安全生产技术机械安全技术.doc

第一章机械安全技术主要内容 第一节 机械行业安全概要第二节 金属切削机床及砂轮机安全技术第三节 冲压（剪）机械安全技术第四节 木工机械安全技术第五节 铸造安全技术第六节 锻造安全技术第七节 安全人机工程基本知识第八节 人的特性第九节 机械的特性第十节 人机作业环境第十一节 人机系统第十二节 安全技术规范与标准第一节机械行业安全概要一、机械产品主要类别二、机械设备的危险部位及防护对策三、机械伤害的类型及预防对策四、机械安全设计与机器安全装置五、机械制造场所安全技术一、机械产品主要类别机械行业1）机械行业系统生产的机械产品主要有12种：农业机械；重型矿山机械；工程机械；石化通用机械；电工机械；机床；汽车；仪器仪表；基础机械；包装机械；环保机械；其他机械。2）非机械行业系统生产的机械产品主要有5种：铁道机械；建筑机械；纺织机械；轻工机械；船舶机械等。二、机械设备的危险部位及防护对策（一）危险部位（1）旋转部件和成切线运动部件间的咬合处，如动力传输皮带和皮带轮、链条和链轮、齿条和齿轮等。（2）旋转的轴：包括连接器、心轴、卡盘、丝杠和杆等。（3）旋转的凸块和孔处：含有凸块或空洞的旋转部件是很危险的，如风扇叶、凸轮、飞轮等.（4）对向旋转部件的咬合处：如齿轮、混合锟。（5）旋转部件和固定部件的咬合处：如辐条手轮或飞轮和机床床身、旋转搅拌机和无防护开口外壳搅拌装置等。（6）接近类型：如锻锤的锤体、动力压力机的滑枕等。（7）通过类型：如金属刨床的工作台及其床身、剪切机的刀刃等。（8）单向滑动部件：如带锯边缘的齿、砂带磨光机的研磨颗粒、凸式运动带等。（9）旋转部件与滑动之间的危险：如某些平板印刷机面上的机构、纺织机床等（二）防护对策（1）安全措施分为：直接、间接和指导性三类（2）传动装置的防护齿轮传动（全封闭防护）；皮带传动（皮带接头处、皮带进入皮带轮处、护栏、注意静电火灾）；联轴器（防护罩）。三、机械伤害的类型及预防对策（一）机械伤害的主要类型：物体打击车辆伤害机械伤害起重伤害触电灼烫火灾高处坠落坍塌火药爆炸化学性爆炸物理性爆炸中毒窒息其他（如摔扭挫擦等）（二）机械伤害预防对策措施（掌握）1.实现机械本质安全（注意顺序）（1）消除产生危险的原因；（2）减少或消除接触机器的危险部件的次数；（3）使人们难以接近机器的危险部位或接近也不导致伤害；（4）提供保护装置或者个人防护装备。2.保护操作者和有关人员的安全（1）通过培训提高人们辨别危险的能力；（2）通过对机器的重新设计，使危险更加醒目，或者使用警示标志；（3）通过培训，提高避免伤害的能力；（4）采取必要的行动增强避免伤害的自觉性。（三）通用机械安全设施的技术要求（掌握）1.设置、设计安全设施、安全装置考虑的因素设计安全装置时，要把人的因素考虑在内。疲劳是导致事故的一个重要因素，设计者要考虑以下几个因素，使人的疲劳降低到最小的程度。1）合理布置各种控制操作装置。2）正确的选择工作平台的位置及高度。3）提供座椅4）出入作业地点要方便。无法实现本质安全时，要使用安全装置，并考虑四方面的因素：强度、刚度和耐久性；机器的可靠性；可视性；对其他危险的控制。2.机械安全防护装置的一般要求（掌握）（1）结构简单、布局合理，无锐利的边缘和突缘。（2）具有足够的可靠性，有足够的强度、刚度、稳定性、耐腐蚀性、抗疲劳性，以确保安全。（3）与设备运转联锁，保证安全防护装置未起作用之前，设备不能运转；安全防护罩、屏、栏材料及与运转部件的距离，应符合规定。（4）光电式、感应式等安全防护装置应设置自身出现故障的报警装置。（5）紧急停车开关应保证瞬时动作时能终止设备的一切运动。对有惯性运动的设备，紧急停车开关应与制动器或离合器连锁，以保证迅速终止运行。（6）紧急停车开关的形状应区别于一般开关，颜色为红色。（7）紧急停车开关的布置应保证操作人员易于触及，且不发生危险。（8）设备由紧急停车开关停止运动后，必须按启动顺序从新启动才能重新运转。3.对机械设备安全防护罩的技术要求（掌握）1）只要操作工可能触及到的传动部件，在防护罩闭合前，传动部件就不能运转。2）采用固定防护罩时，操作工触及不到运转中的活动部件。3）防护罩与活动部件间有足够的间隙，避免防护罩和活动部件间的任何接触。4）防护罩应牢固的固定在设备或基础上，拆卸、调节时必须使用工具。5）开启式防护罩打开时或一部分失灵时，应使活动部件不能运转或运转中的部件停止运动。6）使用的防护罩不允许给生产场所带来新的危险。7）不影响操作，在正常操作或维护保养时不需拆卸防护罩。8）防护罩必须坚固牢靠，以避免与活动部件接触造成损坏和工件飞脱造成伤害。9）一般防护罩不准脚踏和站立，必须作平台或阶梯时，应能承受1500牛顿的垂直力，并采取防滑措施。4.