【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 即使當(dāng)操作人員發(fā)生誤操作時(shí)，設(shè)備也能夠使其不按規(guī)定程序操作就不能動(dòng)作，就是動(dòng)作了也不會(huì)造成傷害事故。這也是較為理想的安全措施。3．使設(shè)備具有完善的自我保護(hù)功能設(shè)備的自我保護(hù)功能是指當(dāng)設(shè)備的某一部分出現(xiàn)故障時(shí)，其余部分能自動(dòng)脫離該故障部分并安全地轉(zhuǎn)移到備用部分或停球運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警并且做到在故障未被排除之前不會(huì)蔓延和擴(kuò)大，達(dá)到安全的目的。三、符合安全人機(jī)工程學(xué)的準(zhǔn)則和職業(yè)健康要求設(shè)計(jì)者要考慮下面的幾個(gè)因素，使人的疲勞降低到最小的程度。①正確地布置各種控制操作裝置。②正確地選擇工作平臺(tái)的位置及高度。③ 盡量提供合適的工作座椅。④ 出入作業(yè)地點(diǎn)要方便。設(shè)備在整個(gè)使用期內(nèi)不得排放超過(guò)規(guī)定的各種有害物質(zhì)，如果不能消除有害物質(zhì)的排放，必須配備處理有害物質(zhì)的裝置或設(shè)施。四、按考慮設(shè)備安全措施的原則和設(shè)計(jì)程序進(jìn)行安全設(shè)計(jì)1．設(shè)備安全措施①消除產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因。②減少或消除接觸設(shè)備的危險(xiǎn)部件的需求。③使人難以接近設(shè)備的危險(xiǎn)部位（或提供安全裝置，使得接近這些部位不會(huì)導(dǎo)致傷害）。④提供保護(hù)裝置或者防護(hù)服。上述措施是依次序給出的，這些措施也可以結(jié)合起來(lái)使用。2．安全設(shè)計(jì)的程序①首先要考慮設(shè)備的本質(zhì)安全在設(shè)計(jì)中消除危險(xiǎn)的部件或使人不能接觸到危險(xiǎn)的部件，減少在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)處理工作的需求，提供自動(dòng)反饋設(shè)備并使運(yùn)動(dòng)的部件處于密封狀態(tài)之中等。②對(duì)控制裝置進(jìn)行選擇在設(shè)計(jì)控制裝置、選用控制開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)遵守下面的要求：a．位置應(yīng)該正確；b．類型要合適；c．方向要合理（操作裝置的運(yùn)動(dòng)方向與設(shè)備的運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)）；d．可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)的方向來(lái)加以識(shí)別；e．具有明顯的識(shí)別特性（大小、顏色、感覺(jué)等人③考慮設(shè)備的失效安全設(shè)計(jì)者應(yīng)該保證當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不出危險(xiǎn)。④考慮維護(hù)及隔離方法。設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮到對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和清理時(shí)的操作安全問(wèn)題。⑤定位安全。把設(shè)備的部件安置到不可能觸及的地點(diǎn)，稱為通過(guò)定位達(dá)到安全。⑥設(shè)備布置在車間中，合理的設(shè)備布局形式可以使事物明顯減少。安全的布置要考慮如下的因素。a．空間。便于操作、管理、維護(hù)、調(diào)試和清潔。b．照明。包括工作場(chǎng)所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止炫目）和為操作設(shè)備而特設(shè)的照明。C．管、線布置。不要妨礙在設(shè)備附近的安全出入，避免磕絆，有足夠的上部空間。d、維護(hù)時(shí)的出入安全。第二節(jié) 設(shè)備安全設(shè)計(jì)的方法 一、直接安全設(shè)計(jì)法（1）安全存在原理要使得組成設(shè)備系統(tǒng)的各零件和零件之間的連接在規(guī)定的載荷和時(shí)間內(nèi)完全處于安全狀態(tài)，必須滿足以下要求：構(gòu)件的受力狀態(tài)、使用時(shí)間和使用環(huán)境是清楚的。選擇的計(jì)算理論、計(jì)算方法及材料是正確和合理的。試驗(yàn)負(fù)荷要高于工作負(fù)荷。（2）有限損壞原理當(dāng)出現(xiàn)功能干擾或破壞無(wú)法避免時(shí)，不會(huì)使主要部件或整機(jī)遭到破壞。這就要求將破壞引導(dǎo)到特定的次要部位，比如采用特定的功能零件，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)，該功能零件首先破壞，從而避免整機(jī)或其他重要部位的損壞。（3）冗余配置原理為了提高可靠性，常采用重復(fù)的備用系統(tǒng)。