安全人机工程学第5章 机的特性与可靠性ppt课件

1、5.1 机械的分类及根本构造机械的分类及根本构造5.2 机械的危害要素及平安特性机械的危害要素及平安特性5.3 机械设备的可靠性机械设备的可靠性5.4 实例：手持电开工具实例：手持电开工具学习目的学习目的了解机械的根本构造，掌握机械损伤了解机械的根本构造，掌握机械损伤的危害要素和平安特点；的危害要素和平安特点；了解机械零部件的失效方式，机械设了解机械零部件的失效方式，机械设备可靠性的计算；备可靠性的计算；了解手持电开工具的设计。了解手持电开工具的设计。5.15.1机械的分类及根本构造自学机械的分类及根本构造自学5.25.2机械的危害要素及平安特性自学机械的危害要素及平安特性自学5.3.1 5.

2、3.1 零部件的失效与分析零部件的失效与分析1.1.零部件磨损零部件磨损正常运转过程中，零部件的磨损过程可分为三个阶正常运转过程中，零部件的磨损过程可分为三个阶段。段。1 1阶段阶段磨合阶段跑合。磨合阶段跑合。2 2阶段阶段稳定磨损阶段。稳定磨损阶段。3 3阶段阶段事故磨损阶段急剧磨损。事故磨损阶段急剧磨损。2. 2. 零部件变形零部件变形1)1)变形的缘由变形的缘由1 1外载荷。外载荷。2 2温度。温度。3 3内应力。内应力。4 4资料构造缺陷。例如缩孔、气孔、裂纹等。资料构造缺陷。例如缩孔、气孔、裂纹等。2 2变形的防止措施变形的防止措施1 1设计方面。设计方面。2 2加工制造方面。加工制

3、造方面。3 3修缮方面。修缮方面。4 4设备运用方面。设备运用方面。5.3.2 5.3.2 机械设备的可靠性机械设备的可靠性机器设备的可靠性是指机器、部件、零件在规定条件下和规定时间内完机器设备的可靠性是指机器、部件、零件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的才干。规定条件包括运用条件、维护条件、环境条件、储成规定功能的才干。规定条件包括运用条件、维护条件、环境条件、储存条件和任务方式等。存条件和任务方式等。1可靠度及可靠度函数可靠度及可靠度函数 可靠度是在规定时间和条件内，机器设备或部件可靠度是在规定时间和条件内，机器设备或部件能完胜利能的概率，是时间的函数，就概率而言，可能完胜利能的概率，

4、是时间的函数，就概率而言，可靠度是累积分布函数，它表示在该时间内胜利完胜利靠度是累积分布函数，它表示在该时间内胜利完胜利能的机器或部件占全部任务的机器或部件的百分数。能的机器或部件占全部任务的机器或部件的百分数。 R(t)=P(Tt) T产品缺点前的任务时间；产品缺点前的任务时间；t规定时间。规定时间。 Rt=Nn(t)/N=1 n(t) /N N在在t=0时，在规定条件下进展任务的产品数；时，在规定条件下进展任务的产品数； nt从从0到到t时辰任务时间内，失效的产品总数。时辰任务时间内，失效的产品总数。2累积缺点分布函数不可靠度累积缺点分布函数不可靠度 产品在规定的条件下和规定时间内，丧失规

5、定功能的概率，称为累积缺点概率又称不可靠度。 F(t)= P(Tt)或n(t) /N; F(t) Rt)=1(3)缺点分布密度函数缺点分布密度函数 假设假设 Ft对时间微分，即可得函数对时间微分，即可得函数ft，称为，称为缺点密度函数，即缺点密度函数，即 f(t)dF(t)/dtdR(t)/dt 即单位时间缺点频率。即单位时间缺点频率。(4)缺点率函数缺点率函数 任务到某时辰尚未发生缺点的产品，在该时辰后单位时间内发生缺点的概率，称之为产品的缺点率t。 假设t0有N，t时辰时nt缺点，Nnt个产品延续任务。假设在t时辰继续任务t时辰，t到t+t时辰，缺点数有nttnt个。 在t，t+t内的缺点

