安全工程师考试《案例分析》练习(15)

1、平安工程师考试?案例分析?练习 15相关知识】一、产品的失效过程可分为以下 3 个阶段：1早期故障期。产品在使用初期，由于材质、设计、制造、安装及调整等 环节造成的缺陷，或检验疏忽等原因存在的固有缺陷陆续暴露出来，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，是产品的工作期。这时发生的故障是随机的，是 偶然原因引起应力增加，当应力超过设计规定的额定值时，就可能发生故障。3磨损故障期。这个时期的故障迅速上升，因为产品经长期使用后，由

2、于 磨损和老化，大局部零组部件将接近或到达固有寿命期，所以故障率较高。二、人在人机系统中的主要功能： 1传感功能。 通过人体感觉器官的看、 听、摸等感知外界环境的刺激信息， 如物体、事件、机器、显示器、环境或工作过程等，将这些刺激信息作为输入传 递给人的中枢神经。 2信息处理功能。大脑对感知的信息进行检索、加工、判断、评价，然后 做出决策。 3操纵功能。将信息处理的结果作为指令，指挥人的行动，即人对外界的 刺激作出反响， 如操纵控制器、 使用工具、处理材料等， 最后到达人的预期目的， 如机器被开动运转、零件被加工成形、机器的故障已被排除、缺陷零件已被修复 或者更换等。三、人机特性的比拟人优于机

3、器的能力主要有：信号检测、图像识别、灵活性、随机应变、归纳、 推理、判断、创造性等；机器优于人的能力主要有反响、操作速度快，精确性高，输出功率大，耐久 力强，重复性好，短期记忆，能同时完成多种操作、演绎推理以及能在恶劣环境 下工作等。四、人机功能分配原那么根据人机特性的比拟，为了充分发挥各自的优点，人机功能合理分配的原那么 应该是：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、规律性的、单调的、 高价运算的、操作复杂的、环境条件差的工作，适合于机器来做； 而研究、创造、 决策、指令和程序的编排、检查、维修、故障处理及应付不测等工作，适合于人 来承当。五、机械设备结构可靠性设计要点一确定零件合理

4、的平安系数平安系数是指零件在理论上计算的承载能力与实际所能承当的负荷之比值。确定平安系数时应考虑以下几个因素： 1环境条件的影响如温度、湿度、冲击、振动等； 2使用中发生超负荷或误操作时的后果； 3为提高平安系数所付出的经济代价是否合算等。平安系数的提高应通过优化结构设计来到达，而不是简单地通过增加构件尺 寸、增加重量或增加费用等方法来实现。二贮备设计冗余设计贮备设计是指将假设干功能相同的零组部件作为备用机构，当其中某个零组部 件出现故障时，备用机构马上启开工作，使机器仍能保持正常工作。例如，滚动 轴承中的双排滚珠，当其中一排损坏时，另一排仍可以维持正常工作。采用贮备设计的产品，一般是有剧毒的

5、化工设备、故障率较高的设备、流水 生产线上的关键设备或一旦出现事故损失较大的设备。贮备设计的目的在于提高可靠性，如果盲目采用，或设计不当将会因增加体 积、重量和费用而导致相反的效果。三耐环境设计在产品设计时要考虑环境条件的影响，应进行耐机械应力振动、冲击等 设计和抗气候条件高温、低温、潮湿、雨淋、日晒、风化、腐蚀等设计。设 计时就应预计产品实际使用的环境条件，并采取相应的耐环境措施。为此，在设 计、试制阶段要进行实验室模拟或现场作预计环境条件下的可靠性试验，如耐久 性试验、寿命试验、环境试验、可靠性测定和可靠性验证等试验。四简单化和标准化设计产品简单化和标准化是提高可靠性的关键，即产品在满足功

6、能要求的前提下， 其结构越简单越好，因为这时零件数少了，发生故障的时机就少了。在简单化和标准化设计中应注意如下几点：1应防止单纯追求高水平及复杂化，尽量选用标准件。2要处理好极限设计，设计时应考虑并保证产品在各种恶劣条件下工作的 可靠性，可以通过保险机构、连锁机构等平安装置或平安措施来解决。五提高结合部的可靠性机械产品都是由假设干零部件组成，故零部件间的结合部位很多。结合部位的 配合性质有相对静止的，也有相对运动的，还有要求密封的，所以相应的有各种 连接方式，如有螺栓螺母连接、焊接连接、销子或键连接、齿轮齿条连接、滑板 与导轨连接或主轴与轴承连接以及法兰、密封圈与转轴或箱体连接等。这些结合 部

7、位的故障率一般都比拟高，所以极易诱发其他故障的发生。为此，在可靠性设 计时应特别注意设法提高结合部位的可靠度，即保证结合部的连接强度、刚度及 配合精度和密封要求等。六结构平安设计在结构设计时，要做到结构合理，从根本上消除危险与有害因素，使操作者 彻底从危险部位或危险状态下解脱出来，是提高产品可靠性和平安性的根本出 路。例如，铁路上两节车厢之间的联接器，传统的方法用的是连杆插销联接器， 工人在脱开或连接两节车厢时，必须接近两节车厢之间进行拔出或插入销子的操 作，这时工人就处于可能被两节车厢撞击或挤伤的危险部位中，随时都可能被撞 伤。而现在使用的车辆自动联接器，不需工人到两节车厢之间直接操作，而是

8、利 用低速相碰触自动连接。因为铲除了危险因素，当然也就不会发生被车厢撞伤的 事故了。七设置齐全的平安装置作为可靠性较高的现代化机械设备，已具备也必须具备必要的平安装置，以 便用来防止超载、超行程、超温、超压、误操作、误接触、外部环境突变如停 电、停气等而引起的事故以及限制事故的扩大。一般都是通过在线监测仪器及 时捕捉异常信号的变化，当超立即发出警报信号、故障显示或自动停机等。这是 设计、制造部门应完成的任务，绝不应把危险与有害因素等事故隐患留给用户。八人机界面设计人机界面是人与机器交换信息的环节，如果人机界面设计不当，人与机器相接触造成能量逸出，将直接会导致事故发生。所以在人机界面设计时，即人机工 程设计时，必须考虑人的生理、心理因素，考虑人机协调关系，如