qū)域中移開。它僅能使用在有足夠的時間來完成這樣的動作而不會導(dǎo)致傷害的環(huán)境下，因此，僅限于在低速運動的機(jī)器上采用。
　　2．8．5 隔離安全裝置
　　 隔離安全裝置是一種阻止身體的任何部分靠近危險區(qū)域的設(shè)施，例如固定的轉(zhuǎn)欄等。
　　2．8．6 可調(diào)安全裝置
　　 在無法實現(xiàn)對危險區(qū)域進(jìn)行隔離的情況下（在使用機(jī)器時，有可能不可避免地會遇到這種情況），可以使用可調(diào)安全裝置（具有可以調(diào)節(jié)部分的固定安全裝置）。這些安全裝置可能起到的保護(hù)作用在很大程度上有賴于操作者的使用和對安全裝置正確的調(diào)節(jié)以及合理的維護(hù)。
　　2．8．7 自動調(diào)節(jié)安全裝置
　　 自動調(diào)節(jié)裝置由工件的運動而自動開啟，當(dāng)操作完畢后又回到關(guān)閉的狀態(tài)。
　　2．8．8 跳閘安全裝置
　　 跳閘安全裝置的作用是，在操作到危險點之前，自動使機(jī)器停止或反向運動。該類裝置依賴于敏感的跳閘機(jī)構(gòu)，同時也有賴于機(jī)器能夠迅速停止（使用剎車裝置可能做到這一點）。
　　2．8．9 雙手控制安全裝置
　　 這種裝置迫使操縱者要用兩只手來操縱控制器。但是，它僅能對操作者而不能對其他有可能靠近危險區(qū)域的人提供保護(hù)。因此，還要設(shè)置能為所有的人提供保護(hù)的安全裝置，當(dāng)使用這類裝置時，其兩個控制之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)木嚯x，而機(jī)器也應(yīng)當(dāng)在兩個控制開關(guān)都開啟后才能運轉(zhuǎn)，而且控制系統(tǒng)需要在機(jī)器的每次停止運轉(zhuǎn)后，重新啟動。
　　2．9 安全防護(hù)裝置的選擇
　　固定安全裝置所提供的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)最高。在機(jī)器正常運轉(zhuǎn)時，不需要進(jìn)入危險區(qū)域的情況下，只要有可能都應(yīng)該使用這種安全裝置。下面依次給出選擇安全防護(hù)裝置的原則，盡可能選用以下裝置：
　?。?） 在系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，不需要進(jìn)入危險區(qū)域時：
　?、?固定安全裝置；
　　② 隔離裝置；
　?、?跳閘裝置。
　?。?） 在系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，需要進(jìn)入危險區(qū)域時：
　?、?連鎖裝置；
　?、?自動安全裝置；
　?、?跳閘裝置；
　?、?可調(diào)安全裝置；
　?、?自動調(diào)節(jié)安全裝置；
　?、?雙手控制安全裝置。
　　2．10 復(fù)習(xí)要點
　?。?） 安全性設(shè)計方法
　　機(jī)器會導(dǎo)致危險–夾傷、接觸傷害以及非機(jī)械傷害（如噪聲）。
　　使用如下方法設(shè)計，可以保障安全：
　?、?本質(zhì)安全；
　?、?選擇控制器；
　?、?失效－安全；
　?、?維護(hù)及隔離方法；
　?、?定位安全；
　　⑥ 機(jī)器布置。
　?。?） 與機(jī)器相關(guān)的5種危害
　?、?夾傷；
　　② 撞傷；
　?、?觸傷；
　　④ 纏繞；
　?、?濺射。
　?。?） 9種安全裝置
　?、?固定安全裝置；
　?、?連鎖安全裝置；
　　③ 控制安全裝置；
　?、?自動安全裝置；
　?、?隔離安全裝置；
　　⑥ 可調(diào)安全裝置；
　　⑦ 自動調(diào)節(jié)安全裝置；
　?、?跳閘安全裝置；
　?、?雙手控制安全裝置。

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文章名稱：《機(jī)械安全設(shè)計和安全裝置》

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