233网校2019年中级安全工程师《安全生产技术基础》第一章机械安全技术视频讲义，学习知识实现机械安全的途径与对策措施。下面跟着金亮老师一起学习，免费试听精讲班课程>>
第一章 机械安全技术
金亮老师介绍：注册安全工程师、注册建造师、注册结构工程师。从事安全培训工作多年，主讲安全工程师《安全生产法及相关知识》与《安全生产技术》。拥有丰富的授课经验，了解考生的根本需求，主张以最简单的课程帮助学员轻松通过考试。上课特点：诙谐幽默、善于归纳总结与发现考试规律，精炼考点。
机械安全基础知识（三）
五、实现机械安全的途径与对策措施（ ☆ ☆ ☆ ）
决定机械产品安全性的关键是设计阶段采用安全措施，还要通过使用阶段采用安全措施来最大限度减小风险。
实现机械设备安全遵循以下两个基本途径：
①选用适当的设计结构，尽可能避免危险或减小风险；
②通过减少对操作者涉入危险区的需要，限制人们面临危险，避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳。
消除或减小相关的风险，应按下列等级顺序选择安全技术措施，即“三步法”。
例：为了实现人在操纵机械时不发生伤害，提出了诸多实现机械安全的途径与对策，其中最重要的三个步骤的顺序分别是（ ）。
A．使用安全信息—提供安全防护—实现本质安全
B．提供安全防护—使用安全信息—实现本质安全
C．实现本质安全—使用安全信息—提供安全防护
D．实现本质安全—提供安全防护—使用安全信息
（一）采用本质安全技术（多选题）
本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措施。
1.合理的结构型式
2.限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
3.使用本质安全的工艺过程和动力源
4.控制系统的安全设计5.材料和物质的安全性
6.机械的可靠性设计
7.遵循安全人机工程学的原则
速记：人机应力结构系统，材料本质可靠
1.合理的结构型式
避免由于设计缺陷而导致发生任何可预见的与机械设备的结构设计不合理的有关危险事件。
（1）机器零部件形状。避免有可能造成伤害的锐边、尖角、粗糙面、凸出部位。
（2）运动机械部件相对位置设计。满足安全距离的原则，防止在可涉及的危险部位造成人员受到挤压或剪切伤害。
（3）足够的稳定性。在机器生命周期的各个阶段内都应考虑机器的稳定性，考虑因素有：
①机器底座的几何形状、包括载荷在内的重量分布；
②由于机器部件、机器本身或机器所夹持部件运动引起的振动或重心摆动和产生倾覆力矩的动态力；
③设备行走或安装地点（如地面条件、斜坡）的支承面特征。
2.限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
（1）专业符合性要求
（2）足够的抗破坏能力：各组成受力零件应保证足够安全系数。
（3）连接紧固可靠。螺栓连接、焊接、铆接或粘接等连接方式，保证结合部的连接强度、配合精度和密封要求，防止运转状态下连接松动、破坏、紧固失效。
（4）防止超载应力。
例如，采用易熔塞、限压阀、断路器等限制超载应力，保障主要受力件避免破坏。
（5）良好的平衡和稳定性。
在正常作业条件下，机械的整体应具有抗倾覆或防风抗滑的稳定性。
3.使用本质安全的工艺过程和动力源
本质安全工艺过程和本质安全动力源是指这种工艺过程和动力源自身是安全的。
（1）爆炸环境中的动力源。应采用全气动或全液压控制操纵机构，或采用“本质安全”电气装置，避免一般电气装置容易出现火花而导致爆炸的危险。
（2）采用安全的电源。电气部分应符合有关电气安全标准的要求，防止电击、短路、过载和静电的危险。
（3）防止与能量形式有关的潜在危险。采用气功、液压、热能等装置的机械，应避免因压力损失、压力降低或真空度降低而导致危险。（势能）
举例：叉车等车辆的液压系统，一般都使用中、高压供油。高压油管的可靠性不仅关系车辆的正常工作，而且一旦发生破裂将会危害人身安全。
（3）提供多种操作模式及模式转换功能。不仅考虑执行预定功能的正常操作需要的控制模式，还要考虑非正常作业（设定、示教、过程转换、故障查找、清洗或维护的控制模式）的需要。
（4）手动控制器的设计和配置应符合安全人机学原则。控制装置和操作位置的定位应使操作者对工作区或危险区直接观察范围最大，以便发现险情及时停机；手动控制器应配置在安全可达的位置，并设置在危险区以外（紧急停止装置、移动控制装置等除外）；手动启动装置附近均应配置相应的停止控制装置，还应配备主系统失效时用于减速或停机的紧急停机装置。
（5）考虑复杂机器的特定要求。
例如，动力中断后的自保护系统或重新启动的原则、“定向失效模式”“关键”件的加倍（或冗余）设置，可重编程控制系统中安全功能的保护、防止危险的误动作措施，以及采用自动监控、报警系统等措施。
5.材料和物质的安全性
（1）材料的力学性能承载能力。
