非开挖水平定向钻机动力头装置设计【含CAD图纸】
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湘潭大学本科毕业设计说明书湘潭大学毕业设计说明书题 目：非开挖水平定向钻机动力头装置设计 学 院：兴湘学院 专 业：机械设计及其自动化学 号：2010963124姓 名：田锟指导教师：周友行完成日期： 2014年5月28日 目录摘 要 .I第一章绪论11.1课题研究的背景及其意义11.2 国内外研究情况21.3 非开挖水平钻机的结构及工作原理31.4 课题的研究3第2章 非开挖水平定向钻机动力头装置设计的方案52.1动力头现阶段情况52.2 动力头方案对比与选择6第3章 非开挖水平定向钻机动力头装置参数的确定103.1最大回拖力103.2最大回转扭矩103.3动力头零部件选型与设计12第4章 动力头的三维建模25 4.1 动力头的三维建模264.2 动力头传动运动仿真现象.28第5章 总结30参考文献:31非开挖水平定向钻机动力头装置设计摘 要 非开挖水平定向钻机是完成地下管线铺设和修复的重要机械装置之一，在加大城市化建设的过程中起着不可替代的作用。在该钻机中，动力头起着重要性的作用，它是给钻机提供推进和回拖运动的机械传动执行结构，其性能直接影响整机的工作效率。本文基于非开挖水平钻机动力头进行结构设计，并对其进行三维建模与运动仿真。首先以非开挖水平钻机的背景和意义为入手点，介绍了研究该课题的必要性；接着通过对动力头不同结构的分析，选择出适合该课题的结构类型，并对内部结构进行选型和设计；采用传统的设计和强度校核方法，验证了设计的合理性；最后完成三维建模，并对模型进行整体装配，完成传动部分的运动仿真。本文研究的水平定向钻机，在设计和疲劳强度方面基本符合产品的要求。关键词：非开挖水平钻机；动力头；设计；三维建模Trenchless horizontal directional drill head unit designAbstractTrenchless horizontal directional drilling is completed underground pipeline repair and laid one of the important mechanical device, the application of trenchless horizontal rigs plays an irreplaceable role during the process of increasing urbanization. Trenchless horizontal drilling rig, the power head plays a role of importance; it is the mechanical drive to the rig and implementation structures provide propulsion and drag back to the action, its performance directly affects the efficiency of the machine. The paper is based on thesefeatures of trenchless horizontal drill head for structure design, and carries on themodeling and Dynamic Simulation. First, this paper through the background and signifc-ance of trenchless horizontal drilling rigs starting point, introduces the necessity to do this project; followed by an analysis of the internal structure of the different power head,choose the appropriate type of structure we need, and completed the selection and designof the internal structure; using the traditional method of design and strength check, verify the rationality of the design; Finally, complete its the 3D-modeling based on thewhole assembly model and transmission part of Dynamic Simulation. In this paper, in terms of design and fatigue strength aspect basically with the requirement of product in our study the horizontal directional drilling. Key Words: Trenchless Horizontal Drill; Power Head; Design; 3D-modeling. 第一章 绪 论非开挖施工技术虽然距今已有近百年的历史,但其重大发展始于本世纪50年代,尤其是近十几年近年来,非开挖管线工程施工量已占全部地下管线工程的10%,个别地区如德国柏林市己达到40%左右我国非开挖技术的市场前景与现代化建设的进程密切相关,加速基础设施和基础工业的建设是最基本的前提,因此对石油管道!煤气管道!电力电缆管道!自来水以及污水管线等各种地下管线的需求可望在短期内内有较大幅度的增长,这为我国非开挖技术的发展提供了有利的条件,市场潜力巨大。目前,为了避开现有的密集管网系统,大城市管线埋深有加大的趋势,例如上海,北京等,有些管线的埋深已达10m左右开挖施工的成本随埋深的加大而提高,非开挖施工的优越性更为显著研究表明,当埋管深度超过4m时,开挖施工的成本开始高于非开挖施工的成本,此外,随着设备利用率的提高,施工经验的丰富,非开挖的施工的成本也会逐渐降低。此外,随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行地下管线施工导致的社会问题!交通问题和污染问题已越来越受到人们的关注城市限制开挖施工的法规也己经陆续出台,其适用面将逐渐扩展,这对非开挖技术的推广应用无疑会产生极大的推动作用例如,为了保护城市道路,减少地下管线施工导致的交通堵塞,国务院于1996年10月1日公布的5城市道路管理条例6规定,新建道路5年内不准开挖;修复道路3年内不准开挖。综合社会效益!行业发展趋势!施工规范要求以及不断提高的水平定向钻进施工技术水平几个方面,可见对水平定向钻机的研究有着重要的实际应用意义。1.1课题研究的背景及其意义据调查，在2011年特大暴雨袭击了我国多个城市，暴雨过后，积水成涝，出现了“水漫金山”、“城市看海”、“地铁观水帘洞”等现象，然而造成这种现象的主要原因是城市排水管网建设滞后，排水管道老化。因此，为了保证城市化建设的顺利进行，地下管线（污水排水管道、煤气天然气管道、电力电缆管道）的修复和铺设尤为重要。然而传统的管线铺设方法是采用“挖槽埋管法”。所谓的“挖槽埋管法”是指通过使用挖沟机、反铲等设备或人工进行挖槽的开挖，其主要缺点是妨碍交通（堵塞、中断或改道）、破坏环境（绿化带、公园和花园）、影响市民生活和单位的正常工作、安全性差、综合施工成本高。并且“挖槽施工”给道路带来了潜在的安全隐患，给城市居民的生活带来了巨大的困扰。因此，很多大城市为了保证人民的正常出行生活，纷纷出台禁止在中心城区开挖施工的规定或行政命令，这给非开挖技术的产生提供了社会性的条件。非开挖技术（Trenchless Technology）是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，在地表最小开挖量的条件下进行地下管线铺设、更换或修复作业的一种高科技新技术，国外叫做TT技术。它与传统的“挖槽埋管法”相比较，克服了传统施工方法中的缺点，提高了施工的效率，保证了居民生活和城市化规划的正常进行。实践证明，在大多数情况下，尤其是在繁华市区或管线的深度埋深时，非开挖施工是明挖施工很好的替代方法；在特殊情况下，例如穿越公路、铁路、河流、建筑物等时，该项施工方法更是一种经济可行的施工方法。并且该项技术符合了目前国家发展计划提出的“建立资源节约型和环境友好型社会”的要求。因而自其进入工程施工市场以来，便日益受到人们的青睐，取得了非常好的经济、社会效益。目前发达国家应用此项技术铺设管线的比例已占到9%15%，我国更是以20%的速度在快速增长。非开挖水平定向钻机（Horizontal Directional Driller,简称HDD）作为非开挖技术中的典型机械施工设备，具有节能环保、作业安全、施工准确度高、施工效率高、周期短，管线铺设长、埋深大等特点。因而逐步发展成一种最具活力的非开挖施工机械。它被广泛应用于穿越文物保护区、铁路、城市道路、江河、机场、森林保护区以及闹市区等进行供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线的修复和铺设中，适用于沙土、粘土、卵石等地质情况，在我国大部分地区的施工中都在运用，工作环境温度是-1545。