【正文】 安全的實質(zhì)是關系問題，關系是社會物質(zhì)活動正常運轉的必要條件，同時又是實施安全的手段，因而具有很大的彈性。安全科學是有自己獨特的理論結構體系的獨立科學，是從人的安全需要出發(fā)確立的知識體系。這就要求安全工程技術人員不能就事論事，而是要從更高的認識角度，用安全系統(tǒng)的觀念和知識結構武裝頭腦，去解決機械系統(tǒng)的安全問題。2．安全的局部認識階段　 工業(yè)革命以后，特別是動力（例如蒸汽機）的發(fā)明和廣泛使用，大量的機器代替手用工具。但勞動者在使用機器過程中受到的危害大大增加，為了生產(chǎn)不得不考慮安全問題。也就是說，解決問題的對象還是機械，這里強調(diào)的是解決問題的人的認識角度和思維方法的轉變。安全科學學科的發(fā)展主要集中在學科基本理論、思維邏輯和價值取向等幾個方面。安全系統(tǒng)的三個要素在表現(xiàn)形式上有不同的特點，獨立存在、互不可取代、構成缺一不可的安全系統(tǒng)整體。第二節(jié) 機械的組成規(guī)律與機械的狀態(tài)一、機械的組成規(guī)律機器的種類繁多，形狀大小差別很大，應用目的也各不相同。3．傳動機構　 傳動機構是用來將原動機和工作機構聯(lián)系起來，傳遞運動和力（力矩），或改變運動形式的機構。人通過操縱器來控制機器；顯示器可以把機器的運行情況適時反饋給人，以便及時、準確地控制和調(diào)整機器的狀態(tài)，以保證作業(yè)任務的順利進行并防止事故發(fā)生。二、機械在各種狀態(tài)的安全問題1．正常工作狀態(tài)　 在機器完好的情況下，機器完成預定功能的正常運轉過程中，存在著各種不可避免的但卻是執(zhí)行預定功能所必須具備的運動要素，有些可能產(chǎn)生危害后果。而故障對安全的影響可能會有兩種結果。例如，攀高、鉆坑、將安全裝置短路、進入正常操作不允許進入的危險區(qū)等，使維護或修理容易出現(xiàn)在正常操作不存在的危險。另外，移動式支承裝置的安全防護較固定式更應引起注意。因此，必須把人、機、環(huán)境這個機械加工系統(tǒng)作為一個整體研究對象，用安全系統(tǒng)的觀點和方法，識別和描述機械在使用過程中可能產(chǎn)生的各種危險、危險狀態(tài)以及預測可能發(fā)生的危險事件，為機器的安全設計以及制定有關機械安全標準和對機械系統(tǒng)進行安全風險評價提供依據(jù)。這是前蘇聯(lián)標準規(guī)定的分類方法。（4）生理心理性危險和有害的因素。實際上在很多情況下，同一危險因素由于物理量不同，作用的時間和空間不同，有時導致人身傷害，有時引起職業(yè)病，有時甚至二者兼有，硬要人為地將同一危險因素時而視為危險因素，時而視為有害因素，反而會造成認識混亂，不利于危險因素的識別和風險的分析評價?！?（3）高溫引起的燃燒或爆炸。 5．振動危險　 振動對人體可造成生理和心理的影響，造成損傷和病變。8．未履行安全人機學原則而產(chǎn)生的危險　 由于機械設計或環(huán)境條件不符合安全人機學原則的要求，存在與人的生理或心理特征、能力不協(xié)調(diào)之處，可能會產(chǎn)生以下危險：　 （1）對生理的影響?！?動能是物體由于作機械運動而具有的能量，平均物體的動能等于1/2mv2（m為物體的質(zhì)量；V為物體的速度）；轉動物體的動能等于1/2Jω2（平方）（J為物體的轉動慣量；ω為物體的轉動角速度）。　 （5）機械強度不夠：零件、構件的斷裂或垮塌。直線運動有橫向運動（例如，大型機床的移動工作臺、牛頭刨床的滑枕、運轉中的帶鏈等部件的運動）和垂直運動（例如，剪切機的壓料裝置和刀片、壓力機的滑塊、大型機床的升降臺等部件的運動）。例如，高處掉下的零件、工具或其他物體（哪怕是很小的）；懸掛物體的吊掛零件破壞或夾具夾持不牢引起物體墜落；由于質(zhì)量分布不均衡，重心不穩(wěn)，在外力作用下發(fā)生傾翻、滾落；運動部件運行超行程脫軌導致的傷害等。