对机械设备安全防护网的技术要求防护罩应尽量采用封闭结构，当现场要采用网状结构时，应满足GB/T 8196-2008机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求对不同网眼开口尺寸的安全距离（防护罩外缘与危险区域-人体进入后，可能引起致伤危险的空间区域）间的直线距离的规定，见下表：不同网眼开口尺寸的安全距离（mm）防护人体通过部位网眼开口宽度（直径及边长或椭圆形孔短轴尺寸）安全距离手指尖6.535手指12.592手掌（不含第一掌指关节）20135上肢47460足尖76（罩底部与所站面间隙）150四、机械安全设计与机器安全装置（掌握）（一）本质安全（耐失误设计和耐故障设计）（二）失效安全（三）定位安全（四）机器布置（空间、照明、管线、维护）（五）机器安全防护装置（一）本质安全（固有的、耐失误、耐故障）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机械危险的一种机械安全方法。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。避免锐边、尖角和凸出部分安全距离原则限制有关因素的物理量使用本质安全工艺过程和动力源（五）机器安全防护固定安全装置如各种防护罩联锁安全装置（装置关合，机器才运转）如起重量限制器控制安全装置 如防风防爬装置隔离安全装置 如固定护栏可调安全装置 自动安全装置自动调节安全装置 跳闸安全装置双手控制安全装置 如冲床五、机械制造场所安全技术（一）采光 按工业企业照明设计标准（二）通道（三）设备布局（四）物料堆放（五）地面状态（二）通道1.厂区主干道：双向行驶宽度不小于5米；有单向行驶标志的，宽度不小于3米；危险地段有限速、限高、指示和警示牌。2.车间安全通道：汽车：大于3米；电平车：1.8米;手推车和三轮车: 1.5米;一般人行道: 1米。3.一般要求：（三）设备布局1.设备间距（大、中、小）2.设备与墙柱距离3.高于2米的运输线有防护罩（网）低于2米的运输线的起落段设护栏（1.05米）。（四）物料堆放1.分区：毛坯、成品、半成品、工器具、垃圾等；2.工器具存放指定位置（定置管理）；3.坯料限量存入（白班1.5倍班加工量,夜班2.5）；4.工件物料摆放不超高（垛底与垛高比为1:2时,垛高不超过2米,砂箱垛不超3.5米）。（五）地面状态1.道路宽度2.平整3.地面清洁，无绊脚物第二节金属切削机床及砂轮机安全技术金属切削机床分为11大类，包括车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。（一）金属切削机床常见的危险因素1.机床的危险因素静止的部件；旋转部件；内旋转咬合；往复运动或滑动；飞出物。2.机床常见事故：设备接地不良、漏电，未采用安全电压；旋转运动部位未加防护罩清除铁屑无专用工具，操作者未戴护目镜；加工细长杆轴料时，尾部无防弯装置或托架；零部件装卡不牢；保险装置、防护栏、保护盖不全或维修不及时；砂轮有裂纹或装卡不合规定带手套操作旋转机床。5.金属切削机床常见危险因素的控制措施设备可靠接地，照明采用安全电压；楔子、销子不能突出；用专用工具，戴护目镜；尾部安装防弯装置；零部件装卡牢固；及时维修安全防护装置：选择合格砂轮，装卡合理；加强检查，杜绝违章，穿戴好劳动保护用品。3.机床运转时出现的异常温升异常机床转速异常机床在运转时出现振动和噪声机床出现撞击声机床的输入输出参数异常机床内部缺陷4.运动机械中易损件的故障检测零部件故障检测的重点滚动轴承的损伤现象及故障齿轮装置故障（二）砂轮机安全砂轮机安装位置选择；（1）安装位置的选择。砂轮机禁止安装在正对着附近设备及操作人员或经常有人过往的地方，较大的车间应设置专用的砂轮机房。如果因厂房地形的限制不能设置专用的砂轮机房，则应在砂轮机正面装设不低于1.8m高度的防护挡板（2）砂轮的静平衡。砂轮的不平衡造成的危害主要表现在两个方面，一方面在砂轮高速旋转时，引起振动；另一方面，不平衡加速了主轴轴承的磨损，严重时会造成砂轮的破裂，造成事故。因此，要求直径大于或等于200 mm的砂轮装上法兰盘后应先进行静平衡调试（3）砂轮与卡盘的匹配。匹配问题主要是指卡盘与砂轮的安装配套问题。按标准要求，砂轮法兰盘直径不得小于被安装砂轮直径的13，且规定砂轮磨损到直径比法兰盘直径大10 mm时应更换新砂轮。此外，在砂轮与法兰盘之间还应加装直径大于卡盘直径2 mm，厚度为12 mm的软垫。（4）砂轮机的防护罩。砂轮机最主要的防护装置，砂轮防护罩的开口角度在主轴水平面以上不允许超过65；防护罩的安装要牢固可靠，不得随意拆卸或丢弃不用。防护罩在主轴水平面以上开口大于、等于30时必须设挡屑屏板。以遮挡磨削飞屑伤及操作人员。它安装于防护罩开口正端，宽度应大于砂轮防护罩宽度，并且应牢固地固定在防护罩上。