近年来，随着人们环保意识的逐渐增强，国家对节能环保技术的实施给与了很多的支持，特别是，在我们最为熟悉的西气东输、南水北调等国家发展战略和重大基础建设工程中，非开挖技术的引进发挥了巨大的实际作用，更加充分体现了国家对该技术的支持和基础设施的投入。2011年4月1617日在武汉召开的第十五届中国国际非开挖技术研讨会，多个国家的专家都纷纷出席了这次研讨会，提出了他们对于这项技术的看法和发展，充分体现了国家对该项技术的支持。1.2 国内外研究情况在国外，非开挖技术起始于20世纪70年代，80年代中期被人们逐渐接受和认可，在21世纪80年代成为发达国家的一种新型产业。据调查，目前国外大约有30多家非开挖水平钻机的制造商，主要集中在美国、日本、德国等几发达国家，生产厂家主要有、沟神公司、奥格公司、司等。它们生产的水平定向钻机产品规格齐全、品种较多、功能齐全，充分体现了以人为本的设计理念。具体表现在：中小型水平定向钻机采用橡胶履带底盘，减少对草坪和路面的损坏，钻杆自动装卸装置、减少操作者的劳动强度；对于大型设备则带有随车吊，便于钻杆的吊装，提高了工作效率5。动力头采用电液比控制技术和国际先进的液压产品进行装配，同时采用PLC控制技术实现了自动钻进、自动回拖、自动瞄固和行走时的无极变速控制及转向控制，采用防触电安全技术和远程控制技术，因为自带驾驶室，所有驾驶员操作舒适安全。国外的非开挖水平钻机目前正朝着微型化、大型化和超深度导向监控、机械自动化和硬岩作业等方向发展6。而国内，非开挖技术的发展起始于20世纪80年代中期，经历了三个阶段的发展，分别为：技术引进期、研发期和发展与进口期。近年来，国内非开挖水平钻机的产业也得到迅速发展，涌现了大批优秀的生产厂家，如北京土行孙、南京地龙、徐工集团、连云港、湖南立威等。虽然我们起步晚，目前和国外产品仍有较大差距，但是这并不影响非开挖技术水平钻机在我国的生产。虽然在2011年发达国家受到主权债务危机的影响，导致各国的经济增速均在普遍下滑，但是我国在非开挖行业确取得了不错的成绩。图1.1为进几年来非开挖水平钻机的新增数量。图 1.1 历年来非开挖水平钻机的新增数量1.3 非开挖水平钻机的结构及工作原理非开挖水平钻机其整机主要由动力头、底盘、钻架、发电机系统、钻杆自动存取装置、钻杆自动润滑装置、虎钳、瞄固装置、钻具、液压系统、电气系统及泥浆系统等部件组成。动力头是非开挖水平定向钻机的核心部件，其可靠性及质量的好坏将直接影响整机的正常使用，是实现回转钻进和泥浆输送的部件。动力头能够产生驱动钻杆钻头回转，承受钻进、扩孔、回拖过程的反力。非开挖水平钻机的工作原理：由动力源提供的动力驱动液压泵，经液压泵带动马达，马达驱动钻头旋转钻机，接着通过连续加长钻杆在地下形成导向孔，导向孔形成后将扩孔钻头安装在钻杆上进行多次扩孔，随后将管线安装在钻杆前部进行管线的回拖，完成管道铺设7。1.4 课题的研究本课题来源于湖南省自科省市联合基金会项目“非开挖水平定向钻机变型产品关键部件的快速设计及疲劳寿命分析”。本文以研究非开挖水平钻机动力头为来体现该课题的一部分内容。具体做法如下：（1） 通过介绍非开挖水平钻机研究背景、意义及现阶段国内外的发展水平，来明确做该课题的意义。（2） 通过对动力头类型的介绍和各种型号的对比，分析出不同结构的动力头的优缺点，选出自己运用的动力头内部结构。（3） 采用传统的计算方法，对动力头内部结构的设计及强度校核，分析该结构的合理性。（4） 通过三维建模与运动仿真，对动力头的结构进行设计分析。（5） 对该次设计做出总结，提出改进的方法。第2章 非开挖水平定向钻机动力头装置设计的方案2.1动力头现阶段情况动力头是一种能实现主运动和进给运动，并且拥有自动工件循环动力部件的机械装置，在绝大多数机械设备中暂有重要的地位。按其工作类型可分为：钻孔动力头、扩孔动力头、绞孔动力头、攻丝动力头、镗孔动力头、锪平面动力头。非开挖水平钻机里面的动力头就是结合动力头的钻孔和扩孔的原理来实现管道的铺设和修复。通过2013年中国动力头市场调查研究报告分析得出，动力头在机械设备中的应用遍布全国各地，并且在全国的供应量上每年都处在增长趋势。通过图2.1近几年来动力头的增长情况可以充分得到证明。图2.1 近几年来动力头的增长情况水平定向钻机中动力头也是其空中部分的关键部件，是整机作业是提供回转及给进动作的机械传动和执行机构，其性能对整机作业有着直接影响8。目前，我国对非开挖水平钻机动力头研究主要集中在结构设计和液压系统两个方面。动力头在结构设计方面的研究有：（1）徐成宇通过有限元方法在非开挖钻机动力头主轴设计中的应用得出主轴的受力分析情况，分析出了其危险截面，和其改进的措施，对其作用在不同的工作环境做出了合理性的分析，为后面主轴的设计奠定了基础9；（2）花蓉对动力头结构进行了详细的研究，并通过比较国内外不同型号的水平定向钻机，总结了动力头的驱动方式以及进给机构的给进方式，并分析了它们的优缺点，为后人对动力头设计做了一定的理论参考10。（3）刘长右，对动力头箱体等零部件采用ANSYS软件进行谐响应分析，分析零部件的动态性能，并根据分析结果进行合理化的优化与改进11。动力头液压系统方面的研究：（1）韩宇通过比较动力头各种液压系统的优缺点，确定了变量泵和变量马达容积调速的设计方案，在负载、液压泵、液压马达和发动机间的参数匹配问题中做出了详细的研究，实现了液压系统与发动机之间良好匹配，提高了发动机功率利用率和液压系统的传动效率12。（2）柳利平通过动力头液压系统力学研究及动态仿真的过程针对动力头液压系统的方案对比与液压马达的选型，和电动机的选型，得出了不同动力头基本设施的计算13。（3）李根营通过给出动力头最大回转扭矩的算法和液压系统的参数确定，为我们以后适用不同地质的水平钻机动力头的计算提供了有效的理论指导14。动力头是实现回转钻进和输送泥浆的主要部件，它的使用寿命和性能条件决定了工程的完成质量和效率，其重要性相单于人的心脏，是整机中不可或缺的部分。根据它的最大回拖力和最大扭矩，我们可以将非开挖水平钻机分成大型、中型、小型和三中类型。具体的分类情况及各中型号的增加比例如表21和图2.2所示15。表21 钻机的分类与应用分类小型中型大型最大推拉力（KN）100100450450最大扭矩（KN.m）333030功率（kW）100100180180钻杆长度（m）1.53.03.09.09.012.0铺管直径（mm）503503506006001200铺管长度（m）3003006006001500铺管深度（m）661515 图2.2 2011年各种型号水平定向钻机的增长比例2.2 动力头方案对比与选择水平定向钻机动力头结构分成动力回转系统和动力推拉系统，其系统具体结构框架如图2.3所示。图2.3 水平定向钻机动力头结构2.2.1 动力头回转系统动力头回转系统决定了动力头的最大回转扭矩，同时也决定了水平定向钻机的扩孔能力大小16。其传动方式主要有链传动和齿轮传动。链传动结构简单，成本低，但是链条磨损快、输出扭矩小、平衡性差。然而相对于链传动，齿轮传动的优点是输出扭矩大、寿面长、平衡性好等，因此在动力头回转系统中，绝大多数商家都采用了齿轮传动17。目前，国内外的动力头回转系统采用齿轮传动的驱动方式主要有以下三种：（1）液压马达直接驱动 这种方式通常采用的是通孔式低速大扭矩液压马达直接与主轴相连接，泥浆直接经由马达的通孔输入。此种驱动方式结构简单、传动效率高，但中间无液力转换机构，受液压马达型号的限制，仅局限在用于小型钻机中。如GBS10型钻机，驱动方式如图2.4所示。（2）液压马达经齿轮减速箱减速驱动 这种方式通常选用低速大扭矩液压马达经齿轮减速箱将动力传递到主轴。根据回转扭矩的需要可以由一个、两个、三个、甚至四个液压马达驱动。所选液压马达的布置很灵活，可以布置在齿轮箱的同侧分布、异侧对称分布、也可以绕输出轴成扇形或环形的布置。回转器设置一级齿轮减速箱以改善液压马达的输出特性，增加了输出扭矩。此种驱动方式应用非常普遍，市场占有率很大，如国产的XZ280，驱动连接方式如图2.5所示。（3）液压马达经减速机和齿轮箱减速驱动 这种方式采用一个或多个高速液压马达与减速机相连接后经减速箱将动力传递到主轴，减速机选用行星齿轮减速机，一般为一级减速箱。此种驱动方式能够提供较宽的转速范围，但是整体结构较大，能力传递环节多，效率不高。HT58L就是采用了这种驱动方式的，驱动连接方式如图2.6所示。经过动力头回转系统的三种驱动方式的优缺点对比，并且结合现在市场的需求能力，我选用动力头回转系统为齿轮传动里面的液压马达经齿轮减速箱减速驱动的方式。然而不同的液压马达在减速箱上的布置将会产生不同的效果。单液压马达放置在齿轮减速箱前端或后端，如图2.7所示，这种形式一般适用在所需回转扭矩较小的情况下；双液压马达对称布置在齿轮减速箱两侧，如图2.8所示，这种方式两个液压马达同轴驱动主动齿轮，传动扭矩大，同步性高，且由于齿轮箱在动力头设备的宽度方向可以保持一个较小的结构尺寸，对于动力头宽度结构尺寸的设计要求更容易满足，但对主动齿轮的强度要求高；液压马达在减速箱上同侧并排放置，如图2.9 所示，使用这种方式动力头的结构紧凑，且两个液压马达各自有主动齿轮，对主动齿轮的强度要求有所减低，但是两个对于安装精度要求高，在进行总体设计时要考虑到总宽度不要超出设计要求；四液压马达对称布置在减速箱的两侧，这种分布方式结合了双液压马达同侧和异侧布置马达的优点，且给动力头提供了充足的动力，因此选用四液压马达对称分布在减速箱两侧的齿轮传动的动力头驱动系统，如图2.10所示。