就是除了必要的零、部件或機(jī)構(gòu)外，還額外附加一套備用的零、部件或備用機(jī)構(gòu)。當(dāng)個(gè)別零、部件或機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，能立即啟用備用部分，整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)仍能正常工作，避免事故的發(fā)生，這就是冗余配置原理。 二、間接安全設(shè)計(jì)法通過(guò)防護(hù)系統(tǒng)和保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的安全可靠。防護(hù)系統(tǒng)和保護(hù)裝置應(yīng)能夠在設(shè)備出現(xiàn)危險(xiǎn)或超負(fù)荷工作時(shí)，自動(dòng)脫離危險(xiǎn)狀態(tài)。例如，液壓回路中設(shè)置的安全閥就是間接安全設(shè)計(jì)法的具體體現(xiàn)。為了避免液壓系統(tǒng)和其控制的設(shè)備因過(guò)采而引起事故，正常情況下，安全問(wèn)是關(guān)閉的，只有負(fù)載超過(guò)規(guī)定的極限時(shí)才開(kāi)啟，將過(guò)載的壓力泄放，從而起到安全保護(hù)作用。因此，安全閥的調(diào)定壓力應(yīng)該比系統(tǒng)最高工作壓力高一些。再如汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的離合器，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)超負(fù)荷，其主動(dòng)部分和從動(dòng)部分產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)起到過(guò)載保護(hù)作用。 三、提示性安全設(shè)計(jì)法在事故或危險(xiǎn)出現(xiàn)以前，通過(guò)指示燈閃亮、警鈴發(fā)出警報(bào)聲等聲光信息提醒人們注意，以便使用者及時(shí)停止設(shè)備的工作，排除故障。提示性安全設(shè)計(jì)法一般只是在由于技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)立的原因，不能采用前述兩種安全設(shè)計(jì)法而又可能出現(xiàn)不安全情況時(shí)才可以采用。在運(yùn)用此方法時(shí)，可以根據(jù)設(shè)備可能發(fā)生事故的危險(xiǎn)程度結(jié)出一級(jí)提示（如指示燈閃爍）和二級(jí)提示軟曾鈴蟬鳴）等。第三節(jié) 設(shè)備安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一、設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)（1）設(shè)備零、部件形狀和相對(duì)位置的設(shè)計(jì)（2）限制運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量和速度?？蓽p小因其動(dòng)能和慣性作用導(dǎo)致的危險(xiǎn)。（3）限制往復(fù)運(yùn)動(dòng)的設(shè)備零部件的運(yùn)動(dòng)距離和加速度避免產(chǎn)生撞擊危險(xiǎn)和沖擊危險(xiǎn)。（4）限制彈性元件的位能（包括在壓力、真空條件下氣體或液體的位能）。（5）限制操縱器的操縱力。（6）限制設(shè)備的噪聲和振動(dòng)。（7）限制設(shè)備的表面溫度。（8）合理規(guī)定和計(jì)算零件的強(qiáng)度和應(yīng)力。（9）合理選用材料。（10）采用本質(zhì)安全的技術(shù)、工藝和動(dòng)力源。（11）應(yīng)用強(qiáng)制設(shè)備作用原則。（12）遵循人類工效學(xué)原則。（13）提高設(shè)備及其零、部件的可靠性。（14）提高裝、卸和送、取料工作的設(shè)備化、自動(dòng)化程度。（15）盡量使維修、潤(rùn)滑和調(diào)整點(diǎn)位于危險(xiǎn)區(qū)之外，以減少操作者進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的必要。二、設(shè)備控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的設(shè)計(jì)由設(shè)備控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件提供的安全功能由設(shè)備控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件提供的安全功能是指由輸入信號(hào)觸發(fā)的并通過(guò)控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件處理的能使設(shè)備達(dá)到安全狀態(tài)的一種功能。典型的安全功能如下。（1）停機(jī)功能；（2）急停功能；（3）手動(dòng)重調(diào)功能；（4）啟動(dòng)和重新啟動(dòng)；（5）響應(yīng)時(shí)間當(dāng)對(duì)控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表明需要時(shí)，設(shè)計(jì)者或供應(yīng)方應(yīng)說(shuō)明響應(yīng)時(shí)間?？