此外，砂轮圆周表面与挡板的间隙应小于6 mm。（5）砂轮机的工件托架。砂轮直径在150 mm以上的砂轮机必须设置可调托架。砂轮与托架之间的距离应小于被磨工件最小外形尺寸的12，但最大不应超过3 mm。使用砂轮机的安全要求（1）禁止侧面磨削。（2）不准正面操作。（3）不准共同操作。2人共用1台砂轮机同时操作，是一种严重的违章操作行为，应严格禁止。第三节冲（剪）压机械1.冲压作业的危险因素：1）设备结构具有的危险2）动作失控3）开关失灵4）模具的危险2.冲压作业安全技术1）使用安全工具（如夹钳、吸盘、夹盘等）2）模具区防护措施3）安全装置（机械式、双手式、光电式）固定栅栏式或活动栅栏式防护装置推手式、拉手式安全装置、摆杆式3.机械化和自动化作业第四节木工机械（锯、刨、铣、磨）1.木工机械的危险因素机械伤害火灾和爆炸木材的生物、化学危害木粉尘危害噪声和振动危害2.木工机械的安全防护装置木工机械应装吸尘排屑装置、消声或通风装置；凡外露的皮带盘、转盘、转轴等部位应装设防护罩；每台木工机械的刀轴和电器应有联锁装置；尽可能装自动进料装置；使用自动进料器也应有防护罩；木料有反弹危险的地方，应装防弹装置；专门设置遇事故需紧急停机的安全控制装置；机床的周围应经常清理。防止火灾。带锯安全装置：防护罩，锯轮全封闭；锯盘制动控制器圆锯安全装置：分离刀和活动防护罩，安装相应的消声装置。木工刨床安全装置光电技术的应用，降低噪声，使用圆柱形刀轴压力片外缘与刀轴相合第五节铸造安全技术1.铸造作业危险有害因素1）火灾及爆炸2）灼烫3）机械伤害4）高处坠落5）尘毒危害6）噪声振动7）高温和热辐射2.铸造作业安全技术措施1）工艺要求工艺布置工艺设置工艺方法浇注作业配砂作业造型和制芯作业落砂清理作业2）建筑要求3）除尘炉窑破碎与碾磨设备砂处理设备、筛选设备、输送设备第六节锻造安全技术1.锻造的特点高温下作业辐射量大产生烟尘冲击力作用力大锻造工具放在一起噪声、振动大2.锻造的危险有害因素机械伤害火灾爆炸灼烫噪声和振动尘毒危害热辐射3.锻造的安全技术措施锻压机械的机架和突出部分不得有棱角或毛刺外露的传动装置必须要有防护罩锻压机械的启动装置必须能保证对设备进行迅速开关，并保证设备运行和停车状态的连续可靠启动装置的结构应能防止锻压机械以外的开动或自动开动电动启动装置的按钮键，其按钮上需标有“启动”、“停车”等字样。高压蒸汽管道上必须装有安全阀和凝结罐，以消除水击现象，降低突然升高的压力。蓄力器通往水压机得主管上必须装有当水耗量突然增高时能自动关闭水管的装置。任何类型的蓄力器都应有安全阀。安全阀的重锤必须封在带锁的锤盒内。安设在独立室内的重力式蓄力器必须装有荷重位置指示器，使操作人员能在水压机的工作地点上管观察到荷重的位置。新安装和经过大修理的锻压设备应该根据设备图样和技术说明书进行验收和试验。操作人员应认真学习操作规程，加强设备的维护、保养。第七节安全人机工程基本知识一、安全人机工程概念、主要研究内容及分类（24）（一）安全人机工程定义研究人机环境系统的本质安全，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济运行的一门应用科学。（二）安全人机工程研究的主要内容（人与机器的关系）（P24，了解）分析机械设备及设施在生产过程中的不安全因素，针对性的有关安全设计生理心理特性研究，人机匹配，构成最佳人机系统人机结合面、信息传递的安全问题人机系统可靠性在人机系统中人始终起着核心和主导作用，机器起着安全可靠的保证作用。解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化。（三）人机系统的类型（了解）1.机械化、半机械化-现代生产中应用最多的人机系统人机共体人机共体，或机为主体，系统的动力源由机器提供，人在系统中主要充当生产过程的操作者与控制者，即控制器主要由人来操作。控制系统中设置监控装置；系统的安全性主要取决与人机功能分配的合理性、机器本质安全性及人误2.全自动化控制-人机分离（发展方向）人是监督者和管理者，自动控制系统出现差错时才需要人起作用；系统的安全性主要取决机器本质安全性、机器的冗余系统失灵及人的应变能力差二、机械设计本质安全（熟悉）（一）定义指机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除安全隐患的一种机械安全方法。包括在设计中排除危险部件，减少或避免在危险区处理工作需求。提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。（二）机械失效安全-机械故障时不出危险（三）机械部件的定位安全-机械部件安置到不可能触及的地点（四）机器的安全布置-车间内的机器合理布局（空间、照明、管线布置）第八节人的特性（新加内容）一、人体测量的基本术语被测者姿势（立姿、坐姿）测量基准面测量方向支承面和着装基本测点及测量项目（图3）1.