图2.4 液压马达直接驱动 图2.5 液压马达经齿轮减速箱减速驱动图2.6 液压马达经减速机 图2.7 单马达+减速箱驱动 和减速箱减速驱动 （1-液压马达 2-传动箱 3-主轴 4-接头）图2.8 异侧双马达+减速箱驱动 图2.9 同侧双马达+减速箱驱动（1-液压马达 2-传动箱 3-主轴 4-接头） （1-液压马达 2-减速箱 3-主轴 5-接头）图2.10 四液压马达+减速箱驱动（1-液压马达 2-传动箱 3-主轴 4-接头）2.2.2 动力头推进回拖系统动力头推进回拖系统决定了动力头装置的最大回拖力，同时也就决定了水平定向钻机铺设地下管线的长度、钻孔质量和钻机各项技术性能的发挥，推拉系统配合钻架带动动力头一起做直线往复运动。目前国内外动力头推拉系统的形式有三中，分别为:（1）液压油缸推拉式，此种方法机构简单，无其它中间传动元件，成本低，但是油缸活塞杆伸出较长时容易出现失稳现象；（2）液压马达链轮链条推拉方式，该方式属于链传动，结构紧凑成本较低，能够吸收震动，适用范围广泛，但其链条易磨损、易松弛和易生锈；（3）液压马达齿轮齿条推拉方式，此种方式承载能力强，传动平稳、但加工精度高，成本大，故适用于较大吨位的水平定向钻机的运用。第3章 非开挖水平定向钻机动力头装置参数的确定3.1最大回拖力研究结果表明：在水平定向钻机穿越施工中，最大回拖力受各种因素的影响，如：地质条件、穿越曲线、泥浆性能、扩孔工艺、管道规格等。因而实际工程中大多情况采用经验估算法来计算回拖力，估算的结果由于受到到一些实际因素、使用的方法和施工经验的不同影响而存在较大的差异18。结合有关研究的结果和力学理论，以工程实际的统计资料为依据，目前国内外对穿越管道最大回拖力的计算常用卸荷拱土压力计算法，净浮力计算法和绞盘计算法等三种计算方法。本文主要根据净浮力计算方法来进行最大回拖力的计算。此方法在轨迹曲线和扩孔质量良好的情况下运用。净浮力算法的基本思路是：穿越管段在孔道内仅受到重力和泥浆浮力的作用。泥浆对管段的净浮力构成对孔道的正压力。基本公式为：对于钢质油气管道，忽略不计外防腐层的厚度和重量，则：故 式中：单位长度穿越管段在孔内所受到的浮力(）； 综合摩擦系数（无量纲，一般取0.50.8），取0.6； 穿越管段的壁厚，取值300mm，即0.03m； 钢材重量（） 孔内泥浆土混合液容量（11.012.0），取； 铺管直径，取值为600mm，即0.6m； L铺设管线的长度，取值为500m。因此： 3.2最大回转扭矩动力头的回转扭矩主要有两方面的作用：一方面是孔穴内整个钻杆系统回转时所受到的摩擦阻力距；另一方面是为刀盘（回扩钻头等）提供动力，即克服刀盘阻力矩。（1）钻杆摩擦阻力矩计算：钻杆在孔穴内所受到的阻力矩可以看成是单位长度上的摩擦力矩沿钻杆轴线方向上的一次积分。钻杆摩擦阻力矩出现在机器回拖作业中回扩钻头刚进入土壤的时候。根据文献45t钻杆摩擦阻力矩具体计算公式：式中 ：钻杆最大摩擦阻力矩； 的回转半径，取值为73/2mm，即0.365m 长度，取值为400m 阻力，取值为1kN/m2代入数据可以求出钻杆在土壤中回转时的最大摩擦阻力矩。（2）刀盘阻力矩计算 刀盘阻力矩与刀盘半径及土壤抗剪强度有关，根据文献【45t】得到其计算公式如下：式中：所受到土壤对其的阻力矩半径，为所铺设管线半径的1.2-1.5倍，管线半径为300mm的抗剪强度，不同地质土壤的抗剪强度见表2-1所示。根据公式，代入数据，可以求得水平定向钻机在硬-坚硬粘土中回拖作业时受到的刀盘阻力矩表3-1 各种地质中土壤的抗剪强度地质类型（kN/m2）地质类型（kN/m2）致密砂层4047粉砂层、淤积层235中等致密砂层2403软-硬粘土368砂砾石层5275硬-坚硬粘土1782软岩、固结土10069松散砂层1063（3）最大回转扭矩动力头的回转扭矩为在一定安全系数的前提下钻杆摩擦阻力矩与刀盘阻力矩之和，具体公式如下：式中：T动力头的最大回转扭矩钻杆摩擦阻力矩， 刀盘阻力矩， K系数，可取1.02.5代入数据，可以求得动力头的最大回转扭矩为。根据算得的最大推进力和最大回转扭矩，对比国内外各种不同型号的水平定向钻机的参数，可以类比得到本水平定向钻机的最大推拉力时进给速度，动力头最高回转速度。因此，本次设计的水平定向钻机动力头参数如表3-2。表3-2 动力头主要技术参数最大回拖力（ ）最大回转扭矩（）最大推拉力时进给速度（）最大回转速度（）2007.04.51503.3动力头零部件选型与设计3.3.1液压马达的选型根据前面章节对动力头结构的研究，本文采用动力头回转系统由4个相同的液压马达驱动。根据最大回转扭矩等数据可以求得单个液压马达的输出扭矩，计算公式如下：式中：液压马达的输出扭矩最大回转扭矩，=的传动比，为代入数据求得单个马达的输出扭矩根据液压马达的输出轴扭矩，可以计算马达的排量，具体计算公式如下：式中：的排量液压马达的输出扭矩，的工作压力， 效率，代入数据求得马达的排量由于动力头的最高转速度为,，折算到液压马达输出轴上的转速为 ，即液压马达的最高转速不应低于。由上述计算可知，所选的液压马达排量不得小于292.3mL，最大输出扭矩不得小于751.7N.m，最高转速不得小于370r/min。液压马达的常用类型有：齿轮马达、柱塞马达、摆线马达、多作用内曲线马达、五星马达等。通过对比可知，摆线马达为中小功率低速大扭矩马达且其可靠性好、效率高、寿命长、噪音低、用途广等特点。故选用BM4W320型摆线液压马达，技术参数表33所示：表33 BM4W320型摆线液压马达技术参数型号排量ml/r最大压降 Mpa最大扭矩 N.m转速r/min流量L/min功率KW重量Kg连续尖峰连续尖峰BW4W-320295.920289021322738012525.222.43.3.2发动机选型与计算根据马达输出功率的计算公式： 式中： T马达输出扭矩； n马达转速；对于动力头回转系统，马达的计算用动力头老替代，可以得到回转系统所需要的出入功率，即，,回转系统总效率=0.63则 =174KW。根据运动学上功率的定义，可以计算出动力头推拉系统所需要的输入功率，P=FV，此时动力头最大推拉力，推进速度V=4.5m/min，该系统总效率=0.57，则=26.3KW综上所述，动力头液压马达驱动系统所需要的输入功率：=198KW。由于水平定向钻机在工作时是由泥浆泵和动力头液压驱动系统联合工作，故考虑到泥浆泵的需要，发动机选用重庆康明斯NTA855GA，该发动机的计算参数如表34所示：表34 重庆康明斯NTA855GA发动机参数发动机型号机组型号功率（KW）缸数及类型缸径行程压缩比排气量（L）燃油消耗（1/h）NTA855GAGF2002316缸直列14015215.0/114.0573.3.3回转系统齿轮设计1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用直齿圆柱齿轮传动；（2）选用7级精度（GB1009588）；（3）选择小齿轮材料为40（调质），齿面硬度为280HBS；大齿轮选用45钢（调质），齿面硬度为250HBS；（3）选用小齿轮齿数为，齿数比u=2.43，故大齿轮齿数为： 2.按齿面接触疲劳强度设计计算按式计算小齿轮分度圆直径：确定各参数值：（1）载荷系数K=1.3；（2）小齿轮传递的扭矩=；（3）齿宽系数=，取=0.8，则=1.27（4）材料弹性影响系数；区域系数；（5）重合度系数，因，则可得（6）许用应力，查图可知：，；（7）计算应力循环次数 = （8）接触疲劳寿面系数，；计算接触疲劳许用应力取失效概率1%。安全系数则 两式计算中的值比较取较小值，则； 故 3.确定模数计算模数取标准值 4.按齿根弯曲疲劳强度校核计算由公式 式中：（1）小齿轮分度圆直径=； （2） 齿轮啮合宽度 （3） 复合齿形系列，查图可知：， （4） 重合度系数 （5） 许用应力，查图可得， 取弯曲疲劳安全系数S=1.4 （6）弯曲疲劳寿命系数：， 则 （7） 计算大小齿轮的，并进行比较 ， 由于 ，故 因此满足齿根弯曲疲劳强度要求。5. 几何尺寸计算 由于，则，取6.大齿轮结构如图3.1所示。图3.1 大齿轮结构图3.3.4 动力头主轴的尺寸确定及校核 1 拟定轴上零件的装配方案，如图3.2所式。图3.2 主轴零件装配图2 各段轴轴径与轴长的确定根据扭转强度计算轴径，选用45钢（调质处理），由于发动机的功率231KW，效率为70%，经过减速箱后，机械磨损为85%，故，作用在主轴上的功率为129.36。则根据公式：；（1）由于右起第一段连接钻杆，且上面安装有键槽，故轴径应在最小直接的基础上加5%，故取该段轴直径为，长为85mm；（2）右起第二段考虑到轴的定位和轴承的承载能力的问题，则取直径为长为80mm；（3）右起第三段，考虑到轴的轴向承载能力和轴承端盖的连接，取该段直径为，长为70mm；（4）右起第四段。由于有轴承和齿轮的定位问题，选择轴承型号为30222A，即，故轴的直径为，长为75mm；（5）右起第五段，该段装有齿轮，直接取。轴和齿轮之间采用矩形花键连接如图3.2所示，采用花键连接的优势是：花键连接比平键连接承载能力高、对轴削弱程度小（齿浅、应力集中小）、定心好和导向性能好等。它适合与定心精度高，载荷大或经常滑移的连接。根据齿轮宽度可以求得该段轴的长度为165mm；（6）右起第六段，考虑齿轮的轴向定位，需有定位轴肩，取轴肩直径，长为25mm；（7）右起第七段，该段为圆锥滚子轴承安装处，故直径为，考虑到轴承的定位，该段长度取为100mm。（8）右起第八段，该段与旋转解头相连接，参照GB/T1095-2003，选用普通A型平键连接，直径为，长度为70mm。 图3.2 矩形花键的截面形状3.齿轮上作用力的大小圆周力：径向力：轴向力： 4轴承的径向支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立如图3.3所示的力学模型。水平面的径向支反力：；垂直面的径向支反力： 5. 