机械安全工程2-3途径与措施.ppt

机械安全工程,第二章机械安全基础2.3实现机械安全的途径与措施,提纲,2.3.1采用本质安全技术2.3.2履行安全人机工程学原则2.3.3安全防护措施2.3.4安全信息的使用2.3.5附加预防措施2.3.6实现机械安全的综合措施和实施阶段,2.3.1采用本质安全技术,1合理的结构形式2限制机械应力以保证足够的抗破坏能力3采用本质安全工艺过程和动力源4控制系统的安全设计5材料和物质的安全性6机械的可靠性设计,机械设计的通用技术知识：a)机械应力：应力限制；过载保护；应力疲劳；回转平衡。b)材料及其性质：抗腐蚀、抗老化、抗磨蚀、抗磨损；硬度、延展性、脆性；毒性、易燃性。c)排放值：振动、噪声；危险物质、辐射。,1合理的结构形式,1)避免锐边、尖角和悬凸部分；2)防止机械正常运行时发生障碍、卡塞、松脱或连接失效；3)避免软件瑕疵；4)满足安全距离的原则。,安全带自动松脱，导致了人员死亡,2限制机械应力以保证足够的抗破坏能力,1)专业性：专业标准和规范；2)抗破坏：强度、刚度、抗疲劳、稳定性；3)连接紧固：防止连接松动或失效，保证连接精度，满足密封要求；4)防超载：避免受力部件破坏；5)平衡和稳定性：静平衡、动平衡，动态稳定性。,3采用本质安全工艺过程和动力源,1)爆炸环境中的安全动力源：隔爆、本安型电气设备，气动、液压驱动；2)安全电源：符合电气安全标准的要求；3)防止与能量有关的危险：气动、液压、热能等装置。,真空灭弧室,4控制系统的安全设计,1)统一的启、制动及变速方式；2)提供多种操作模式；3)手动控制原则；4)考虑复杂机器的特定要求；5)控制系统的可靠性。,PLC,5材料和物质的安全性,1)材料的力学性能；2)环境适应性；3)材料的均匀性；4)避免材料毒性和火灾爆炸的危险；,根据总统委员会的报告，爆炸是一个O型封环失效所致。这个封环位于右侧固体火箭推进器的两个低层部件之间。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。由于发射时天气情况不佳，气温很低，导致O型封环在低温下失效而发生事故。,6机械的可靠性设计,1)概念：机器在预定条件下和使用寿命时间内，完成预定使用功能的能力。2)指标：可靠度、故障率、平均寿命、维修度等；3)方法：定性设计准则。故障模式和效应分析(FMEA)法。,冗余设计,有限损坏设计,水密隔舱,耐环境设计；故障安全设计；防误设计；维修性设计。,2.3.2履行安全人机工程学原则,1违反安全人机工程学原则可能产生的危险2人机系统模型3合理分配人机功能4友好的人机界面设计5工作空间的设计6工作过程的设计7工作环境设计,1违反安全人机工程学原则可能产生的危险,1)生理影响；2)心理影响；3)人的各种差错。,2人机系统模型,3合理分配人机功能,数控机床,机器：笨重的、危险的、单调的、环境差的工作；人：控制决策、监控检查。,4友好的人机界面设计,1)显示装置：(1)信息清晰明确；(2)信号种类符合信息特征；(3)适应人是视觉习惯；(4)危险报警；(5)平衡负荷。,2)操纵装置：(1)操纵器的形状、尺寸和触感；(2)降低操作者的劳动强度，防止疲劳；(3)操作者肢体活动范围；(4)操纵器的位置与排列；(5)操纵器功能应易辨认，防止误操作；(6)操纵器与机械变化趋势的协调；(7)多位置操纵器。,5工作空间的设计,1)无障碍观察；2)考虑工作过程对人体的约束；3)良好的与人的劳动姿势有关的工作空间；4)与工作位置高度相关的安全设计。,6工作过程的设计,1)负载限度；2)工作节奏；3)作业姿势。,7工作环境设计,1)工作场所空间布置；2)避免人员暴露于危险有害物质；3)调节工作场所的热环境；4)提供最佳视觉感受的照明；5)避免有害或扰人的噪声和振动。,1076联合收割机可选装空调系统,2.3.3安全防护措施,1采用安全防护装置可能存在的附加危险2安全防护装置的一般要求3防护装置4安全装置5安全防护装置的设置原则6安全防护装置的选择原则,安全防护装置(safeguard),防护装置(guard)：机器的组成部分，用于提供保护的物理屏障。,保护装置(protectivedevice)：防护装置以外的安全装置。