假如由于跌倒引起二次傷害，那么后果將會更嚴重。物的不安全狀態(tài)構成生產(chǎn)中的客觀安全隱患和風險。缺乏安全意識和安全技能差（即安全素質(zhì)低下）是引發(fā)事故的主要的人的原因。1．足夠的抗破壞能力、良好的可靠性和對環(huán)境的適應性?。?）合理的機械結構型式。傳統(tǒng)機械設計只按產(chǎn)品的性能指標進行設計，而可靠性設計除要保證性能指標外，還要保證產(chǎn)品的可靠性指標，即產(chǎn)品的無故障性、耐久性、維修性、可用性和經(jīng)濟性等，可靠性是體現(xiàn)產(chǎn)品耐用和可靠程度的一種性能，與安全有直接關系。有可燃氣體、液體、蒸氣、粉塵或其他易燃易爆或發(fā)火性物質(zhì)的機械生產(chǎn)設備，應在設計時考慮防止跑、冒、滴、漏，根據(jù)具體情況配置監(jiān)測報警、防爆泄壓裝置及消防安全設施，避免或消除摩擦撞擊、電火花和靜電積聚等，防止由此造成的火災或爆炸危險。其目的是保證人能安全、準確、高效、舒適地工作，減少差錯，避免危險。為了避免或減少維修傷害事故，應在控制系統(tǒng)設置維修操作模式；從檢查和維修角度，在結構設計上考慮內(nèi)部零件的可接近性；必要時，應隨設備提供專用檢查、維修工具或裝置；在較笨重的零部件上，還應考慮方便吊裝的設計。直接安全技術措施不能或不完全能實現(xiàn)安全時，必須在生產(chǎn)設備總體設計階段設計出一種或多種專門用來保證人員安全的裝置，也稱為間接安全技術措施。使用個人勞動保護用品時應注意：?、俑鶕?jù)接觸危險能量的作業(yè)類別和可能出現(xiàn)的傷害，按規(guī)定正確選配。?、谧鳂I(yè)場地不得過于狹小，工、卡、量具應按規(guī)定擺放，原材料、成品、半成品應堆放整齊、平穩(wěn)，防止坍塌或滑落。 1．采用本質(zhì)安全技術　 本質(zhì)安全技術，是指利用該技術進行機器預定功能的設計和制造，不需要采用其他安全防護措施，就可以在預定條件下執(zhí)行機器的預定功能時滿足機器自身安全的要求。機械的安全距離包括兩類距離要求： 　 ①防止可及危險部位的最小安全距離。例如，將操縱力限制到最低值，使操作件不會因破壞而產(chǎn)生機械危險；限制運動件的質(zhì)量或速度，以減小運動件的動能；限制噪聲和振動等。通過在傳動鏈預先采用薄弱環(huán)節(jié)預防超載（例如，采用易熔塞、限壓閥、斷路器等限制應力），避免主要受力件因超載而被破壞。材料的力學特性，如抗拉強度、抗剪強度、沖擊韌性、屈服極限等，應能滿足執(zhí)行預定功能的載荷作用的要求。5．設計控制系統(tǒng)的安全原則　 機械在使用過程中，典型的危險工況有：意外啟動；速度變化失控；運動不能停止；運動機器零件或工件掉下飛出；安全裝置的功能受阻等。這是指部件或系統(tǒng)主要失效模式是預先已知的，而且只要失效總是這些部件或系統(tǒng)，這樣可以事先針對其失效模式采取相應的預防措施?？赡艿脑?，應采用故障檢驗系統(tǒng)來檢查由于改變程序而引起的差錯。選擇器的每個位置都應相應于單一操作或控制模式。7．預防電的危險　 電的安全是機械安全的重要組成部分，機器中電氣部分應符合有關電氣安全標準的要求?！?（3）規(guī)定的功能。在比較危險的崗位或被迫以機器特定的節(jié)奏連續(xù)參與的生產(chǎn)過程，使用機器人或機械手代替人的操作，使得工作條件不斷改善。特別是對一些危險性較大的機械設備以及事故頻繁發(fā)生的機器部位，更要進行專門的研究。　 （2）安全裝置?！?（3）裝置表面應光滑、無尖棱利角，不增加任何附加危險，不應成為新的危險源。安全防護裝置應與機器的工作環(huán)境相適應而不易損壞，并對機器使用期間各種模式的操作（如設定、示教、查找故障、維修、清理等）產(chǎn)生的干擾最小。　 第八，運動中可能松脫的零部件必須采取有效措施加以緊固，防止由于啟動、制動、沖擊、振動而引起松動?！?