画弯矩图，如图3.3由于轴在与轴承的配合过程中，引起应力集中，故该截面处有较大的弯矩，该截面成为截面B，并且在轴承配合引起的应力集中，截面C处弯矩也较大，直接较小，又有圆角引起的应力集中，截面D处弯矩最大，且有齿轮配合与键槽引起的应力集中，故属于危险截面。现对D截面进行校核，剖面D处的弯矩如下：水平面的弯矩：；垂直面的弯矩：； 合成弯矩： 6画转矩图，如图3.37. 画当量弯矩图，如图3.3因轴是单向回转，转矩为脉动循环，。剖面D处的当量弯矩如下：8. 判断危险截面并验算强度（1）剖面D右侧当量弯矩最大，而其直接与相邻段相差不大，所以剖面D为危险截面。轴的材料为45钢，调质处理，由表3-1可以得到需用应力为。（2）剖面C处虽只传递扭矩，但其直径较小，故该处也可能是危险截面。 表3-1 轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直接/mm硬度/HBS弯曲疲劳极限/MPa剪切疲劳极限/MPa许用弯曲应力/MPa备注Q235A热轧或锻后空冷 17010540用于不重要或载荷不大的轴45正火回火调质255245275140135155556060应用最广泛40Cr调质35535520018570用于载荷较大而无很大冲击的轴图3.3 轴的强度分析情况9.轴承寿命的计算（1） 根据前面的计算可得，=16652.2N（如图3.1所示，将最左侧轴承定位轴承1，最右侧轴承定位轴承2）且预选轴承的型号为：30222A，查机械设计手册可知：,。（2）计算轴承1、2的轴向力、由表3-2查得30222A型轴承的内部轴向力为= ：。表3-2 轴承派生轴向力轴承类型角接触向心球轴承圆锥滚子轴承则 由图3.1可知，该对轴承为反装，故轴承1被压紧： 轴承2被放松： (1)计算轴承1、2的当量动载荷由于e=0.42，故 查表3-3轴承当量动载荷的X值和Y值,可得：，；， 由于，故则 表3-3轴承当量动载荷的X值和Y值轴承类型eXYXY圆锥滚子轴承0.40.4101.5(2)轴承寿命计算因,故应以轴承2的径向当量动载荷为计算依据。查表3-4和表3-5可得温度系数为，则 ，其中故 =16616h表3-4 温度系数轴承工作温度/120125150175200225250300温度系数10.950.90.850.80.750.70.6表3-5 冲击载荷系数载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强大冲击载荷系数1.01.21.21.81.83.0举例电机、汽轮机、通风机、水泵机床、内燃机、起重机械、减速器破碎机、剪床、轧钢机 由于传动轴上的轴承既要承受轴向力，又要承受径向力，故根据前面轴承的计算方法可得选取7014C。10、普通A型平键校核键主要是用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩。一般分为平键、半圆形键、楔键和切向键，由于平键连接定向性较好，装拆方便，故在轴与旋转解头相连接的时候采用普通A型平键连接。轴径为，由于键的材料采用强度极限不小于600MPa的碳素钢，故选用45钢。其校核过程如下：（1）选取平键的尺寸 选取A型普通平键，根据轴的直径，查机械设计手册第二版可知平键的截面尺寸：宽度为b=22mm，高h=14mm，深度t=9mm，右起第八段轴长为70mm，故选键的长度为L=50mm。右起第一段，轴的直径为，故选择的键的型号如上所示，由于该段轴长为85mm，故该段轴的键长选70mm，其尺寸如图3.4所示。（2）校核键的连接强度查表36键连接的许用挤压应力和许用压强可得，由于轴上的传递扭矩为故： 满足强度要求。表36 键连接的许用挤压应力和许用压强许用值材料载 荷 性 质静载荷轻微冲击冲击钢1251501001206090铸铁708050603045钢504030图3.4 普通A型平键尺寸3.3.5 动力头箱体的设计动力头箱体装置是用来安装和放置减速机构的，因此合理设计该机构，不仅能是动力头结构紧凑，还能提高箱体的使用寿命。本文采用动力头箱体的材料为Q235A,其许用应力为=160MPa。箱体通过底板一周的螺栓孔固定在安装底座上，底座通过左右两侧的机械结构保证动力头只能在大梁前后移动，而不能在垂直于大梁的方向上没有位移，箱体里面安装的是轮系减速传动副。结合前面的选型可知，本文设计的动力头装置为四液压马达带动减速箱减速驱动主轴实现回拖和进给运动。考虑到齿轮的啮合和轴的传动，由于大小齿轮的中心距为216mm，故将该结构设计为两个小齿轮同时分别带动主轴的运动，其中心距为216mm，两个小齿轮中心距离为205mm。且由于箱体里面要同时放置齿轮，故将箱体的长设为410，高为535。结合主轴上零部件的设计可知，箱体的宽度为大齿轮厚度加30222A圆锥滚子轴承多的高度和轴承两段的固定，故将箱体的宽度设计为370，箱体壁厚均为20，其结构简图如图3.5所示。由于箱体受到以下力的影响，故为了增强箱体的承载能力和疲劳寿命，需要在箱体表面增设加强筋，箱体所受力的情况如下：（1）直齿圆柱齿轮传动，在啮合时产生径向力；（2）主动齿轮重力所引起的进行力，作用在位于齿轮箱两前后的轴承座处；（3）被动齿轮和输出轴的重力引起的径向力，作用在位于齿轮箱两前后板的输出轴支撑轴承座处；（4）动力头回拖力，在输出轴的圆锥滚子轴承座处。图3.5 箱体的结构简图第4章 动力头的三维建模4.1 动力头的三维建模动力头的建模主要对箱体、齿轮、轴、轴承、轴承端盖、箱盖、液压马达，马达端盖等零件，并完成部件的装配图。4.1.1 箱体的建模箱体在动力头的设计中是一个重要的零件，结合前面的箱体结构的设计，利用Pro/E里的操作命令，主要使用【拉伸】工具、【孔】工具、【阵列】工具、【镜像】工具等将其三维模型建立，如图4.1所示。图4.1 动力头箱体三维模型4.1.3 动力头的装配完成前面所需零件的建立后，利用Pro/E软件将其装配在一起，装配过程中主要操作包括：使用【添加元件】工具、【对齐】约束、【配对】约束、【插入】约束、【坐标系】约束完成动力头模型的绘制。装配后的整体结构如图4.4所示。从图4.4只能看出动力头的外在形状，要了解到里面的结构，我们需要将其视图进行剖解，了解其工作的原理，是通过液压马达带动传动齿轮，通过传动齿轮来带动主轴运动，利用一级减速箱的原理，来实现了各部分之间力矩的转换关系。传递关系如图4.5所示。图4.4动力头三维装配图图4.5 动力头扭矩传递关系图4.1.4 动力头视图分解随着社会上人才的大量涌出，产品的竞争越来越激烈，因此无论对产品的设计、制造还是未来的销售产品信息的表达均起着至关重要的作用。因为对于用户而言，有些产品他们没有工程师那么强的理解能力，他们需要的是简单直观的表达，只用这样才能易于接收，也才有利于产品有一定的市场占有率19。因此PTC公司推出了一种视图分解的制作方式，在机械设计领域中，视图分解的制作占有绝对的优势，它能直观的表达出机器各部分零件之间的装配关系，并且在瞬间分解的过程中，给人眼前一亮的感觉，加大了人们对其的关注度。Pro/E视图分解是将各个零件之间的组合关系运用分开来直观表达出各零件之间的装配关系。图4.6所示为动力头视图分解后的结构，从该图中能直观的表达出各部分零件之间的装配关系。图4.6动力头视图分解4.2动力头传动运动仿真在进行机械设计时，建立模型后往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟实现机构的运动。这对于提高设计效率降低成本有很到的作用。Pro/E中，“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模型。主要使用【基准平面】工具、【基准值】、【添加元件】工具、【定义齿轮副】工具、【定义伺服电动机】工具、选择【机构分析】工具、【回放】工具等来完成模型的运动仿真。其制作步骤如下：（1）新建一个装配体模型，进入装配环境后选择下拉菜单插入元件装配命令，向动力头装配体中添加组成机构装置的固定元件及连接方式；（2）选择下拉菜单应用程序机构命令，进入机构模块，然后选择视图方向拖动元件命令，用来研究动力头中齿轮和轴等零部件的移动方式的一般特性及可定位零件的范围；（3）在机构模块中，选择下拉菜单插入齿轮命令，可以向动力头装置中增加齿轮从动机构；（4）选择下拉菜单插入伺服电动机命令，如图4.7所示；（5）选择下拉菜单分析机构分析命令，定义动力头装置的运动分析，然后制定影响的时间范围并创建运动记录；（6）选择下拉菜单分析回放命令，用来重新演示动力头的运动、检测干涉、保存重新演示的运动结构。图4.7 动力头传动机构运动仿真定义第5章 总 结本文的研究对象是非开挖水平定向钻机中的动力头，针对非开挖定向水平钻机的研究背景和意义做出了调查和分析，根据分析的结构选出适合市场需求的钻机，针对该钻机的应用环境和条件做出相应改进。由于动力头是给非开挖水平定向钻机提供回转及给进运动的机械传动和执行机构，是非开挖水平钻机的核心部分之一，其性能的好坏将直接影响整机的作业。本文主要是针对水平定向钻机动力头装置进行改进，对动力头的不同结构、工作原理进行深入的研究，选则出满足市场需求的装置，并运用传统的设计方法，对动力头装置的核心部件：齿轮、输出轴做了详细的计算说明和强度分析，验证了设计的合理性。最后利用三维建模建立出动力头的三维模型，从视觉上直观的展现出了动力头该装置的总体结构。这次毕业设计的制作过程是将前面所学知识的整体运用，让我对机械制图有了一个更加全面的认识，不在局限在二维模式中。三维制图方法的应用，能够直观的表现出产品的外在形状和内部结构，帮助人们理解和记忆。由于三维软件各模块之接的相互联系关系，它能帮助我们在设计的过程中及时发现错误，并加以修改，大大的缩短了设计所需的时间。参考文献:1 张启君，杨满江，张忠海.