,阻挡装置,1采用安全防护装置可能存在的附加危险,1)增加损伤或危害健康；2)操作者心理依赖；3)有运动零部件的安全防护装置；4)安全防护装置的结构隐患；5)与机器运动本身的距离及连接。,2安全防护装置的一般要求,1)布局设计合理；2)坚固耐用；3)消除或降低危险；4)保护全面；5)与机器连接及布置合理；6)操作不产生明显干扰；7)对机器功能不影响；8)便于检查维修。,3防护装置,1)防护装置的功能(1)隔离作用(2)阻挡作用(3)容纳作用(4)其它：,2)防护装置的类型(1)固定式(2)移动式(3)联锁式,固定式防护装置,移动式防护装置,联锁式防护装置,3)防护装置的安全技术要求(1)固定可靠；(2)防护全面；(3)活动连接安全；(4)防护失效时的安全；(5)设置位置；(6)强度和刚度；(7)调整件的固定和自锁。,4安全装置,1)安全装置的技术特征(1)可靠性；(2)在危险即将发生时停止危险过程；(3)重新启动功能；(4)自检功能；(5)与控制系统形成整体；(6)定向失效、冗余、监控。,2)安全装置的种类(1)联锁装置；(2)使动装置；(3)止动操作装置；(4)双手操作装置；(5)自动停机装置；(6)机械抑制装置；(7)限制装置；(8)有限运动控制装置；(9)排除阻挡装置。,联锁装置,联锁装置,可编程系统自动监控的联锁装置,电磁联锁,机电联锁,混合联锁(位置探测、防护监控),混合联锁(机、电、液),距离杆自动停机防护,双手操作装置,5安全防护装置的设置原则,1)高度在2m以内的各种运动零部件应设防护。2)高度在2m以上在施工机械施工处的下方，应设置防护。3)坠落高度2m以上的作业位置应设置防护。4)直线运动部件之间及其与静止部件之间的间距应符合安全距离。5)运动部件有行程距离要求的，应设置可靠的限位装置。6)可能因超负荷发生部件损坏而造成伤害的，应设置负荷限制装置。7)有惯性冲撞运动部件必须采取可靠的缓冲装置。8)运动中可能松脱的零部件必须采取有效措施加以紧固。9)每台机械都应设置紧急停机装置。,6安全防护装置的选择原则,1)正常运行期间操作者不需要进入：优选固定式防护装置。2)正常运行期间操作者需要进入：根据进入频率、部位、工作环境确定。3)非运行状态的其它作业期间需要进入：根据进入方式、工作条件确定。,2.3.4安全信息的使用,1安全信息概述2安全色3信号和警告装置4安全标志5随机文件,1安全信息概述,1)安全信息的功能(1)明确机械的预定用途；(2)规定和说明机械的合理使用方法；(3)通知和警告遗留风险。2)安全信息类别(1)信号和警告装置等；(2)标志、符号(象形图)、安全色、文字警告等；(3)随机文件，如操作手册、说明书等。3)信息的使用原则,2安全色,1)颜色含义和适用范围(1)红：禁止、停止和危险；(2)黄：注意、警告；(3)绿：通行、安全和正常工作状态；(4)蓝：需要执行的指令。2)安全色的对比色,3信号和警告装置,1)信号和警告装置的类别(1)视觉信号；(2)听觉信号；(3)视听组合信号。2)信号和警告装置的安全要求(1)信号发出时刻和接受范围；(2)含义明确；(3)能被明确地察觉和识别；(4)避免信号过多或过于频繁。,(a1)触觉信号,(a2)操作符号,启动,停止,中断,快速启动,快速停止,紧急停止,常速转动,快速转动,慢速运转,4安全标志,1)安全标志的功能分类：禁止、警告、指令、提示。2)安全标志的基本特征：由安全色、图形符号和几何图形构成，可附简短文字说明。3)安全标志应满足的要求(1)含义明确；(2)内容具体；(3)位置醒目；(4)维护和更新。,禁止标志,警告标志,指令标志,紧急出口和急救标志,消防标志,5随机文件,1)随机文件应包括的内容(1)关于机械的运输、搬运和储存的信息；(2)关于机械的自身安装和交付运行的信息；(3)劳动安全卫生信息；(4)使用操作信息；(5)维修信息。2)对随机文件的要求(1)随机文件的载体：耐久性；(2)使用语言。(3)多种信息形式：图文并茂；(4)面向使用者，有针对性。,2.3.5附加预防措施,1急停装置着眼紧急状态的预防措施2人们陷入危险时的躲避和援救保护措施3保证机械的可维修性4安全进出机械的措施5发现和纠正故障的诊断系统A1断开动力源和能量泄放措施