刂葡到y(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是設(shè)備全部響應(yīng)時(shí)間的一部分；（6）與安全有關(guān)的參數(shù)當(dāng)與安全有關(guān)的參數(shù)（例如位置、速度、溫度、壓力）偏離規(guī)定限制時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)啟用適當(dāng)措施（例如驅(qū)動(dòng)停機(jī)裝置、報(bào)警信號(hào)、報(bào)警器等）；（7）局部控制功能當(dāng)設(shè)備被局部控制時(shí)（例如通過(guò)可攜帶控制裝置、吊掛操縱板），應(yīng)做到選用的局部控制措施應(yīng)位于危險(xiǎn)區(qū)外；局部控制區(qū)外邊應(yīng)不可能引致危險(xiǎn)狀態(tài)，局部和外部控制（例如遙控）之間的切換應(yīng)不產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)；（8）動(dòng)力源的波動(dòng)、喪失和恢復(fù)當(dāng)動(dòng)力源出現(xiàn)能級(jí)超出設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍的波動(dòng)（包括能源喪失）時(shí)，控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件應(yīng)繼續(xù)提供或激發(fā)能使設(shè)備系統(tǒng)其他部分保持安全狀態(tài)的輸出；（9）抑制抑制不得導(dǎo)致任何人面臨危險(xiǎn)狀態(tài)。抑制終止對(duì)，控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的所有安全功能都應(yīng)恢復(fù)。提供抑制功能的有關(guān)安全部件的類別應(yīng)選擇得使包含的抑制功能不削弱安全所需的有關(guān)安全功能。（10）安全功能的手動(dòng)暫停當(dāng)有必要手動(dòng)暫停安全功能（例如設(shè)定、調(diào)整、維護(hù)、修理）時(shí)，應(yīng)做到在那些不允許手動(dòng)暫停的運(yùn)行模式中，提供有效而可靠的措施防止手動(dòng)暫停；在（設(shè)備）可能繼續(xù)正常運(yùn)行之前，應(yīng)恢復(fù)控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的安全功能；擔(dān)負(fù)手動(dòng)暫停的控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件應(yīng)選擇的使其遺留風(fēng)險(xiǎn)是可接受的。在故障情況下控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的設(shè)計(jì)類別的選擇由設(shè)備控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件提供的安全功能是根據(jù)對(duì)安全措施的選擇與設(shè)計(jì)程序來(lái)確定的。執(zhí)行各種安全功能的控制系統(tǒng)所有有關(guān)的安全部件都應(yīng)選擇故障工況類別，以達(dá)到預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)減小的目的。由于減小設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)可有多種方式，所以控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件的選擇與設(shè)計(jì)也有很多方式，因之其過(guò)程也是一個(gè)反復(fù)的選代過(guò)程。關(guān)于故障的考慮各種設(shè)備中一些常見(jiàn)的重大故障和失效歸納如下。（1）電氣／電子元件要考慮的一些故障和失效①短路或開(kāi)路；②在單個(gè)元件中出現(xiàn)的短路或開(kāi)路；③電磁元件的不退出或不拾起；④電動(dòng)機(jī)（如伺服電動(dòng)機(jī)）的不啟動(dòng)或不停機(jī)；⑤運(yùn)動(dòng)元件的設(shè)備鎖緊；固定元件（如位置開(kāi)關(guān)）的松動(dòng)或位移；⑥模擬元件，如電阻器、電容器、晶體管的漂移超過(guò)允許值；⑦集成元件（不穩(wěn)定的）輸出信號(hào)的振蕩；⑧復(fù)雜集成元件（如微處理器、可編程電子系統(tǒng)應(yīng)用特定集成電路）的整體功能或部分功能喪失（最壞的工況情況）；（2）液壓和氣動(dòng)元件要考慮的一些故障和失效①運(yùn)動(dòng)元件不切換或不完全切換；②運(yùn)動(dòng)元件的原始控制位置漂移；③泄露及其流量變化；④在使用伺服閡和比例閥的情況下控制特性不穩(wěn)定；⑤壓力損失或管道爆裂；⑥過(guò)濾元件阻塞（尤其是由固體物質(zhì)引起）。⑦壓力和（或）流量不正常；⑧在使用傳感器如壓力開(kāi)關(guān)的情況下輸入或輸出信號(hào)特性失效或異常變化。