被测者姿势（立姿 、坐姿）基本姿势1）直立姿势指被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直膝部，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45夹角，体重均匀分布于两足。2）坐姿指被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。2.测量基准面垂直轴、纵轴、横轴1）矢状面2）正中矢状面3）冠状面4）水平面5）眼耳平面 图1-b 人体测量基准面和基准轴 图1-a 人体测量基准面和基准轴3.测量方向（1）在人体上、下方向上，将上方称为头侧端。将下方称为足侧端。（2）在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。（3）在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。（4）对于上肢，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。（5）对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。4.支承面和衣着立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣测量。在后者情况下在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。5.人体测量的主要仪器所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。（1）人体测高仪。主要是用来测量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人体各部位高度尺寸。（2）人体测量用直脚规。主要是用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径，如测量耳、脸、手、足等部位的尺寸。（3）人体测量用弯脚规。常常用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。6.人体测量主要统计函数（1）平均数。常用统计指标平均数亦称均值，可用 表示，对于n个样本的测量值X1，X2Xn，其平均值X如式l一1所示： （1-1）（2）方差。方差又叫均方差，一般用S2表示，是描述测量数据在平均值上下波动程度大小的值。方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于n个样本的测量值X1，X2Xn，方差的计算式为： （1-2）（3）标准差。为统一量纲，人们常用标准差S来表示样本相对平均值的波动情况，即测量值集中与离散的程度。对于n个样本的测量值X1，X2Xn，标准差的计算式为： （1-3）（4）标准误差。标准误差又称抽样误差。由抽样的统计值来推测总体的统计值，而一般情况下，抽样与总体的统计值不可能完全相同，这种差别就是由抽样引起的，被称为标准误差或抽样误差。标准误差的一般计算式为：（1-4）（5）百分位数。是人体测量常用概念。表示某一测量数值所标志的群体数量与整个群体的百分比关系，最常用第5、第50、第95三种百分散位。以人的身高尺寸为例，第5百分位数是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95%的人群身材大于此值；第50百分位数是指大于或小于此人群身材尺寸的各为50%；第95百分位数是指有95%的人群身材尺寸小于此值，而有5%的人群身材大于此值。一般认为，人体尺寸统计数据基本符合正态分布规律，因此可用平均值i和标准差s来计算某一百分位所对应的人体尺寸数值。 （15）式中K为变换系数。在求第1百分位数一第50百分位数据时，取负号；求第50百分位数一第99百分位数据时，取正号。常用的百分位和变换系数的关系见表l2。第50百分位数即中位数。利用正态分布理论，还可以求出某一测量数据所属的百分位数P，即：P=0.5 + p （16）根据在正态分布概率数值表上的z值可查得对应概率数值P，其中 （17）（二）静态测量1.静态测量方法人体尺寸的静态测量属于传统的测量方法，用途根广。静态人体测量可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿等几种。制作衣服时人体尺寸的测量是常见的人体静态测量的方法，这种测量是在被测量者静态地站着或坐着的姿势下进行的。