安全工程師輔導：機械傷害防護措施之一
發布時間：2014-02-25 共1頁
1設計與制造的本質安全措施
1)選用適當的設計結構
(1)采用本質安全技術。
①避免銳邊、尖角和凸出部分。在不影響預定使用功能的前提下，機械設備及其零部件應盡量避免設計成會引起損傷的銳邊、尖角以及粗糙的、凸凹不平的表面和較突出的部分。金屬薄片的棱邊應倒鈍、折邊或修圓，可能引起刮傷的開口端應包覆。
②安全距離的原則。利用安全距離防止人體觸及危險部位或進入危險區，是減小或消除機械風險的一種方法。在規定安全距離時，必須考慮使用機器時可能出現的各種狀態、有關人體的測量數據、技術和應用等因素。
③限制有關因素的物理量。在不影響使用功能的情況下，根據各類機械的不同特點，限制某些可能引起危險的物理量值來減小危險。例如，將操縱力限制到最低值，使操作件不會因破壞而產生機械危險；限制運動件的質量或速度，以減小運動件的動能；限制噪聲和振動等。
④使用本質安全工藝過程和動力源。對預定在爆炸環境中使用的機器，應采用全氣動或全液壓控制系統和操縱機構，或“本質安全”電氣裝置，也可采用電壓低于“功能特低電壓”的電源，以及在機器的液壓裝置中使用阻燃和無毒液體。
(2)限制機械應力。
機械選用材料的性能數據、設計規程、計算方法和試驗規則，都應該符合機械設計與制造的專業標準或規范的要求，使零件的機械應力不超過許用值，保證安全系數，以防止由于零件應力過而被破壞或失效，避免故障或事故的發生；同時，通過控制連接、受力和運動狀態來限制應力。
(3)材料和物質的安全性。
用以制造機器的材料、燃料和加工材料在使用期間不得危及面臨人員的安全或健康。
(4)履行安全人機工程學原則。
在機械設計中，通過合理分配人機功能、適應人體特性、人機界面設計、作業空間的布置等方面履行安全人機工程學原則，提高機器的操作性能和可靠性，使操作者的體力消耗和心理壓力盡量降到最低，從而減小操作差錯。
(5)設計控制系統的安全原則。
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飛出；安全裝置的功能受阻等。控制系統的設計應考慮各種作業的操作模式或采用故障顯示裝置，使操作者可以安全進行干預的措施，并遵循以下原則和方法：
①機構啟動及變速的實現方式。機構的啟動或加速運動應通過施加或增電壓或流體壓力去實現，若采用二進制邏輯元件，應通過由“0”狀態到“1”狀態去實現；相反，停機或降速應通過去除或降低電壓或流體壓力去實現，若采用二進制邏輯元件，應通過“1”狀態到“0”狀態去實現。
②重新啟動的原則。動力中斷后重新接通時，如果機器自發啟動會產生危險，應采取措施，使動力重新接通時機器不會自行啟動，只有再次操作啟動裝置機器才能運轉。
③零部件的可靠性。這應作為安全功能完備性的基礎，使用的零部件應能承受在預定使用條件下的各種干擾和應力，不會因失效而使機器產生危險的誤動作。
④定向失效模式。這是指部件或系統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，就可以事先針對其失效模式采取相應的預防措施。
⑤關鍵件的加倍(或冗余)。控制系統的關鍵零部件可以通過備份的方法，即當一個零部件萬一失效，用備份件接替以實現預定功能。當與自動監控相結合時，自動監控應采用不同的設計工藝，以避免共因失效。
⑥自動監控。自動監控的功能是保證當部件或元件執行其功能的能力減弱或加工條件變化而產生危險時，以下安全措施開始起作用：停止危險過程，防止故障停機后自行再啟動，觸發報警器。
⑦可重編程序控制系統中安全功能的保護。在關鍵的安全控制系統中，應注意采取可靠措施，防止儲存程序被有意或無意改變。可能的話，應采用故障檢驗系統來檢查由于改變程序而引起的差錯。
⑧有關手動控制的原則。
A．手動操縱器應根據有關人類工效學原則進行設計和配置。
B．停機操縱器應位于對應的每個啟動操縱器附近。
C．除了某些必須位于危險區的操縱器(如急停裝置、吊掛式操縱器等)外，一般操縱器都應配置于危險區外。
D．如果同一危險元件可由幾個操縱器控制，則應通過操縱器線路的設計，使其在給定時間內，只有一個操縱器有效。但這一原則不能用于雙手操縱裝置。
E．在有風險的地方，操縱器的設計或防護應做到不是有意識的操作不會動作。
F．操作模式的選擇。如果機械允許使用幾種操作模式以代表不同的安全水平(如允許調整、維修、檢驗等)，則這些操作模式應裝備能鎖定在每個位置的模式選擇器。選擇器的每個位置都應相應于單一操作或控制模式。
⑨特定操作的控制模式。對于必須移開或拆除防護裝置或使安全裝置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(如止一動、點動或雙手槽子裝置)，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。
(6)防止氣動和液壓系統的危險。
當采用氣動、液壓、熱能等裝置的機械時，必須通過設計來避免與這些能量形式有關的各種潛在危險。
①借助限壓裝置控制管路中最壓力不超過允許值；不因壓力損失、壓力降低或真空度降低而導致危險。
②所有元件(尤其是管子和軟管)及其連接應密封，要對各種有害的外部因素加以防護，不因泄漏或元件失效而導致流體噴射。
③當機器與其動力源斷開時，貯存器、蓄能器及類似容器應盡可能自動卸壓，若難以實現，則應提供隔離措施或局部卸壓及壓力指示措施，以防剩余壓力造成危險。
④機器與其能源斷開后，所有可能保持壓力的元件都應有明顯識別排空的裝置和繪制有注意事項的警告牌，提示對機器進行任何調整或維修前必須對這些元件卸壓。
(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，預防電的危險尤其應注意防止電擊、短路、過載和靜電。
2)采用機械化和自動化技術
機械化和自動化技術可以使人的操作崗位遠離危險或有害現場，從而減少工傷事故。
(1)操作自動化。在比較危險的崗位或被迫以機器特定的節奏連續參與的生產過程，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。
(2)裝卸搬運機械化。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；搬運的自動化可通過采用工業機器人、機械手、自動送料裝置等實現。應注意防止由于裝置與機器零件或被加工物料之間阻擋而產生的危險，以及檢修故障時產生的危險。
(3)調整、維修的安全。在設計機器時，應盡量考慮將一些易損而需經常更換的零部件設計得便于拆裝和更換；提供安全接近或站立措施(梯子、平臺、通道)；鎖定切斷的動力；機器的調試、潤滑、一般維修等操作點配置在危險區外，這樣可減少操作者進入危險區，從而減小操作者面臨危險的概率。