如抗拉强度、抗剪强度、冲击韧性、屈服极限等，应能满足执行预定功能的载荷（诸如冲击、振动、交变载荷等）作用的要求。
（2）对环境的适应性。
在预定的环境条件下工作时，应考虑温度、湿度、日晒、风化、腐蚀等环境影响，材料物质应有抗腐蚀、耐老化、抗磨损的能力，不致因物理性、化学性、生物性的影响而失效。
（3）避免材料的毒性。
在人员合理暴露的场所，应优先采用无毒和低毒的材料或物质，防止机器自身或在使用过程中产生的气、液、粉尘、蒸汽或其他物质造成的风险；材料和物质的毒害物成分、浓度应低于安全卫生标准的规定，对不可避免的毒害物（如粉尘、有毒物、辐射、放射性、腐蚀等）应在设计时考虑采取密闭、排放（或吸收）、隔离、净化等措施，不得危及面临人员的安全或健康或对环境造成污染。
（4）防止火灾和爆炸风险。
对可燃、爆的液、气体材料，应设计使其在填充、使用、回收或排放时减小风险或无危险；在液压装置和润滑系统中，使用阻燃液体（特别是高温环境中的机械）。
6.机械的可靠性设计
一是机械设备要尽量少出故障，即设备的可靠性；
二是出了故障要容易修复，即设备的维修性。
可靠性指标包括机器的无故障性、耐久性、维修性、可用性和经济性等几个方面，
可靠性好则可降低发生事故的频率，从而减少人员暴露于危险。
可靠性设计：
（1）使用可靠性已知的安全相关组件。
（2）关键组件或子系统加倍（或冗余）和多样化设计。
（3）操作的机械化或自动化设计。
（4）机械设备的维修性设计。
速记：已知冗余机械维修
（1）使用可靠性已知的安全相关组件。
指在预定使用、环境条件下，在固定的使用期限或操作次数内，能够经受住所有有关的干扰和应力，而且产生失效概率小的组件。
（2）关键组件或子系统加倍（或冗余）和多样化设计。
当一个组件失效时，另一个组件或其他多个组件能继续执行各自的功能，保证安全功能继续有效。
（3）操作的机械化或自动化设计。
可通过机器人、搬运装置、传送机构、鼓风设备实现自动化，可通过进料滑道、推杆和手动分度工作台等实现机械化。减少人员在操作点暴露于危险，而限制由这些操作产生的风险。
（4）机械设备的维修性设计。
设计应考虑机械的维修性，当产品一旦出故障，易发现、易拆卸、易检修、易安装，维修性是产品固有可靠性的指标之一。
维修性设计应考虑以下要求：
①将维护、润滑和维修设定点放在危险区之外；
②检修人员接近故障部位进行检查、修理、更换零件等维修作业的可达性，即安装场所可达性（有足够的检修活动空间）、设备外部的可达性（考虑、封闭设备用于人员进行检修的开口部分的结构及其固定方式）、设备内部的可达性（设备内部各零、组部件之间的合理布局和安装空间）；
③零、组部件的标准化与互换性，
④必须考虑维修人员的安全。
2018年真题：机械的可靠性设计原则主要包括：使用已知可靠性的组件、关键组件安全性冗余、操作的机械化自动化设计、机械设备的可维修等四原则。关于这四项原则及其对应性的说法,错误的是（ ）。
A．操作的机械化自动化设计-----一个组件失效时,另一个组件可继续执行相同功能
B．使用已知可靠性的组件-----考虑冲击、振动、温度、湿度等环境条件
C．关键组件安全性冗余-----采用多样化设计或技术,以避免共因失效
D．机械设备的可维修-----一旦出现故障,易拆卸、易检修、易安装
7.遵循安全人机工程学的原则
在机械基础设计阶段，对操作者和机器进行功能分配时，应遭循安全人机工程学原则，考虑预定使用机器“人一机”相互作用的所有要素，以减轻操作者心理、生理压力和紧张程度。
（1）操作台和作业位置应考虑人体测量尺寸、力量和姿势、运动幅度、重复动作频率、易剧性等，尤其是手持和移动式机器的设计，应考虑到人力的可及范围、控制机构的操纵，以及人的手、臂、腿等解剖学结构。
（2）避免操作者在机器使用过程中的紧张姿势和动作，避免将操作者的工作节奏与自动的连续循环连在一起。
（3）当机器和（或）其防护装置的结构特征使得环境照明不足时，应在机器上或其内部提供调整设置区及日常维护区的局部照明。
（4）手动控制操纵装置的选用、配置和标记应满足以下要求：
①必须清晰可见、可识别，且作用明确，必要处适当加标志；
②其布局、行程和操作阻力与所要执行的操作相匹配，能安全地即时操作；
③按钮的位置、手柄和手轮运动与它们的作用应是恒定的；
④操作时不会引起附加风险。
（5）指示器、刻度盘和视觉显示装置的设计与配置应符合以下要求：
信息装置应在人只易于感知的参数和特征范围之内，含义确切、易于理解，显示耐久、清晰；
使操作者和机器间的相互作用尽可能清楚、明确，且在操作位置便于察看、识别和理解。
例：下列实现机械安全的途径与对策措施中，不属于本质安全措施的是（ ）。
A．通过加大运动部件的最小间距，使人体相应部位可以安全进入，或通过减少安全间距，使人体任何部位不能进入
B．系统的安全装置布置高度符合安全人机工程学原则
C．改革工艺，减少噪声、振动，控制有害物质的排放
D．冲压设备的施压部件安设挡手板，保证人员不受伤害