静态测量数据是动态测量的基础，是设计人机系统不可缺少的参数。人体测量的数据是指人体不同部位的尺寸，在设计不同的设备或产品时，会涉及到人体不同部位的尺寸。不同的人给出的人体测量的定义可能略有出人。1986年Pheasant给出了较权威的各种人体测量数据及其图示，见图17。关于该图的有关解释可参照表l3。2.影响人体测量数据的因素（1）民族因素。（2）性别、年龄因素。男性的平均身高比女性高l00mm。同时.人的体形也随着年龄的增长而变化，最为显著的是儿童期和青年期。一般而言，在22岁以前身高呈上升趋势，30岁以后呈下降趋势。男性在其20岁左右身体尺寸发展到最高点，女性这一点大约在17岁。随着年龄的增长，人的身高在40岁时开始缩减，并且随年龄的增加这一过程也在加速（主要发生在脊柱）。而人的体重和某些宽度和周长尺寸却随着年龄的增长而增加。因此，在设计工作装置时，须了解所设计的工作装置是否适合于特定的年龄组使用。在使用人体尺寸数据时。（3）职业因素。不同职业的人在体型和人体尺寸上存在着较大的差异。由于长期的职业活动，使他们身体的某些部分得到了特别锻炼及适应而改变了体型。体力劳动者和脑力劳动者在体型和身体的某些恩寸方面就有较大的差别。（三）动态测量1.活动空间要完成一项非常简单的任务，人体也需要某些部位运动，这就要求有足够的空间.即活动空间。人在劳动或运动时，人体空间位置与尺寸时刻在变化，这种变化是动态变化。动态测量就是测定人体动态变化时的数值。活动空间的分配依赖于许多因素：使用的人群，任务，衣物，设备作业性质等。所以一般没有固定的规则或模式。2.伸展域人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的活动空间用舒适伸展域来表示。主要有：通过肩部关节的正中矢状面的垂直部分；通过关节的横断面的水平部分；通过肩关节的沿着冠状缝平面的垂直部分。设计人员更为关心的是人在工作时所涉及的区域。（1）正常区域。将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以肘关节为中心，前臂和手能自由到达的区域，在该范围内，人操作时能舒适、轻快地工作，即前臂活动正常范围。 （2）最大区域。例如完全伸展整个上臂所能涉及的区域。手臂向外伸直，以肩关节为中心，臂的长度（半径不包括手长）所划过的弧形轨迹在水平面上的投影。在最大作业范围内操作时，静力负荷较大，长时间处于这种状态下操作.最容易引起疲劳。（四）人体测量数据的运用准则在运用人体测量数据进行设计时，应遵循以下几个准则：1.最大最小准则。该准则要求根据具体设计目的选用最小或最大人体参数。如人体身高常用于通道和门的最小高度设计，为尽可能使所有人（99%以上）通过时不致发生撞头事件，通道和门的最小高度设计应使用高百分位身高数据；而操作力设计则应按最小操纵力准则设计。2.可调性准则。对与健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计应遵循可调性准则，在使用对象群体的5%一95%可调。如汽车座椅应在高度、靠背倾角、前后距离等尺度方向上可调。3.平均准则。虽然平均这个概念在有关人使用的产品、用具设计中不太合理，但诸如门拉手高、锤子和刀的手柄等，常用平均值进行设计更合理。同理，对于肘部平放高度设计数而言，由于主要是能使手臂得到舒适的休息，故选用第50百分位数据较合理，对于中国人而育，这个高度在1427.9cm之间。4.使用最新人体散据准则。所有国家的人体尺度都会随着年代、社会经济的变化而不同。因此，应使用最新的人体数据进行设计。5.地域性准则。一个国家的人体参数与地理区域分布、民族等因索有关，设计时必须考虑实际服务的区域和民族分布等因素。6.功能修正与最小心理空间相结合准则。国家标准公布的有关人体数据是在裸体或穿单薄内衣的条件下测得的，测量时不穿鞋。而设计中所涉及的人体尺度是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽条件下的人体尺寸。因此，考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋、帽留下适当的余量，也就是应在人体尺寸上增加适当的着装修正量。所有这些修正量总计为功能修正量。于是，产品的最小功能尺寸可由式18确定：Smin = Ra + f （18）式中Smin最小功能尺寸；Ra 第a百分位人体尺寸数据；f 功能修正量。功能修正量随产品不同而异，通常为正值，但有时也可能为负值。通常用实验方法求得功能修正量，但也可以通过统计数据获得。对于着装和穿鞋修正量可参照表14中的数据确定。对姿势修正量的常用数据是：立姿时的身高、眼高减10mm；坐姿时的坐高、眼高减44mm。