（3）設(shè)備元件要考慮的故障和失效①?gòu)椈蓴嗔?；②?dǎo)向運(yùn)動(dòng)件不靈活或阻滯；③連接處不牢固；④磨損；⑤錯(cuò)位；⑥環(huán)境影響。第四節(jié) 設(shè)備安全設(shè)計(jì)的基本要求一、基本要求1．生產(chǎn)設(shè)備及其零、部件，必須有足夠的強(qiáng)度、風(fēng)度和穩(wěn)定性。2．在使用過(guò)程中，生產(chǎn)設(shè)備不得排放超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有在物質(zhì)。3．設(shè)備設(shè)計(jì)必須符合安全人機(jī)工程學(xué)的原則。4．生產(chǎn)設(shè)備的安全要采用一定措施來(lái)保證。5．設(shè)備設(shè)計(jì)，應(yīng)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。6．設(shè)備在整個(gè)使用期限內(nèi)應(yīng)符合安全衛(wèi)生要求。二、主要結(jié)構(gòu)要求外形設(shè)備的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量平整光滑，避免尖銳的角和棱。加工區(qū)（工作區(qū)）指被加工工件放置在設(shè)備加工的區(qū)域，凡加工區(qū)易發(fā)生傷害事故的設(shè)備，應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。防護(hù)措施應(yīng)保證設(shè)備的工作狀態(tài)下防止操作人員的身體任一部分進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，或進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)時(shí)保證設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn)（行）或作緊急制動(dòng)。運(yùn)動(dòng)部件（1）凡易造成傷害事故的運(yùn)動(dòng)部件均應(yīng)封閉或屏蔽，或采取其他避免操作人員接觸的防護(hù)措施。（2）以操作人員所站平面為基準(zhǔn)，凡高度在2m以內(nèi)的各種傳動(dòng)裝置必須設(shè)防裝置，高度在2m以上的物料輸送裝置和皮帶傳動(dòng)裝置應(yīng)設(shè)防裝置。（3）為避免擠壓傷害，直線運(yùn)動(dòng)部件之間或直線運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件包括墻、柱之間的距離，必須符合GB12256—90《設(shè)備防護(hù)安全距離》有關(guān)條款的規(guī)定。避免擠壓的傷害安全距離為S△,設(shè)備設(shè)計(jì)保證不該通過(guò)的身體部位不能通過(guò).(4)設(shè)備根據(jù)需要應(yīng)設(shè)置的可靠限位裝置.(5)設(shè)備必須對(duì)可能因超負(fù)荷發(fā)生損壞的部件設(shè)置超負(fù)荷保險(xiǎn)裝置.(6)高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)部件就應(yīng)行必要的靜平衡或動(dòng)平衡試驗(yàn).(7)有慣性沖撞的運(yùn)動(dòng)部件必須采取可靠的緩沖措施,防止因慣性而造成的傷害事故.工作位置(1)設(shè)備的工作位置應(yīng)安全可靠,并應(yīng)保證操作人員的頭、手、臂、腿、腳有合乎心理和生理要求的足夠活動(dòng)空間。（2）加工設(shè)備的工作面高度應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)的要求。工作面度是指操作人員所站立的平面與操作人員在操作中手或前臂的平面之間的距離。（3）設(shè)備優(yōu)先采用便于調(diào)節(jié)的工作座椅，以增加操作人員的舒適性并便于操作。工作座椅的要求可靠參GB12266—90的規(guī)定。（4）設(shè)備的工作位置應(yīng)保證操作人員的安全，平臺(tái)和通道必須防滑，必要時(shí)設(shè)置踏板和欄桿，平臺(tái)和欄桿必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《固定式工業(yè)防護(hù)欄桿》和《固定式工業(yè)鋼平臺(tái)》的要求。緊急停車裝置（1）設(shè)備如發(fā)生下列情況，必須配置緊急停車裝置：①當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，不能迅速通過(guò)控制開(kāi)關(guān)來(lái)停止設(shè)備運(yùn)行，終止危險(xiǎn)；②不能通過(guò)一個(gè)總開(kāi)關(guān)，迅速中斷若干個(gè)能造成危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)單元；③由于切斷某個(gè)可能出現(xiàn)其他危險(xiǎn)；④在控制臺(tái)不能看到所控制的全部。（2）需要設(shè)置緊急停車裝置的設(shè)備應(yīng)在每個(gè)操作位置和需要的地方都設(shè)置緊急停車裝置。噪聲等。設(shè)備的噪聲應(yīng)低于85dB（A）。