水平定向钻机及施工工艺J.建筑机械化.2004，25(1):61-62.2 胡汉月. 国内外岩石非开挖现状及我们的对策. 探矿工程J 2003，（1）：31343 沙永柏，刘宝仁.于萍.非开挖导向钻机给进机构分析.探矿工程J.2005(5):46484 张启君 张忠海. 水平定向钻机概况与市场前景的探讨. 机械工程J. 2004(6) 26285 陈黎明. 现行水平定向钻技术规范的对比及分析. 非开挖技术J. 2013（4）31346 张宏.HDD施工技术及发展J.筑路机械与施工机械化.2004,21(1):52-54.7 刘军. 非开挖水平定向钻进铺管道施工技术及工程应用研究. 建筑机械化J. 2004,(5) 35388 颜纯文，D.Stein. 非开挖地下管线施工技术及其应用M.北京：地震出版社，19999 徐成宇有限元方法在非开挖钻机动力头主轴设计中的应用D. 吉林：吉林大学，200210 花蓉. 非开挖导向钻机中几种主要结构的设计. 探矿工程J. 2009（8）111411 刘长佑. 水平定向钻机DL360人机工程设计与结构分析D. 南京：东南大学，2006.12 韩宇. 45t水平定向钻机液压驱动系统研究D.长安大学，硕士学位论文，200713 柳利平. Z6500水平定向钻机动力头及其液压驱动系统动力学研究D. 西安：长安大学,2009.14 李根营. 水平定向钻机结构研究及分析D. 吉林大学，硕士学位论文.201115 刘河. 非开挖水平定向钻机拉管施工技术应用. 北京水务. 2009,(增刊)（1）313316张启君，张忠海.水平定向钻机技术现状与可行性研究的分析.筑路机械与施工现状化J.2004,(1):303117 沙永柏，刘宝仁.于萍.非开挖导向钻机给进机构分析.探矿工程J.2005(5):464818 刘刚. 流沙地层的非开挖导向钻进工法探讨.非开挖技术J. 2004,(6):212419 马光锋，张彪. Pro/E在机械爆炸图中的应用.机械设计与制造J.2005致谢安全科学 机械设计及施工安全：性能进行实质性安全性结果亮点： 本文提出用66机械制造商的研究。 它描绘为三个实质安全性结果在企业绩效的差异。 结果是危害识别，风险控制和提供安全信息。 特殊的，平庸和表现差的区别是这些成果。 更有效注意安全机械设计和施工是必要的。摘要本文提出了定性研究的研究如何制造商在设计和建造机器的过程中解决安全问题，以及因素塑造他们的反应结果。这个话题进行了调查在提供机械进入国内和国际市场66澳大利亚公司。危害识别（类型和实例） ，风险控制措施（类型和质量），并提供安全信息（范围和质量 - 基于深度访谈，观察机械和审查文件的，坚定的表现为三个实质性的安全评估结果） 。本文讨论了公司业绩对这些结果的差异，并得出结论认为，有必要进行更多和更有效注意安全的机械设计和和施工，以推进防止机器产生的死亡，伤害和疾病的目标。关键词：安全设计;机械;危害识别;风险控制;安全信息;法律责任1引言消除危险或在机械，设备，结构，以及其他物品和材料的生命周期的早期尽量减少风险，是一系列的公共政策与安全专业的举措（ Kletz ， 1998年的目标， Manuele ， 1999年， Manuele ， 2008年， NOHSC ， 2002年，安全工作澳大利亚，2012年和舒尔特等， 2008） 。在这些举措的心脏是设计出来的危险或通过最小化是不可或缺的设计，或者至少不容易去除，减弱或失效安全。 本文介绍了澳大利亚为基础的机械制造商的研究结果。本研究的目的是研究企业如何在设计和建造机器的过程中解决安全问题，以及因素塑造他们的反应。 66研究公司生产的各种机械，包括起重机等起重设备，园艺和农业机械，锅炉及压力容器，工业清洗系统，以及机械加工，处理或包装食品，木材，矿产等产品或废料。该公司提供的机器到欧洲，亚洲，北美和中东的当地和国际市场。 一个关键原因专注于机械制造商是令人信服的证据表明机器可以通过风险的多样化危及健康和安全，以及不良的设计是在机械相关的死亡和伤害（斯特罗姆和DOOS比例高的一个因素， 1997年，斯特罗姆和DOOS ， 2000年，斯科尔等人， 2005年和斯科尔等人， 2008） 。还有一个理由是为安全设计的机械和建筑的法律义务。在澳大利亚，这些都是建立在职业健康与安全（ OHS ）在每个九个联邦，州和地区的司法管辖区，这是由法规支撑和认可的实务守则，机械和其他植物（百禄， 2004年，约翰斯通法规的一般责任，1997年和约翰斯通， 2004） .1为企业提供机械进入全球市场的超群绝伦的监管制度是（并将继续是） ，基于机械指令，并为特定类型的机械或危险（欧盟委员会单独指令， 1995年，欧洲委员会， 1997年，欧洲委员会， 1998年，欧洲委员会， 2000年和欧洲委员会， 2006） .2除了应用于企业提供进入欧洲经济区（EEA ），欧洲政权也已站在全球其他市场（ IMS研究，2009 ;看Lacore ， 2002） 。 在大原则的水平，澳大利亚和欧洲的政体共享避免死亡，伤害和疾病（预防的监管目标） （欧洲委员会， 1998年，欧洲委员会， 2006年，约翰斯通， 1997年和约翰斯通， 2004）的一个实质性的监管目标。对于欧洲的制度，这是表示为防止机械危害健康或安全受到投放市场并投入服务，在欧洲经济区，以及一个核心原则是通过本质安全设计和施工机械，以减少事故的社会成本。 澳大利亚和欧洲的监管制度还分享了一些核心要素。第一套有关健康和安全风险管理的核心要素，涵盖识别广泛的危害，评估的过程（欧洲合格评定） ，实施控制措施以消除或减少/降低风险，并关注在使用中的不同方面和机械的生命周期阶段所产生的风险。其他核心内容进行了测试和检验设备，以及设计验证的规定的高风险项目（涉及认证机构欧洲进程） 。这两种制度还需要提供安全信息，都通过了技术标准支撑（统一的欧洲标准），它可能会在任何前面的元素被应用。 三个最核心的要素是在本研究应用作为评估制造商的性能的概念框架。这些是危险源辨识，风险控制和提供安全信息的元素。他们是为预防在这个意义上的监管目标，即机械不能视为安全和不会危害健康的关键遵守，除非制造商已经全面认识到机械的危害，消除危害或纳入有效的控制措施，以尽量减少风险从他们身上所产生的，并提供了支持和加强风险控制措施的安全信息。本研究设置这三个核心要素为实质性安全性结果，并评估制造商对每一项成果的表现。 本文介绍了研究的结果对于企业经营业绩的三个实质性的安全成果。本文的结构如下。首先，定性研究方法呈现，包括方法来分析数据和分类公司业绩的实质性安全性结果（第2节） 。然后，研究成果为危害识别，风险控制和安全信息都（第3节） ，以及他们对安全设计的机械和工程意义进行了讨论（第4节） 。2.0。方法进行数据收集和分析定性研究设计注册成立的制造企业和职业健康安全监管，这是由相关的文献，法律责任和判例法的审查和分析为依据的实证研究。本文的重点，方法如括。2.1 。制造业企业的样本对于制造商研究的抽样框是公司的设计和constructed3机械在工作中使用，并根据在澳大利亚两个州（维多利亚州及南澳大利亚） 。工人赔偿机构在这两个国家提供的归类为工业机械制造商的企业名单，与位置和薪酬每个企业（维多利亚工作保障机构， 2003年工伤保险集团公司， 2000）在一起。这使研究人员根据一些关键特征的上市公司进行分类和属性：运行状态（维多利亚或南澳大利亚） ;该业务的状态（省会城市或区域）内的位置;与企业规模 - 小（ 20这种分层，立意抽样策略的目的是根据这些关键特性和属性来捕捉重大变化。感兴趣的其他因素，如机械的类型，不管是定制或生产作为标准机型，公司的市场无法可靠之前，数据收集确定，并探讨了采访。公司随机从每个状态/位置/大小地层内选择。采样是饱和点，在没有新的信息是从受访即将和数据是足够的深度和范围（弗里克，2006和Richards ， 2005） 。表1列出了公司的样品。参与率为72 ，维多利亚州及南澳大利亚69 。表1中。样品的生产企业。 2020-99100 +总满足注册气象注册气象注册维多利亚12 4 8 4 4 0A 32南澳大利亚12 6 8 4 4 34 0A总计24 10 16 8 8 0 66。注：上表中， Met是首都城市定位和Reg是区域位置。一没有企业在这个阶层抽样框。2.2 。数据收集方法深入的，面对面进行面对面访谈，现场在制造企业根据定性访谈（伯格， 2007年，吉勒姆， 2000年和Minichiello等人， 1995）公认的原则进行。的受访者谁是负责制定和实施有关机械设计，施工为董事，所有人或者管理人监督生产。 半结构化的时间表来问一致的话题受访者通过旨在引起详尽的答复开放式的问题。受访者首先询问了他们的经验和资历，公司的业务（机器生产的，它是如何被设计和制造） ，以及市场对公司的机器（在澳大利亚和其他国家提供的行业和地区）的一般性问题。受访者还被问及知识机械的安全性，如何安全事宜进行了讨论，包括该公司的行动，实践和设计和施工流程，风险管理，测试和检验的具体做法，并提供安全信息的来源。征询等话题进行了激励因素制约或注意安全事项，有关法律责任的认识和理解，以及检查和执法的经验。访谈的音频录音和随后逐字转录。 观察应用研究机械安全的，包括潜在危害的来源（危害） ，是否被纳入风险控制措施以及这些性质，并在贴花，标牌或其它标志的任何形式的安全信息。要求在面试包括产品说明书，光盘，录像，机械安全信息，技术标准等信息资源，风险评估，设计规范，设计验证文档和记录的时间获取各种形式的文档和视听材料安全测试或考试，为可供企业。2.3 。数据的分析采访中，观察和记录的数据进行了分析定性采用浸泡的核心解析程序中的数据，生成分类和编码数据，并解释和发展的解释（马歇尔和罗斯曼，2006;梅森，1996年;理查兹， 2005） 。