考虑操作功能修正量时，应以上肢前展长为依据，而上肢前屉长是后背至中指尖点的距离，因而对操作不同功能的控制器应作不同的修正。如对按钮开关可减12mm；对推滑板推钮、扳动扳钮开关则减25mm。另外，为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”、等心理感受，或者为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，在产品最小功能尺寸上常附加一项增量，称为心理修正量。考虑了心理修正量的产品功能尺寸称为最佳功能尺寸，可表示为：Sopm=S+f+p式中 Sopm最佳功能尺寸；S 第百分位人体尺寸数据； p功能修正量； p心理修正量。心理修正量可用实验方法求得，一般是通过被试者主观评价表的评分结果进行统计分析求得心理修正量二、人的生理特性（一）人的感觉与感觉器官1、视觉1）常见的几种视觉现象（1）暗适应与明适应（2）眩光 眩光对作业的不利影响：主要是破坏视觉的暗适应，产生视觉后像，使工作区的视觉效率降低，产生视觉不舒适感和分散注意力，造成视觉疲劳。应该采取的主要措施：1）限制光源亮度；2）合理分布光源；3）改变光源或工作面的位置；4）合理的照度（3）视错觉（有哪些视错觉）其主要类型有形状错觉、色彩错觉及物体运动错觉等。其中常见的形状错觉有长短错觉、方向错觉、对比错觉、大小错觉、远近错觉及透视错觉等。色彩错觉有对比错觉、大小错觉、温度错觉、距离错觉及疲劳错觉等。2）视觉损伤与视觉疲劳（了解）（1）视觉损伤眼承受的可见光最大亮度：106cd/m2红外线白内障；高亮度光源（激光、太阳光）-黄斑烧伤；低照度或低质量光环境-眼的折光缺陷或提早形成老花；眩光或照度大且变换频繁的光-视觉机能降低。（2）视觉疲劳长时间看近物或细小物体 -视觉疲劳、睫状肌萎缩；长期在劣质光照环境下工作-眼睛局部或全身性疲劳。（3）视觉运动规律（了解）眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。一般机器外形设计成横向长方形。（4）视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。（5）视线突然转移过程中，约3%能够看清目标，所以工作中不应有突然转移线的要求。（6）鉴别清楚运动的目标，要角速度大于1/s-2/s，且双眼聚焦同一目标。（7）看清物体最短的注视时间为0.07-0.3s，人眼视觉暂停时间平均0.17s。2、听觉1）听觉特性（了解）（1）听觉特征 （1）听觉绝对阈限一般识别声音所需的最短持续时间为20-50ms低于以下值不能产生听觉：频率20Hz、声压210-5 Pa、声强10-12W/m2（2）听觉的辨别阈限辨别阈限指听觉系统能分辨出两个声音的最小差异辨别阈限与声音频率和强度有关（3）辨别声音的方向和距离2）听觉的掩蔽（了解）3、人的感觉反应（熟悉）1）反应时间（熟悉）反应时间指人从机械或外界获得信息，经过大脑加工分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。反应时间由感觉反应时间（ta）和开始动作所用时间（tg）两部分构成。（记住不同的反应时间）为保证安全作业，一方面设计机器时要考虑操纵速度低于人的反应速度；另一方面，设法提高人的反应速度。2）减少反应时间的途径 （掌握）合理的选择感知类型；适合人的生理心理要求，按人机工程学原则设计机器；作者操作技术的熟练程度直接影响反应速度，应通过训练来提高人的反应速度。（二）人体的特性参数1、人体的特性参数1）静态参数2）动态参数3）生理学参数4）生物力学参数2、人体劳动强度参数。a.能量代谢率。能量代谢率=劳动代谢率基础代谢率所谓基础代谢率是指劳动者在绝对安静横卧状态下，为维持生命，在单位时间内所需的最低能量消耗量。劳动代谢率是指劳动者在劳动时的能量消耗量与安静时的能量消耗量之差除以劳动时间。安静时的能量消耗量大体为基础代谢量的120%。能量消耗量可通过测定劳动时呼出气中的O2及CO2的比例，算出劳动者O2的消耗量折算得到。b.耗氧量（单位Lmin）。人在作业时因耗能量增加，需氧量也必增多，每分钟的需氧量称为耗氧需。人体每分钟内能供应的最大氧量称为最大耗氧量，正常成人一般不超过3L。c.心率Fd.劳动强度指数劳动强度指数，是区分体力劳动强度等级的指标，指数大反映劳动强度大，指数小反映劳动强度小。体力劳动强度按，大小分为4级：I级（，l5）为轻劳动；级（，=1520）为中等强度劳动；级（，=2025）为重强度劳动；级（，25）为“很重体力劳动。（三）疲劳1、疲劳的定义疲劳分为肌肉疲劳（或称体力疲劳）和精神疲劳（或称脑力疲劳）两种。