6、频率为nt/Nnt。于是产品任务到t时辰之后，每单位时间内所发生的频率即为缺点率t。)()()()()()(lim)()()(lim)(/)()()()()(limttntnttnt0000limtRtfdttRtdFttRtFttRtFttFNttnNNtnttnttnNtnttnNtttt）（）（）（）（Rt与与t的关系的关系 dttRtdF)()(t ）（dttRtdRt)()()（0( )1( )01( )( )( )ln( )( )( )tR ttott dtt dtdR tR tR tt dtR te从上面推导可知，从上面推导可知，那么有，进一步推导，进一步推导，0( )( )1t

7、t dtF te 0( )( )( )tt dtf tt e缺点率与时间的关系缺点率与时间的关系 浴盆曲线缺点率曲线浴盆曲线缺点率曲线偶发随机缺点期偶发随机缺点期耗耗损损5.4 5.4 实例实例 ：手持电开工具：手持电开工具手持电开工具是指驱动的动力是电源手持电开工具是指驱动的动力是电源如钻孔机、螺钉旋具、磨砂机、电如钻孔机、螺钉旋具、磨砂机、电锯、锯、研磨机，紧缩空气如扳钳、气压研磨机，紧缩空气如扳钳、气压铆钉铆钉机，或燃料如带有汽油发动机的机，或燃料如带有汽油发动机的链锯、链锯、切割机等的工具。切割机等的工具。运用这类手开工具会产生力量冲击或运用这类手开工具会产生力量冲击或震动，对操作员有

8、一定的影响，尤其震动，对操作员有一定的影响，尤其当作业姿态不当时，经常容易引起损当作业姿态不当时，经常容易引起损伤事故。伤事故。5.4.15.4.1手的生理构造手的生理构造5.4.2 5.4.2 手持电开工具的设计手持电开工具的设计1. 1. 设计原那么设计原那么必需有效地实现预定功能；必需有效地实现预定功能；必需与其运用者身体成适当比例，使人力作业效率最必需与其运用者身体成适当比例，使人力作业效率最高；高；必需按照作业者的力度和任务才干来设计；必需按照作业者的力度和任务才干来设计；不应引起过度疲劳；不应引起过度疲劳；它必需以一些方式向其运用者提供一些感官反响；它必需以一些方式向其运用者提供一

9、些感官反响；所需求的开发资本和维护本钱该当是合理的。所需求的开发资本和维护本钱该当是合理的。2. 2. 影响设计的生理要素影响设计的生理要素防止不协调的腕部方位。防止不协调的腕部方位。防止掌部组织受压过大。防止掌部组织受压过大。防止手指反复地动作。防止手指反复地动作。防止操作时工具夹住手掌或手指。防止操作时工具夹住手掌或手指。其他应留意的问题。其他应留意的问题。3.3.把手的设计把手的设计 1 1外形。手持工具的把手外形除了应该满足支配要求外，外形。手持工具的把手外形除了应该满足支配要求外，还应该符合手的构造、尺度及其触觉特征。还应该符合手的构造、尺度及其触觉特征。2 2直径。手持工具把手直径

10、的大小取决于用途和适用人群直径。手持工具把手直径的大小取决于用途和适用人群的统计尺寸。的统计尺寸。 3 3长度。为了扩展运用人群的范围，把手的长度通常选在长度。为了扩展运用人群的范围，把手的长度通常选在女性第女性第5 5百分位百分位71 cm71 cm和男性第和男性第9595百分位百分位97cm97cm之间。之间。4 4弯曲角度。为了保证操作时手腕处于直顺形状时，手与弯曲角度。为了保证操作时手腕处于直顺形状时，手与任务部分的弯曲角为任务部分的弯曲角为1010时，有利于操作和降低疲劳。时，有利于操作和降低疲劳。4. 4. 手持电开工具的设计手持电开工具的设计设计这类工具时，首先除了思索普通手持工具的设计要设计这类工具时，首先除了思索普通手持工具的设计要素以外，对于手柄的设计，还需求思索以下要求：素以外，对于手柄的设计，还需求思索以下要求：1 1手柄应具有良好的绝缘性和隔热性。手柄在继续握持手柄应具有良好的绝缘性和隔热性。手柄在继续握持或与身体接触的情况下，温度不应超越或与身体接触的情况下，温度不应超越3535。2 2手柄不应有突出的锐边和棱角。为了便于抓牢，手柄手柄不应有突出的锐边和棱角。为了便于抓牢，手柄外