该NUD IST软件程序是用来支持数据的整理和分析（ QSR ， 2000） 。在本质上涉及的系统阅读和反映来自不同的来源，记录的概念或主题的数据，电感制定分类编码有关特定主题的文本，检索和对整个数据集这些主题分析文本的方法。例如文本有关危害辨识，风险控制措施和安全信息分别编码为这些类别。这使有关这些主题的数据很容易获取进一步的分析，包括企业绩效的参考接地中的数据，并通过安全文学和法律义务告知主题类别进行分类，载列如下（第2.4 ， 2.5和2.6 ），并且，反过来，用于描述和比。2.4 。方法对风险进行分类识别性能在分类企业对风险的识别性能，危害不同范围被考虑。这包括从机械结构或部件，其功能和操作，以及源极（S ）启动它产生的危害。这些危害可能是结构性的，机械的，物理的，符合人体工程学，化学或生物性的，或者他们可能涉及表2。机械危险的类型。类型的危险类型的例子结构性锋利的边缘，预测，障碍物;缺乏稳定性/稳健的（潜在的颠覆，片段，塌陷，不支持负载或包含的内容）机械潜在的纠缠，破碎，陷印，切，刺，刺穿，剪切，耐磨损，摩擦，撕裂，拉伸或代射弹物理电，加压的内容，噪音和振动，电离/非电离辐射，高温，低温，潮湿或缺乏人体工学尴尬的工作位置，人工搬运，重复动作，静态负荷，监控的设计很差，能见度低防滑/旅行/下降（进/出）缺席或贫穷走道，楼梯，栏杆，手持有，表面化学气体，液体，蒸汽，粉尘或烟雾，可引起不良健康影响或危害的事件，如火灾和爆炸。最终使用地点的条件和环境条件，如靠近人民和其他机械或设备，地形，温度，高空坠物，服务（燃气，电力供应），或在工作场所的设计和布局的影响。在生物材料目前使用或在机械加工，如：细菌和霉菌每个企业的不同类型危害识别，危害各的不同实例，以确定基于观察机械的研究人员的危害进行了比较，并参照相关的澳洲和欧洲的监管手段，技术标准和安全性文献（例如布劳尔， 1994年，布劳， 2006年， CCOHS ， 2013 ， CEN ，1997年和欧洲委员会， 1998年，附件1 ; NOHSC ，1994年和SAI全球公司， 2013年） 。这个比较各公司的表现分为基础： （ 1 ）全 - 自己认可的多元化，并为他们的机械危害的不同实例; （ 2 ）不完全的 - 他们认识到不同类型，但不是所有的机械危险;或（ 3 ）视而不见 - 他们专注于机械危险而忽视其他重要的危险。2.5 。的方法来进行风险控制性能分类由企业应用的风险控制措施的类型被分类为基础的安全性文献（ Atherley ， 1975年， Atherley ， 1978年，哈顿， 1973年，海天， 1980年和Manuele 1999区分方法“安全的地方”或“人的安全”措施） 。安全的地方，控制或根除，消除危害或结合物理安全措施能防止有害的形式和能量水平的产生，释放或转移到人减少的危险。这些变化包括机械设计;机械危害较小的部件替换;隔离的人从危险区域分开;和工程控制诸如互锁机构，即永久固定或不能被打开或移除不需要特殊工具或钥匙防护装置，并且存在感应系统（布劳， 1994 ，布劳，2006，科利特和克拉克，1995，澳大利亚标准， 1996和澳洲标准， 2006年）。与此相反，人的安全的措施要求谁经营，维持或以其他方式遇到的机械不断地加以警惕，积极规避风险，并注意保护自己和他人的个人。例子有警告标志或装置，安全工作实践和个人防护装备，如手套，防护眼镜和听力保护。由于安全人员的措施的有效性是由工人疲劳受损，人为错误和工作压力，他们不应该使用（ Kletz ， 1991年和Manuele ， 1999）是唯一降低风险的方法。 风险控制措施的质量是根据通过对风险控制措施的数据系统地反映电感设计由研究者类别分类。有些公司使用安全的地方控制，更“先进或创新” ，将技术应用于更复杂的或原创的方式来消除危害或通过完全不同的机械设计和不能被删除或撤防综合防治措施，最大限度地降低风险。例子是互锁的防护系统，机制，断电机械和消散残差功率员可以打开之前，和不同类型的串联使用或组合使用，以达到减少风险更大保障的更复杂的形式。其他安全的地方控制是在工业中用于特定的机器基本或者标准“的措施。它们可以是简单但有效的，如果它们降低风险通过，例如，符合技术标准的结构部件或布线，除去尖锐边缘或突起，或改变机械的高度或到达的距离，以适应操作人员。然而，基本或标准的措施可能不太有效，因为部分或丝网保护的限制，但并没有阻止进入机器的危险区域，或者说很容易被打开，移除或解除，或所需功率的手动隔离防护装置。 应用这些类使用的每个公司的风险控制措施的类型分类为： （ 1 ）安全的地方作为主要的风险控制措施，或（ 2 ）安全的地方，但依赖于安全的人对某些风险。对于这些类型的，该公司的方法来进行风险控制被分类为（ 1 ）先进或创新或（ 2 ）基本或标准。2.6 。方法机械安全信息进行分类表现由制造商提供的安全信息的范围是分类就其内容和形式。对于信息的内容进行评估，提出解决的事项。尤其是，注意了制造商是否提供了有关的危害和风险，安全功能和安全使用机器使用的不同方面，应急程序，用途及限制或某些用途的禁令，并测试或检验信息。这些人的要求或在澳大利亚和欧洲的监管制度进行机械安全下通过的法律义务或技术标准的建议（见第1节）的信息类型。在评估安全信息的形式，使用制造商提供的信息的不同方法进行鉴定。这些措施可能包括手册，说明书，标签，警示牌，贴花或其他标记，其中任何一个可能包括象形图（图片安全标志） 。同时考虑到内容和形式，安全信息的范围被划分为：（1） 大量 - 制造商提供的危害和风险的综合预警，对安全功能和安全的工作实践为机械详细咨询，而这些信息是在手册，说明书，标签或其他形式结合而成的。（2）小 - 制造商提供少量的大约手册内机械安全或指令，或在标签或其他形式的信息。（3）可以忽略不计或无 - 制造商在签收单或操作手册或说明书中的几行几乎没有提供安全信息，或有任何证据表明，制造商提供的安全信息传递给客户或最终用户。对于是不是主要或至少在小范围内（但不能忽略或无）机械安全信息，这些信息的质量进行评估就其结构和表现。质量评估获悉，由该建议，对信息进行定位，阅读并理解它应该有一定的特点的安全的文献。操作员手册和说明这些功能包括目录和索引，定义关键术语，信息的逻辑顺序，编号的标题，在主动语态简洁的语句，一步一步的过程，良好的布局和间距，以及插图与链接的表文本（位于Konz ， 2006年和Reunanen ，1993; ，看到岑， 1991年，岑， 2001年，岑， 2009年，澳大利亚标准，1994年和澳洲标准， 1996） 。标签和标记应清晰可见和可以理解的，而这些特性是通过使用大字体，信号词（危险，警告） ，标准的象形图，对比鲜明的色彩，标签和标志，他们有可能被看到的位置，并协助耐用性，以抵抗环境条件（布劳， 2006年和科利特和克拉克， 1995） 。参照这些功能的安全信息被分类为： （ 1 ）好 - 信息很容易找到，阅读和理解，或（ 2 ）穷人 - 的资料很难找到，阅读或理解。2.7 。的方法来评估性能总额为了评估每个企业的总性能机械安全，所有三个安全性结果（危害辨识，风险控制和安全信息），该公司的表现进行了综合考虑。总表现分为三级，采用载于第2.4 ， 2.5和2.6的类，如下所示： 例外 - 对所有安全性结果表现良好（其危害识别是全面的，他们用安全的地方控制为主要风险控制措施，他们提供了大量的，高质量的信息） 。平庸 - 表现良好，至少一个安全的结果，但不是所有的结果（无论其危害识别不完整或他们依靠安全的措施的人对某些风险，或者他们没有提供大量，优质的安全信息） 。可怜的 - 所有的安全性结果表现不佳（其危害识别了眼睛，他们依靠人的安全的措施对于一些风险，并在其范围内的安全信息是少，质量差或可忽略不计） 。这一总的评估提供符合预防死亡，伤害和疾病的实质性调控目标公司的表现强度的指标。也就是说，对于危害识别，风险控制和提供安全信息表现不错坚定被很好地遵守预防的监管目标。下一节将介绍其研究成果对于企业经营业绩的每一个实质性的安全成果。这些调查结果，然后汇集在公司的总绩效进行评估。3 。结果本节介绍的研究结果为制造商的性能危害识别，风险控制和安全信息，并在所有的这些实质性成果总性能。本研究成果作为性能描述和包括典型案例来说明不同类型和性能水平。摘要统计也包括给予的规律和趋势企业绩效的指标，但不打算在统计上代表公司的设计的更广泛的人群中，建设机械。3.1 。危害识别范围企业只有不到三分之一已经全面认识到他们的设计和建造（ 30 （20/ 66） ）机械的危害，如表3 。这些公司认识到在一系列不同的危害来源的主要危害。以及机械危险，他们考虑了结构，生理，人体工程学，出入通道，化学，生物或环境条件的危害，因为与他们的机器。他们认识到这两种不同类型的危险和这些不同的实例。表3。危害识别范围。危害识别N的分类综合：确认为他们的机器在一系列不同的伤害20 30源的主要危害。未完成：已确认一系列的危害，但忽略特定类型或某种危害的实例为他们的机器37 56，狭隘：只承认机械危险而忽视其他类型的危险为他们的机器9 14。总样本66 100范式情况是，产生复杂的废物处理厂（制造商15）的公司。该公司认识到危害，包括旋转设备的机械危险，电气危险接触或错误接线和配电相关的，结构稳定，访问空间，以提升相关的人工处理，以及进出密闭空间出口的多元化，并落入这些潜力。在余下的企业有很多不完整的危害识别（ 56 （37/ 66） ） ，如表3 。这些公司认可的范围内危害他们的机器，但忽略特定类型或特定危害的实例。一个典型的例子是制造商59这就产生了一系列定制的物料处理系统结合输送机，剪刀式升降机，升降机和半机器人的应用。