2、产生疲劳的原因及消除途径1）产生疲劳的原因超过生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳动、作业环境不良、单调乏味的工作、不良的精神因素、肌体状况不良以及长期劳逸安排不当等人的生理、心理因素及管理方面的因素，都是造成疲劳的原因。另外，机器本身在设计制造时，没有按人机工程学理论设计或设计不周，也是人体过早出现疲劳的原因。2）消除疲劳的途径在进行显示器和控制器设计时充分考虑人的生理心理因素通过改变操作内容、播放音乐等手段克服单调乏味的作业改善工作环境，科学地安排环境色彩、环境装饰及作业场所的布局，合理的温湿度，充足的光照等避免超负荷的体力或脑力劳动，合理安排作息时间，注意劳逸结合等。3）疲劳的测定主观感觉调查表法（见表 1 疲劳自觉症状调查表）分析脑电图测定频闪值智能测验 精神测验连续拍摄人体动作的变化三、人的心理因素（一）能力能力是一个人顺利完成某种活动所必须具备的心理特征之一，是一个人完成一定任务的本领。1、感觉、知觉和观察力2、注意（见下页）3、记忆4、思维5、操作能力（二）性格性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为的方式中，区别于他人所表现出的那些比较稳定的心理特征的总和。将性格分为：冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型。前两者中的性格属于安全型，后三种属于非安全型 （三）气质（4种）精力旺盛、热情直率易于急躁主观；灵活机智、活泼好动易于轻举妄动；安静稳定、沉着踏实易于因循守旧；自卑退让、心绪消沉易于谦虚谨慎。（四）需要与动机动机是由需要产生的，有什么样的需要就决定着有什么样的动机。（五）情绪与情感 情绪是由肌体生理需要是否得到满足而产生的体验，属于人和动物共有。情感则是人的社会性需要是否得到满足而产生的体验，属于人类特有。在实际工作中表现出来的有如下几种不安全情绪： 急躁情绪：干活利索但毛躁，求成心切但欠严谨，工作不够仔细，有章不循，受与心不一致等。烦躁情绪：表现沉闷，不愉快，精神不集中，心猿意马，严重时自身器官往往不能很好协调，更谈不上与外界条件协调一致。 （六）意志意志就是人们自觉地确定目的并调节自己的行动去克服困难，以实现预定目的的心理过程，它是意识的能动作用的表现。 第九节 机械安全特性一、机械安全定义及特性（了解）45（一）机械安全定义机械在预定的使用条件下执行其功能和在对其进行运输、安装、调试、运行、维修、拆卸和处理时，对操作者不发生损伤或危害其健康的能力。（二）机械安全的特性（了解）1、系统性2、防护性3、友善性4、整体性二、机械设备故障诊断技术（熟悉）46（一）诊断模型研究机械设备运行状态变化的信息，进而识别、预测和监视机械运行状态的技术方法。（二）诊断步骤：信号检测；特征提取；状态识别；诊断决策。（三）状态监测故障诊断由专门人员进行；状态监测由现场操作人员进行。（四）诊断技术1、振动诊断技术2、油液分析技术；（光谱分析；铁谱分析）；3、温度检测及红外线监测技术4、超声探伤技术5、表面缺陷探伤技术（磁粉探伤；渗透探伤；涡流探伤等。）（一）、可靠性定义及其度量指标48是指系统或产品在规定的条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。（二）可靠性度量指标可靠性度量指标是指对系统或产品的可靠程度作出定量表示。常用的基本度量指标有：可靠度、故障率、平均寿命、维修度、有效度。三、机械可靠性设计与维修性设计可靠度是可靠性的概率，是时间的函数。故障率（或失效率）- （熟悉）是工作到某时刻未发生故障，此后发生故障的概率。也是时间的函数。分为早期故障期、偶发故障期和磨损故障期。产品的故障率机器或部件的故障率（t）是随使用时间的递增按不同使用阶段变化。通常可分为三个阶段。（1）早期故障期。此期间故障率较高，但经过不断的调试和排除故障，加之相互配合件之间的磨合，使故障率较快地降下来，并逐渐趋于稳定运转。（2）偶发故障期。这个期间的故障率降到最低，且趋向常数，表示产品处于正常工作状态。这段时间较长，是产品的最佳工作期。（3）磨损故障期。这个时期的故障迅速上升平均寿命（或平均无故障工作时间） （了解）维修度- （了解）有效度- （了解） 第十节 人机作业环境（一）光的度量光通量（1uminous flux） 从光源辐射出来、能引起人眼视觉的光能量辐射速率（单位时间内从光源辐射出来，能引起人眼视觉的光辐射能）。发光强度（1uminous intensity）光源在给定方向的发光强度，用在该方向的单位立体角。发光强度的单位是坎德拉（cd，candela），简称坎。亮度（1uminance） 单位面积光源表面上（在给定方向上）的发光强度。