三、控制機(jī)構(gòu)的要求1．一般要求（1）設(shè)備應(yīng)設(shè)有防止意外啟動(dòng)而造成危險(xiǎn)的保護(hù)裝置，如腳踏開(kāi)關(guān)的防護(hù)罩。（2）控制線路應(yīng)保證線路損壞后也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。（3）自動(dòng)或半自動(dòng)系統(tǒng)，必須在功能順序上保證排除意外造成危險(xiǎn)的可能性或設(shè)有可靠的保護(hù)裝置。（4）當(dāng)設(shè)備的能源偶然切斷時(shí)，制動(dòng)、夾緊動(dòng)作不應(yīng)中斷，能源又重新接通時(shí)，設(shè)備不得自動(dòng)啟動(dòng)。（5）對(duì)危險(xiǎn)性較大的設(shè)備盡可能配置臨控裝置。2．顯示器3．控制器（操縱器）四、檢驗(yàn)與維修的要求1．一般要求，設(shè)備必須保證按規(guī)定運(yùn)輸、搬運(yùn)、安裝、使用、拆卸、檢修時(shí)，不發(fā)生危險(xiǎn)危害。2．重心，對(duì)于重心偏移的設(shè)備和大型部件應(yīng)標(biāo)志重心位置或吊裝位置，保證設(shè)備安裝的安全。3．日常檢修，設(shè)備的加油和日常檢查一般不得進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，可在設(shè)備上預(yù)留檢修孔。4．危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的檢修，設(shè)備的檢驗(yàn)與維修，若需要在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行的，必須采取可靠的防護(hù)措施，如切斷電源等，以防止發(fā)生危險(xiǎn)。5．檢修部位開(kāi)口，設(shè)備需要進(jìn)入檢修的部位應(yīng)有適合人體測(cè)量尺寸要求的開(kāi)口。6．檢修空間，所有需要進(jìn)行維修的部位都應(yīng)有足夠的檢修空間。第五節(jié) 幾種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法一、可靠性的設(shè)計(jì)（一）可靠性概念設(shè)備在規(guī)定的時(shí)期內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力稱為設(shè)備的可靠性?？煽啃约夹g(shù)已成為提高使用壽命、減少設(shè)備故障、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要手段。（二）可靠性設(shè)計(jì)基本知識(shí)1．可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的因素2．可靠度和故障率（三）可靠性設(shè)計(jì)的必要性和主要內(nèi)容1．提高使用可靠度的必要性可靠性設(shè)計(jì)是用最少的費(fèi)用，設(shè)計(jì)出可靠性高的設(shè)備。除民主要依靠質(zhì)量提出意見(jiàn)和建議。設(shè)計(jì)人員在綜合各方面有關(guān)設(shè)備性能、可靠性、安全性等技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，在設(shè)計(jì)階段作好提高可靠性、發(fā)現(xiàn)和預(yù)防各種危險(xiǎn)因素的工作。2．可靠性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）確定合理的安全系數(shù)；（2）冗余設(shè)計(jì)（貯備設(shè)計(jì)）；（3）耐環(huán)境設(shè)計(jì)；（4）簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和采用標(biāo)準(zhǔn)化零、部件；（5）提高聯(lián)接部位和可動(dòng)零部件的可靠度；（6）配備必要的安全防護(hù)裝置；（7）采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)，故障診斷技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)；（8）充分考慮人的因素。二、安全人機(jī)工程設(shè)計(jì)（一）概述 1．忽略安全人機(jī)學(xué)可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)2．設(shè)備設(shè)計(jì)中安全人機(jī)學(xué)的應(yīng)用原則（1）合理分配人機(jī)功能；（2）適應(yīng)人體特性；（3）友好的人機(jī)界面設(shè)計(jì)；（4）作業(yè)空間的布置。（二）操縱（控制）器的安全人機(jī)學(xué)要求1．操縱器的表面特征；2．操縱力和行程；3．操縱器的布置；4．操縱器的功能；5．操縱方向與系統(tǒng)過(guò)程的協(xié)調(diào)；6．防止附加風(fēng)險(xiǎn)。（三）顯示器的安全人機(jī)學(xué)要求1．顯示信息的形式；2．顯示器的布置；3．顯示器的數(shù)量；4．危險(xiǎn)信號(hào)和報(bào)警裝置。（四）工作位置的安全性包括工作空間、