在设计它的机器，该公司认识到机械危险，例如旋转轴，辊，皮带和夹点，顶饰系统的结构负荷和机械翻倒的潜力，以及工作姿势及控件的设计。该公司还审议了关于工作环境，包括机器人失去负荷的潜在一定的影响，并需标示出界（排除）领域上的工作场所的地板。 虽然这家制造商认可的主要类型有关其机械危害，该公司忽视的机械结构和电气危害，以及符合人体工程学的因素，尤其是实例。也有差距，在公司的确认在最终使用，如接近的人及其他机械，高空坠物，或工作场所的设计和布局的影响条件。特别是机械的机器人元素参与显著危害（ Gunitalaka ， 2005年和WHSQ ， 2006） 。这些关心执行快速，高能量，不可预测的运动，或者弹出下拉处理的材料，机器人和其他固定物体之间陷阱的身体部位，或者机器人的部分机械的潜力。还有为运营商不正确地激活设计不当操作员控制，并从电气，液压或气动故障，软件故障或其他电子干扰而产生误动作控制的潜力。 机械制造商的第三小组狭隘危害识别（ 14 （9/ 66） ） ，如表3 。这些企业有机械安全性的狭义的概念。他们专注于机械危险而忽视其他类型的危险为他们的机器。商14例证了这种方法。该公司制造印刷机和各类特殊用途机械，并专注于机械危险和防护。特别是，该公司的老板/经理关注于运营商通过去除警卫访问危险区域，或当一名工人被移除堵塞或维护过程中的激励机制的潜力。毫无疑问，破碎，切割或与新闻界的关闭动作相关联的剪切危害是显著的，但还有其他重要的危险该公司忽视。这些包括结构，电气，噪音，液压和压缩空气的危害，以及由过程产生的泄漏或浪费的潜力，以及与运营商控制，照明和材料处理（澳大利亚标准，1996年和WHSQ的设计符合人体工程学的问题， 2006年）。该公司认可的特定危害的程度，他们解决了这些有不同程度的疗效，具体如下。3.2 。风险控制措施的种类和质量所有在他们的机械结合安全的地方控制在一定程度上研究企业。如表4 ，只有不到一半的公司使用安全的地方控制为主要措施，以消除或尽量减少与他们的机器（ 47 （31/ 66） ）的风险。这些公司还可以使用安全的人的措施，以补充安全的地方的控制，但他们并没有完全放在安全的措施的人依靠。表4。风险控制措施的种类和质量。风险控制风险控制质量的类型，高级/创新基本/标准，总N N N安全的地方作为主要风险控制4 6 27 41 31 47安全的地方+安全的人依赖于一定的风险7 11 28 42 35 53，总计11 17 55 83 66 范式案例是制造商21设计和建造木材加工机械。这家公司完全封闭的高速木材装卸输送机在隧道，也是全封闭锯。该公司谨慎缓慢的速度机器，在安装的时候，用固定的距离大于公平原则，这阻止任何人到达或穿过栅栏进入机械高2米的围墙。该公司还设计了自己的木材吊笼进行远程操作，防止人为干预或进入危险区域。在此制造商的机械的电子控制系统进行编程，以确保他们不可能的方式，将在安全性影响被操纵。该公司使用的变频驱动器，以减少与这些相关的液压元件和危害。键控都需要访问该机器必须被关闭之前的键可以从隔离开关被移除，然后将相同的密钥被要求打开检修门。该公司注册成立的能源分散，这样，当电源被隔离的机器是完全断电和惰性之前任何人都可以访问它，并且除尘系统的设计，操作零粉尘排放。 其他公司注册成立安全的地方控制一些风险和依赖的人安全的措施其他风险（ 53 （35/ 66） ） ，如表4 。这种方法是从使用安全的地方控制的企业完全不同的主要风险控制措施。而不是使用人安全的措施，只能作为辅助的方法来降低风险，在安全的地方/安全的人行安全使用措施的人，而不是安全的地方，控制一些风险。 制造商48例证了这种方法。该公司设计和建造农业机械和一些风险，包括改变后的驱动程序的设计使其不会操作，除非一个固定的安全笼被关闭，以防止进入危险区使用安全的地方的控制。该公司并装有弹簧式渔获反对后司机阻止它下降，如果液压机构故障或损坏的锤子，另一个抓下下来作为对锤落下一个额外的预防措施。该公司已经加长了木材削片机上的进料溜槽中，以防止接触到它的刀片，配备固定式防护装置的动力输出驱动器与供应链与锋卫摇摆人，以减少弹丸的危害。尽管对一些风险，强调安全的地方控制，该公司完全依靠人的安全的措施等。例如，该公司使用的安全标签和标志，警告在这些工作的风险锋卫摇摆人的用户，但没有纳入措施，以防止访问，同时电源连接至为单位足够的支持。该公司还依靠标志，警告与后挖坑，这仍然无人防守的旋转螺旋接触的危险用户。 横跨两个公司，纳入更有效的安全的地方控制为主要风险控制措施，以及那些依靠不那么有效安全的措施的人对某些风险有在安全的地方控制的质量差异。公司的一小部分并入一些先进或创新性的安全的地方控制，涉及更复杂的技术，或者在原来的方式应用技术（ 17 （11/ 66） ） ，如表4所示。两个典型的例子是制造商21 ，生产者木材加工机械，以及制造商48 ，农业机械生产者，如上所述。 制造商21致力于整合从国家的最先进的海外生产商确定创新和有效的风险控制措施。使用本公司更先进的措施包括了完全封闭的高速木材加工机械，完全去激励机制和消散剩余权力卫士可以打开之前的机制，以及零排放粉尘控制系统的隧道。这些措施的例子是罕见中的其他公司。 制造商48产生的后驱动的，以防止在液压故障或干扰时后驱动锤的失控运动引入串联多个设备。此外，后司机的安全笼是不可或缺的机械，不得不在地方操作机器。这样的设计是相当比使用其他驱动程序后制造商，这并没有阻止访问驱动器后的危险区域，并轻松地删除了部分警卫更先进。 相反，如表4所示，大多数企业应用安全的地方控制，这是在工业上用于机械由它们制成的类型（ 83 （55/ 66） ）简单或标准措施。范式案例是制造商38设计和建造一系列的商业清洁设备。这家公司安装机器人机械标准联锁防护罩，并覆盖移动部件上的手动操作设备，可移动的防护装置。该公司安装的泵有标准的三相插头插座，以便安全移除而不电工，并用额定压力管道这也被绝缘防热。该公司提供了足够的空间，围绕机械工人的访问，并为铲车或起重机举起更大的机器。它设计的手持清洁，防止灰尘和水的侵入的保护电器元件棒的平衡，双手操作和。该公司还提供了一次性过滤袋的客户担心洗袋是一个健康和安全的风险。 在由企业施加的控制措施，提供一些保护，防止在使用机器的不同方面产生的风险。这对于几乎三分之二的研究公司的情况下（ 62 （41/ 66） ） ，与企业最常用落实措施维护（ 58 （38/ 66） ）和清洗机械（ 18 （ 12/66 ）。措施的类型包括围绕机械，平台和梯子的空间，方便存取这些辅助活动，联锁系统或微动开关来关闭机器，如果警卫被打开，网状或使工人来检查机器而不删除守卫透明卫士，和起重艾滋病或设备，以协助搬运机械零部件。其他措施警告标志或指示告诫工人关闭机器操作前和使用安全工作实践。3.3 。范围和机械安全信息的质量对于机械安全信息企业内容有关的危害或风险（ 65 （43/ 66） ）最常见地提供警告;并建议有关安全使用，如由最终用户（ 68 （44 /66） ）佩戴安全工作的做法或个人防护装备。公司提供此信息的机器，有时候也用于安装或维修（包括维修） ，但他们的信息并没有解决整个机器的生命周期使用的各个方面日常的日常运作。他们很少提供有关紧急程序，测试和检验，或指定用途，并且到该机器应放在用途限制信息。 考虑到机械安全信息的形式，传递最常见的模式是，其中包括一些安全信息（ 55 （36/ 66） ）一般的操作手册。有些公司还固定标签或标记，以他们的机器，在贴花或标牌的形式，或涂在机械（ 50 （ 33/66 ） ） 。其他不太常见的形式是一个或两个网页操作员指令或程序（ 17 （11/ 66） ） ，和一些企业提供的风险评估为机械一报告安全信息，结合其在运营商手动或提供其分开（ 17 （11/ 66） ） 。 少数企业承认，标签，标志，使用说明或手册可能无法读取或客户或最终用户的理解，并制作视听资料（录像或光盘） ，以解释他们的机器操作，包括安全方面（ 6 （4/ 66） ） 。有些公司提供的培训，在他们的机器（ 9 （ 6/66 ） ）在安全方面有客户或最终用户;或提供的机械的操作的更一般的说明（14 （9/ 66） ） ;或安排经销商提供这样的解释（ 3 （2/ 66） ） 。有些公司还不断提供的培训或解释的记录（ 6 （4/ 66） ） ，或者要求那些人的信息提供给通知，他们已经收到的信息的制造商（ 2 （1/ 66） ） ，阅读（ 3 （2/ 66） ） ，或者明白了（ 2 （1/ 66） ） 。 对于信息（内容和形式）的范围两个方面，企业的不到三分之一，惟是相当大的范围（ 27 （18/ 66） ） ，如表5的信息。这些企业提供了全面的警告危害或风险，以及有关安全功能和安全的工作实践为机械详细咨询，在标签或标记，操作员手册，程序或指令的组合。有些企业还以视听形式，以加强学习有关的风险，安全功能的机械和安全的工作模式供其使用所提供的资料，在训练或解释给客户或最终用户。表5。范围和机械安全信息的质量。安全信息的质量范围好差微不足道总N N N N大量16 24二月3日至18日27小15 23 13 20 - 28 43可以忽略不计或无- 20 30 20 30，总计31 47 15 23 20 30 66 100制造商29 ，农业机械的生产商，是一个典型的例子。该公司在贴花固定在机器的操作手册中提供的信息。该手册包括安全信息的单独一章，并在约装配，安装，操作，运输，润滑和维护机器的说明书提供意见的部分集成的警告和安全工作实践。该公司还与分销商的安排，讲解操作手册，以客户供应的时间。公司有较大比例提供一点信息安全（ 43 （28/ 66） ） ，如表5 。他们提供了少量的安全信息，并仅在标签或标记，简要说明或在一般的短款操作员手册。制造商为代表的40这种做法。