机械安全设计与机器安全装置

机械安全设计与机器安全装置机械安全设计与机器安全装置 机械安全设计是指在机械设计阶段 从零件材料到零部件 的合理形状和相对位置 从限制操纵力 运动件的质量和速度 到减少噪声和振动 采用本质安全技术与动力源 应用零部件 间的强制机械作用原理 履行安全人机工程学原则等多项措施 通过选用适当的设计结构 尽可能避免或减小危险 也可以通 过提高设备的可靠性 机械化或自动化程度 以及采取在危险 区之外的调整 维修等措施 避免或减小危险 一 本质安全 一 本质安全 本质安全是通过机械的设计者 在设计阶段采取措施来消 除隐患的一种实现机械安全方法 1 采用本质安全技术 本质安全技术是指利用该技术进 行机械预定功能的设计和制造 不需要采用其他安全防护措施 就可以在预定条件下执行机械的预定功能时满足机械自身的安 全要求 包括 避免锐边 尖角和凸出部分 保证足够的安全 距离 确定有关物理量的限值 使用本质安全工艺过程和动力 源 2 限制机械应力 机械零件的机械应力不超过许用值 并保证足够的安全系数 3 材料和物质的安全性 用以制造机械的材料 燃料和 加工材料在使用期间不得危及人员的安全或健康 材料的力学 特性 如抗拉强度 抗剪强度 冲击韧性 屈服极限等 应能 满足执行预定功能的载荷作用要求 材料应能适应预定的环境 条件 如有抗腐蚀 耐老化 耐磨损的能力 材料应具有均匀 性 防止由于工艺设计不合理 使材料的金相组织不均匀而产 生残余应力 同时 应避免采用有毒的材料或物质 应能避免 机械本身或由于使用某种材料而产生的气体 液体 粉尘 蒸 气或其他物质造成的火灾和爆炸危险 4 履行安全人机工程学原则 在机械设计中 通过合理 分配人机功能 适应人体特性 人机界面设计 作业空间的布 置等方面履行安全人机工程学原则 提高机械设备的操作性和 可靠性 使操作者的体力消耗和心理压力降到最低 从而减小 操作差错 5 设计控制系统的安全原则 机械在使用过程中 典型的 危险工况有 意外启动 速度变化失控 运动不能停止 运动 机械零件或工件脱落飞出 安全装置的功能受阻等 控制系统 的设计应考虑各种作业的操作模式或采用故障显示装置 使操 作者可以安全地处理 6 防止气动和液压系统的危险 采用气动 液压 热能等 装置的机械 必须通过设计来避免由于这些能量意外释放而带 来的各种潜在危害 7 预防电气危害 用电安全是机械安全的重要组成部分 机械中电气部分应符合有关电气安全标准的要求 预防电气危 害应注意防止电击 短路 过载和静电 设计中 还应考虑到提高设备的可靠性 降低故障率 以 降低操作者查找故障和检修设备的概率 还应采用机械化和自 动化技术 尽量使操作人员远离有危险的场所 还应考虑到调 整 维修的安全 以减少操作者进入危险区的需要 二 失效安全 二 失效安全 设计者应该保证当机器发生故障时不出危险 相关装置包 括操作限制开关 限制不应该发生的冲击及运动的预设制动装 置 设置把手和预防下落的装置 失效安全的紧急开关等 三 定位安全 三 定位安全 把机器的部件安置到不可能触及的地点 通过定位达到安 全 但设计者必须考虑到在正常情况下不会触及到的危险部件 而在某些情况下可能会接触到 例如 登着梯子对机器进行维 修等情况 四 机器布置 四 机器布置 车间合理的机器安全布局 可以使事故明显减少 安全布 局时要考虑如下因素 1 空间 便于操作 管理 维护 调试和清洁 2 照明 包括工作场所的通用照明 自然光及人工照明 但 要防止炫目 和为操作机器而特需的照明 3 管 线布置 不要妨碍在机器附近的安全出入 避免磕 绊 有足够的上部空间 4 维护时的出入安全 五 机器安全防护装置 五 机器安全防护装置 1 固定安全装置 固定安全装置是防止操作人员接触机器危险部件的固定安 全装置 该装置能自动地满足机器运行的环境及过程条件 装 置的有效性取决于其固定的方法和开口的尺寸 以及在其开启 后距危险点应有的距离 该安全装置只有用改锥 扳手等专用 工具才能拆卸 2 联锁安全装置 联锁安全装置的基本原理 只有当安全装置关合时 机器 才能运转 而只有当机器的危险部件停止运动时 安全装置才 能开启 连锁安全装置可采取机械的 电气的 液压的 气动 的或组合的形式 在设计连锁装置时 必须使其在发生任何故 障时 都不使人员暴露在危险之中 例如 利用光电作用 人 手进入冲压危险区 冲压动作立即停止 3 控制安全装置 为使机器能迅速地停止运动 可以使用控制装置 控制装 置的原理是 只有当控制装置完全闭合时 机器才能开动 当 操作者接通控制装置后 机器的运行程序才开始工作 如果控 制装置断开 机器的运动就会迅速停止或者反转 通常在一个 控制系统中 控制装置在机器运转时 不会锁定在闭合的状态 4 自动安全装置 自动安全装置的机制是把暴露在危险中的人体从危险区域 中移开 它只能使用在有足够的时间来完成这样的动作而不会 导致伤害的环境下 因此 仅限于在低速运动的机器上采用 5 隔离安全装置 隔离安全装置是一种阻止身体的任何部分靠近危险区域的 设施 例如固定的栅栏等 6 可调安全装置 在无法实现对危险区域进行隔离的情况下 可以使用部分 可调的固定安全装置 这种安全装置的保护作用取决于操作者 的使用和对安全装置正确的调节以及合理的维护 7 自动调节安全装置 自动调节装置由于工件的运动而自动开启 当操作完毕后 又回到关闭的状态 8 跳闸安全装置 跳闸安全装