亮度的单位是坎德拉每平方米，cdm2。照度（illuminance，illumination） （在被光源照射的面上）投射在单位面积上的光通量。照度的单位是勒克斯（1x，lux），简称勒。1.照明与疲劳因为亮光下瞳孔缩小，视网膜上成象更为清晰，视物清楚。当照明不良时，因反复努力辨认，易使视觉疲劳，工作不能持久。（二）照明对作业的影响视觉疲劳的症状眼睛疲劳的视觉症状有：眼睛乏累、怕光刺眼、眼痛、视力模糊、眼充血、出眼屎以及流泪等。眼睛疲劳还会引起视力下降、眼球发胀、头痛以及其它疾病而影响健康，工作失误甚至造成工伤。2.事故与照明事故的数量与工作环境的照明条件有密切的关系。事故统计资料表明，事故产生的原因虽然是多方面的，但照度不足则是重要的影响因素。人依靠眼睛可获得约87%的外来消息，而眼睛只有通过光的作用在物体上才能获得印象，故色彩有唤起人的第一视觉的作用。色彩能改变室内环境空气气氛，色彩会影响视觉的印象。故有经验的建筑师和室内设计师都十分重视色彩对人的物理的、生理的和心理的作用，十分重视色彩能唤起人的联想和情感的效果，以期在室内设计中创造富有性格、层次和美感的色彩环境。二、色彩环境 1、颜色的特性1）色调2）明度3）彩度 2、色彩对人的影响1）色彩对生理的影响2）色彩对心里的影响2.色彩对心理的影响1）色彩的冷暖感2）色彩的轻重感3）色彩的尺度感4）色彩的距离感5）色彩的软硬感6）色彩的情绪感三、微气候环境热环境条件就是通常说的气候条件；室内热环境也就是室内的微小气候环境。热环境的4个基本参量是：空气温度、空气湿度、热辐射和气流速度1.空气温度空气温度是评价热环境的主要指标，它分为舒适温度和允许温度。舒适温度是指人的主观感觉舒适的温度或指人体生理上的适宜温度。常用的是以人主观感觉到舒适的温度作为舒适温度。允许温度通常是指基本上不影响人的工作效率、身心健康和安全的温度范围。其温度范围一般是舒适温度（35）。对人的工作效率有影响的低温，通常是在10以下。低温对人体最普遍的伤害是冻伤。当人体的深部温度降到27以下时，人即濒临死亡。低温对人的工作效率的影响最敏感的是手指的精细操作。2.空气湿度空气的干湿程度即空气湿度。湿度有绝对湿度和相对湿度两种。作业环境的湿度通常采用相对湿度来表示。相对湿度在70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。空气相对湿度对人体的热平衡和温热感有重大作用，特别是在高温或低温的条件下，高气湿对人体的作用就更明显。高温高湿时，人体散热更加困难；低温高湿下人会感到更加阴冷。一般情况下，相对湿度在30%70%时感到舒适。3.气流速度气流主要是在温度差形成的热压力作用下产生的。在室外的舒适温度的范围内，一般气流速度为0.15m/s时，人即可感到空气新鲜。在室内，即使温度适宜，由于空气流动速度小，也会有沉闷感。4.热辐射热辐射包括太阳辐射和人体与其周转环境之间的辐射。任何两种不同温度的物体之间都有热辐射存在，它不受空气影响，直至两物体的温度相平衡为止。当物体温度高于人体皮肤温度时，热量从物体向人体辐射而使人体受热，称为正辐射；相反，热量从人体向物体辐射时，称为负辐射。人体对负辐射有利于人体散热，在防暑降温上有一定意义。温度、温度、风速和热辐射对人体的影响有时可以相互替代，某一条件的变化对人体的影响，可由另一条件的变化所补偿。（二）人体对微气候环境的感受与评价1.人体的热交换与平衡人要保持体温，体内的产热量应与对环境的散热量及吸热量相平衡。人体的热平衡议程式为：S=M-W-H式中S人体单位时间储热量；M人体单位时间能量代谢量；W人体单位时间所做的功；H人体单位时间向体外散发的热量。当MW+H时，人感到热；当MW+H时，人感到冷；当M=W+H时，人处于热量H，取决于人体的四种散热方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热交换和传导热交换。（1）人体单位时间辐射热交换量,取决于热辐射强度、面积、服装热阻值、反射率、平均环境温度和皮肤温度等。（2）人体单位时间对流热交换量，取决于气流速度、皮肤表面积、对流传热系数、服装热阻值、气温及皮肤温度等。（3）人体单位时间蒸发热交换量，取决于皮肤表面积、服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。蒸发散热主要是指从皮肤表面出汗和由肺部排出水分的蒸发作用带走热量。在热环境中，增加气流速度，降低湿度，可加快汗水蒸发，达到散热目的。（4）人体单位时间传导热交换量取决于皮肤与物体温差和接触而积的大小及传导系数。不知不觉的散热可能对人体产生有害的影响。因此需要用适当的材料构成人与物接触点（桌面、椅面、控制器、底板等）。2.人体对微气候