该公司设计和建造的复杂的工业炉，但只提供了5中的冗长的操作手册页的安全咨询。的安全信息被清楚地呈现，但是所提供的信息总量的一小部分，并且有对机械无附加标签或标记。 公司约三分之一提供微不足道的安全信息单上签字或操作手册或说明书的几行;或提供任何证据，他们提供给客户和最终用户（ 30 （20/ 66） ）的安全信息，如表5 。例如，制造商2生产的钻机其中有一个单点登录的钻机上表明其安全工作负荷。 关于机械安全信息质量的研究揭示了一系列的手册和说明书，包括缺乏的格式，组织不力的信息或测序，小的打印尺寸，差或罗嗦表达的结构和表现的弱点。另一个问题是，一些安全信息是作为一小部分（或部分）内长说明或手册，致使安全信息是很难的有关安装，操作，维修和机械部件的一般说明查找。有些手册也是不必要的技术风格，部分交叉引用其他来源，而不是包括内部的安全信息，必要的细节。也有问题，标签，标志和用来传达安全信息标记等。有一些非常小的打印，密集的措辞或小的安全标志，并作为一个后果，是难以阅读或不清晰可见。一些使用的术语，颜色或符号不适当;例如，一些使用的术语“危险” ，这应该留给危及生命的危险，以表明不太严重的危害。其他使用的术语“谨慎”而不是标准的术语“警告”来表示危险。一些用于颜色是从标准组合危险信号（红色） ，或警告的危险（黄色） ，或需要采取特殊的安全行动（蓝色）的不同。这些问题超越没有申请安全标志的相关标准（欧洲委员会，1992;澳大利亚标准， 1994年， 5-6 ， 17 ） 。公司所用的非标准条款，颜色和符号的标签和标记减少其中所含的警告和指示的影响和效果。 总体而言，不到一半的企业有点提供了良好的质量安全信息（ 47 （31/ 66） ） ，如表5 。他们的安全信息，无论是在标签，标识，说明书或说明书，很容易找到，阅读和明白了。这是由制造商29 ，农业机械也提供了大量的信息生产者的例子，如上文所述。固定在机器公司的贴花是显眼，易于阅读，而且它的操作手册是用户友好。在本手册中，关于危害的关键信息是突出了合理使用的信号词“警告” ，并广泛利用了插图配以简洁的说明，指出正确的，不安全的，禁止的做法。手册中信息的可访问性是由夹杂物的含量，测序信息，使用不同的方面，容易阅读的打印尺寸和简单的表达，且分布合理的布局和关键术语的定义表的增强。 相反，如表5 ，超过四分之一的企业少一些规定，是质量差，因为它是很难找到，阅读或理解（ 23 （15/ 66） ）的安全信息。例如制造商62 ，农业机械生产者，提供操作手册中的有关机械的潜力，造成致命的伤害，和必要的安全工作实践，以减少这种风险的关键信息，是在相当冗长的文本完全丧失，在小字，有关机械操作的其他方面。 55制造商，它生产金属切削加工机械，提供了密集措辞的迹象，并且包含技术性很强的安全信息，哪些客户或最终用户将不能够理解，除非他们有专门知识的操作手册。其余企业的信息提供是微不足道或根本不存在的（ 30 （20/ 66） ） ，因此不会对质量进行分析。 3.4 。聚合性能考虑到每个厂家的表现为所有三个实质性安全性结果不到十分之一的公司（ 9 （ 6/66 ） ）全面认可的危险，使用安全的地方控制为主要风险控制措施，并提供了大量的，高质量的信息。与其他厂商相比，这些公司都表现出色，他们是唯一可能被评估为遵守预防的实质性调控目标。即使在这一组中，只有三个使用更先进的或创新的安全的地方控制。多数企业都表现平平在这个意义上，他们没有一个实质性安全性结果（ 80 （53 /66） ）以上表现良好，而公司的一小部分人表现不佳（ 11 （ 7 / 66 ）。后者事务所小组狭隘危害识别，只使用基本或标准安全的地方控制，依靠安全的措施的人对某些风险，并提供很少或质量差的安全信息，或可以忽略的信息。无论是平庸的，也不是表现欠佳的遵守了预防的，要么他们没有设计和建造他们的机器是安全和不会危害健康，或他们没有提供足够的安全信息，为他们的机器的监管目标。4讨论这项研究揭示了在显着怎样的差异，以及效果如何，企业的设计和建造机器地址的安全问题在这些活动的过程。由于这是定性研究的结果值是表示不同类型和性能水平的企业危险源辨识，风险控制和安全信息之一。 一方面，它显然是可能的一些公司在所有这些安全性结果表现良好。在另一方面企业的忽视特定危险或它们的实例未能满足第一个基本步骤，确保他们的机器是安全和不会危害健康，并不会确认任何危害甚至没有考虑消除或其它控制措施，以尽量减少的风险。风险可以最有效地消除或通过安全的地方控制（ Atherley ， 1975年， Atherley ， 1978年， Manuele ， 1999年，海天， 1973年和哈登， 1980）最小化，并且所有的研究机构中使用的安全的地方的控制，至少一些风险。然而，似乎对固有安全的优点的消息并没有对已抓获了完全依靠安全的措施的人对某些风险的企业的关注。他们需要有效运作的工人，维持或以其他方式遇到他们的机器不断地加以警惕，积极规避风险。此外，风险控制的主要焦点是日常使用的机器和操作企业支付很少或根本没有注意在保养，维修，清洗，清理堵塞和在其生命周期的其他辅助活动所产生的风险。这是违背它强调整个机器的生命周期（ ASCC ， 2006年， Janicik ，1999年和NIOSH ， 2006）产生控制风险的重要性，安全的设计原则。 安全设计接收很少关注的另一个原则是对非预期使用，机器由于错误，经验不足，疲劳或工作压力，避免拉伤或不便，或许多其他原因（斯特罗姆和DOOS ， 1997年， Benedyk和部长的潜力， 1998年， Fadier和德拉尔萨， 2006年和Fadier和德拉加尔萨，2007;波莱等人， 2003） 。安全设计来源表明，实际工作情况和活动最终用户的体验应该在设计阶段，为了在年底消除或尽量减少潜在的偏差使用危及其安全性得到充分利用。 在企业的方法来控制风险薄弱环节的结果共鸣与欧洲研究。这已经证明了设计不良，质量和欧洲经济区范围内提供（男孩和黎某， 2003 ， 61-64 ）风险控制措施机械剥离性。 关于机械安全信息目前的研究发现，超过三分之二的公司（ 70 （46/ 66） ）所提供某种形式的信息。各种形式的安全信息，均为使用这些公司的安全人员的措施清单的一部分。他们用信息来警告用户，并最终危害或机器风险用户，并建议他们使用安全工作实践或个人防护装备，以客户和最终用户，然后采取措施保护自己和他人。一个关键原因提供信息，只是说制造商认可的特定危险或风险，并确定需要提供的信息作为公司的方式来降低风险的一部分。公司采用的手册，说明书，标签或其他标记的格式，因为这些方法中反映设备制造商在更普遍为客户提供信息的普遍做法（澳大利亚标准， 2008A和澳洲标准， 2008年b ） 。生产这种信息是一个行业标准的措施。 机械安全信息在加强风险控制措施，并协助确保在最终使用其完整性方面发挥着重要作用。为了有效地支持这种预防措施，安全信息必须包含有用的信息，它必须构造良好，所以这是方便和容易理解。安全的文献和技术标准提供有关生产信息，质量好，安全信息（布劳， 2006年，第73中肯的意见;岑， 1991年，岑， 2001年，岑， 2009年和科利特和克拉克，1995 ， 87-88 ， 113 ;位于Konz ， 2006年和Reunanen ，1993;澳大利亚标准，1994年和澳洲标准， 1996） 。 而不是什么样的信息，他们需要提供优化的安全和遵守其法律义务给予认真思考，以及如何有效地传达出这样的信息，许多企业只是增加了一点安全信息，其一般操作员手册或指令，或连接小字或罗嗦标签或标记，以机械。这些信息并没有反映出良好的安全实践，为信息往往是有限的内容或很难找到，阅读和理解。这里又存在一个强大的符合其中发现机器指令通常包含足够的安全信息，这些信息加入到一般操作人员的指令，以及跨机器的生命周期中提供的信息没有妥善处理使用的不同方面欧洲研究，正确的机器操作，测试或检验的故障（男孩和黎某， 2003年，第37-39页） 。 实证研究结果为危害识别，风险控制和安全信息的显著鉴于监管动向，以及政策和专业的压力，有效地解决在机械设计及施工（ Kletz ， 1998年， Manuele ， 1999年， Manuele ， 2008年， NOHSC 2002年安全，安全工作澳大利亚，2012年和舒尔特等， 2008） 。他们建议需要更大的，更有效的注重安全的机械设计和建设，以推进防止机器产生的死亡，伤害和疾病的目标。5 ，结论本文提供的机械制造商的混合性能，危害识别，风险控制和提供安全信息的实质性安全成果的经验证据，并证明了许多公司没有为上述一项实质性成果或以上表现良好。企业只有一小部分已经全面认识到危害，使用安全的地方控制为主要风险控制措施，并提供了大量的，优质的安全信息。其他公司并没有保证他们的机械的设计和建造是安全的，或未能有效地通知他们的客户和最终用户对机器的安全问题。 一个关键的问题，那么是什么形状的公司的表现？为什么有一些特殊的表现，而另一些则表现平平或较差的表现？又为什么公司进行一些实质性的安全性结果，但不是为别人表现良好？以及评估三个实质性成果表现本研究考察的因素和流程，内部和外部制造企业，影响他们的表现。从广义上讲两个主要元素塑造和差异化的公司的表现。其中第一项是该公司提供与理由及理据采取或不采取预防性措施的激励因素。第二个要素是知识的机械安全事宜，而同样重要的是，如何认识是在企业和它们与外部参与者交互的业务构成。性能这些因素将审查在随后的出版物。致谢：笔者要感谢参加此项研究的制造企业。参考文献 ASCC ，2006 。指导安全设计的原则工作。澳大利亚安全和赔偿委员会，澳大利亚政府，堪培拉。 Atherley 1975，G. 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