（2）活動式防護裝置。3．防護裝置的安全技術要求　 （1）固定防護裝置應該用永久固定（通過焊接等）方式或借助緊固件（螺釘、螺栓、螺母等）固定方式，將其固定在所需的地方，若不用工具就不能使其移動或打開。1．安全裝置的技術特征　 （1）安全裝置零部件的可靠性應作為其安全功能的基礎，在一定使用期限內(nèi)不會因零部件失效而使安全裝置喪失主要安全功能。這是防止機器零部件在特定條件下（一般只要防護裝置不關閉）運轉的裝置。只有兩手同時對操縱器作用，才能啟動并保持機器或機器的一部分運轉。這是防止機器或機器要素超過設計限度（如空間限度、速度限度、壓力限度等）的裝置。1．機械正常運行期間操作者不需要進入危險區(qū)的場合　 操作者不需要進入危險區(qū)的場合，應優(yōu)先考慮選用固定式防護裝置，包括進料、取料裝置，輔助工作臺，適當高度的柵欄及通道防護裝置等。1．忽略安全人機學可能產(chǎn)生的危險　 （1）由于生理影響產(chǎn)生的危險。在機械的整體設計階段，要分析、比較人和機的各自特性，合理分配人機功能。　 （4）作業(yè)空間的布置。1．使用信息的一般要求　 （1）明確機器的預定用途。該過程包括運輸、交付試驗運轉（裝配、安裝和調(diào)整）、使用（設定、示教或過程轉換、運轉、清理、查找故障和機器維修），如果需要的話還應包括解除指令、拆卸和報廢處理在內(nèi)的所有過程，都應提供必要的信息。提示操作要求的信息應采用簡潔形式長期固定在所需的機器部位附近，顯示狀態(tài)的信息應與機器運行同步出現(xiàn)，警告超載的信息應在接近額定值時提前發(fā)出，危險緊急狀態(tài)的信息應及時，持續(xù)的時間應與危險存在的時間一致，信號的消失應隨危險狀態(tài)而定。一、標 志標志也稱標識、標記。對于機械上對安全有重要影響的、易損壞的零件（如鋼絲虬砂輪等）必須有性能參數(shù)標記。 三．標志應滿足的要求　 （1）含義明確無誤。不宜設在門、窗、架或可移動的物體上。 　 （3）有關勞動安全衛(wèi)生方面的信息：機器工作的負載圖表（尤其是安全功能圖解表示）；產(chǎn)生的噪聲、振動數(shù)據(jù)和由機器發(fā)出的射線、氣體、蒸氣及粉塵等數(shù)據(jù)；所用的消防裝置型式；環(huán)境保護信息；證明機器符合有關強制性安全標準要求的正式證明文件?！?（3）多種信息形式。世界上所有工業(yè)發(fā)達國家都非常重視產(chǎn)品的安全衛(wèi)生問題，涉及安全衛(wèi)生、環(huán)境保護的標準要求強制執(zhí)行。表示機械安全各類標準的組成及其相互關系的體系結構框圖如圖22所示：　 　 　 　 　 圖22 機械安全標準體系　 保證人體的安全與健康是我們國家的一貫政策，國家標準化法明確規(guī)定：人身、財產(chǎn)安全的標準為強制性標準。 進行風險評價的目的是為了根據(jù)現(xiàn)實的各種約束，提出合理可行的消除危險或減小風險的安全措施，幫助工程技術人員設計、制造出安全的機器產(chǎn)品提供給市場，在機器的使用階段最大限度地保護操作者，使機械系統(tǒng)達到可接受的最高安全水平。據(jù)不完全統(tǒng)計，到1994年底，已有各類機械安全標準118個，對我國的生產(chǎn)安全工作起到了積極的推動作用。世界各國尤其是工業(yè)發(fā)達國家，都形成了較嚴格而完備的法規(guī)，如美國、日本、俄羅斯等國，都十分重視機械產(chǎn)品標準化工作，有關設備設計方面的安全衛(wèi)生標準已系列化。伴隨的文字說明不應與插圖和表格分離，采用字體的型式和大小應盡可能保證最好的清晰度，安全警告應使用相應的顏色、符號并加以強調(diào)，如急停手動操縱器用紅色，以便引起注意并能迅速識別。 　 （5）維修信息：檢查的性質(zhì)和頻次；需要具有專門技術知識或特殊技能的維修人員或?qū)＜覉?zhí)行維修的說明；可由操作者進行維修的說明；提供便于維修人員執(zhí)行維修任務（尤其是查找故障）的圖樣和圖表；關于停止使用、拆卸和由于安全原因而報廢的信息等。直接印在機器上的信息標志應牢固，在機器的整個壽命期內(nèi)都應保持顏色鮮明、清晰、持久?！?（2）內(nèi)容具體且有針對性。安全標志的用途很廣，如用于安全標志牌、交通標志牌、防護欄桿、機器上不準亂動的部位、緊急停止按鈕、裸露齒輪的側面、機械安全罩的內(nèi)面、安全帽、起重機的吊鉤滑輪架和支腿、行車道中線、坑池周圍的警戒線、有碰撞可能的柱子或電線桿、梯子或樓梯的第一和最后的階梯以及信號旗等。1．性能參數(shù)標志　 （1）機器標志（標牌）。對于簡單機器，一般只需提供有關標志和使用操作說明書；對于結構復雜的機器，特別是有一些危險性的大型設備，除了各種安全標志和使用說明書（或操作手冊）外，還應配備有關負載安全的圖表、運行狀態(tài)信號，必要時應提供報警裝置等?！?（5）使用信息不可用于彌補設計缺陷。使用信息中應要求使用者按規(guī)定方法合理地使用機器，說明安全使用的程序和操作模式。它對操作者的心理和行為可產(chǎn)生直接影響。隨著微電子技術的發(fā)展，人機功能分配出現(xiàn)向機器轉移，人從直接勞動者向監(jiān)控或監(jiān)視轉變的趨勢，向安全化生產(chǎn)邁進。　 （2）由于心理生理影響產(chǎn)生的危險。3．對非運行狀態(tài)等其他作業(yè)期間需進入危險區(qū)的場合　 對于機器的設定、示教、過程轉換、查找故障、清理或維修等作業(yè)，防護裝置必須移開或拆除，或安全裝置功能受到抑制，可采用手動控制模式、止動操縱裝置或雙手操縱裝置、點動有限運動操縱裝置等。只允許機器零部件在有限的行程內(nèi)動作。當人或人體的某一部分超越安全限度，就使機器或其零部件停止運轉（或保證其他安全狀態(tài)）的裝置?！?（2）使動裝置。　 （3）安全裝置具有重新啟動的功能，即當安全裝置動作第一次停機后，只有再次重新啟動，機器才能開始工作。　 （3）活動防護裝置或防護裝置的活動體打開時，盡可能與防護的機械借助鉸鏈或?qū)ф湵３诌B接，防止挪開的防護裝置或活動體丟失或難以復原。常見的有可調(diào)式和聯(lián)鎖式防護裝置。按使用方式可分為固定式和活動式兩種。緊急停機裝置的標識必須清晰、易識別，并可迅速接近其裝置，使危險過程立即停止并不產(chǎn)生附加風險?！?第二，以操作人員所站立的平面為基準，凡高度在2m以上，有物料傳輸裝置、皮帶傳動裝置以及在施工機械施工處的下方，應設置防護?！?（5）滿足安全距離的要求，使人體各部位（特別是手或腳）無法接觸危險。 2．安全防護裝置的一般要求　 安全功能是安全防護裝置的基本功能，也就是說，安全防護裝置出現(xiàn)故障會立即增加損傷或危害健康的風險。防護裝置和安全裝置有時也統(tǒng)稱為安全防護裝置。裝卸機械化可通過工件的送進滑道、手動分度工作臺等措施實現(xiàn)；搬運的自動化可通過采用工業(yè)機器人、機械手、自動送料裝置等實現(xiàn)。　 可靠性應作為安全功能完備性的基礎，這一原則適用于機器的零部件及機械各組成部分。四、減少或限制操作者涉入危險區(qū)的需要1．設備的可靠性　 可靠性是指機器或其零部件在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定期限內(nèi)執(zhí)行規(guī)定的功能而不出現(xiàn)故障的能力。對于必須移開或拆除防護裝置，或使安全裝置的功能受到抑制才能進行的操作（如設定、示教、過程轉換、查找故障、清理或維修等），為保證操作者的安全，必須使自動控制模式無效，采用操作者伸手可達的手動控制模式（如止動、點動或雙手操縱裝置），或在加強安全條件下（如降低速度、減小動力或其他適當措施）才允許危險元件運轉并盡可能限制接近危險區(qū)?！?②停機操縱器應位于對應的每個啟動操縱器附近?？刂葡到y(tǒng)的關鍵零部件，可以通過備份的方法，當一個零