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機(jī)械安全設(shè)計和安全裝置

  
評論: 更新日期:2013年07月26日

 2.1 引言
  機(jī)械裝置所產(chǎn)生的危險,是通過兩種物理途徑表現(xiàn)出來的。第一種稱為機(jī)械危害,它包括了其部件在工作狀態(tài)下及失效時發(fā)生的因鉗夾、擠壓、沖壓、摩擦和部件及材料的彈射所造成的傷害,這些危險比較容易識別;第二種稱為非機(jī)械危害,它包括了電氣故障、化學(xué)品暴露、高溫、高壓、噪聲、振動和輻射等所造成的傷害。"軟件因素",如計算機(jī)控制、操作機(jī)器的人的干預(yù)也會造成危險。本章只討論機(jī)械危害。
  值得一提的是,把機(jī)器正常工作狀態(tài)下就存在的危險(如缺少對操作者提供必要的保護(hù)的安全裝置),與由于機(jī)器部件或安全裝置失效而造成的危險區(qū)別開來是非常重要的。
  2.2 風(fēng)險評估
   風(fēng)險的大小取決于具體的情況:機(jī)器的類型、用途、使用方法、出入現(xiàn)場的難易程度和主管人員的素質(zhì)等都是相關(guān)的因素。風(fēng)險的大小也與處在這種條件下的人員的知識、技能與工作態(tài)度有關(guān)。同時,還與人們對危險的了解程度和所采取的避免危險的技能有關(guān)。判斷什么是危險和什么時候會發(fā)生危險的能力,并使管理人員和機(jī)器的操作者具備這種能力,這是十分重要的。
  2.3 預(yù)防機(jī)械事故的方法
  2.3.1 實現(xiàn)機(jī)械安全的方法
  采用以下方法,可以達(dá)到機(jī)械安全:
 ?。?) 消除產(chǎn)生危險的原因?quot;本質(zhì)安全"見下文);
 ?。?) 減少或消除接觸機(jī)器的危險部件的需求;
 ?。?) 使人們難以接近機(jī)器的危險部位(或提供安全裝置,使得接近這些部位不會導(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)合起來使用。
  2.3.2 保護(hù)操作者和有關(guān)人員安全的措施
  操作者及機(jī)器鄰近處人員的安全,可以通過采用下列措施來達(dá)到:
 ?。?) 通過培訓(xùn)來提高人們辨別危險的能力;
 ?。?) 通過對機(jī)器的重新設(shè)計,使危險更加醒目(或者使用警示標(biāo)志);
  (3) 通過培訓(xùn),提高避免傷害的能力;
 ?。?) 增強(qiáng)采取必要的行動來避免傷害的自覺性。
  2.4 安全設(shè)計
  2.4.1 本質(zhì)安全
  本質(zhì)安全是通過機(jī)器的設(shè)計者,在設(shè)計階段采取措施來消防機(jī)械危險的一種機(jī)械安全方法。這其中包括:在設(shè)計中消除危險的部件,使人們不能接觸到危險的部件,減少在危險區(qū)域內(nèi)處理工作的需求,提供自動反饋設(shè)備并使運(yùn)動的部件處于密封狀態(tài)之中等。
  2.4.2 控制裝置的選擇
  在設(shè)計控制、選用控制開關(guān)及操作裝置時,應(yīng)遵守下面的要求:
 ?。?) 位置應(yīng)該正確;
 ?。?) 類型要合適;
 ?。?) 消除無意啟動的風(fēng)險;
  (4) 方向合理(操作裝置的運(yùn)動方向與機(jī)器的運(yùn)動相協(xié)調(diào));
 ?。?) 可以根據(jù)運(yùn)動的方向來加以識別;
  (6) 具有明顯的識別特性(大小、顏色、感覺等)。
  2.4.3 失效安全
  設(shè)計者應(yīng)該保證當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時不出危險。
  這一類裝置的例子中包括操作限制開關(guān)、限制不應(yīng)該發(fā)生的沖擊及運(yùn)動的預(yù)設(shè)制動裝置、設(shè)置把手和預(yù)防下落的裝置、失效安全的限電開關(guān)等。
  2.4.4 維護(hù)及隔離方法
  設(shè)計者應(yīng)考慮到對機(jī)器進(jìn)行維護(hù)和清理時的操作安全問題。在進(jìn)行常規(guī)的調(diào)試、上油等工作時,機(jī)器的安全裝置及其部件不應(yīng)該被分離或拆除。為此,需要有隔離窗、連鎖安全裝置。應(yīng)該對重要的設(shè)備設(shè)置維護(hù)窗口,而對危險的部件進(jìn)行隔離。對于不易接近的部件,應(yīng)該設(shè)計為自動潤滑裝置。為防止機(jī)器的無意啟動,應(yīng)設(shè)計有自動的斷開裝置。
  在特殊情況下,需設(shè)置"工作許可制"。
  2.4.5 定位安全
   把機(jī)器的部件安置到不可能觸及的地點(diǎn),稱為通過定位達(dá)到安全。然而,設(shè)計者必須考慮到在正常情況下,不會觸及到的危險部件;在某些情況下,會變成可以接觸到的可能。例如,在登著梯子對工廠的機(jī)器上漆的情況。
  2.4.6 機(jī)器布置
  在車間中,合理的機(jī)器布局形式可以使事故明顯減少。安全的布避要考慮如下的因素:
 ?。?) 空間:便于操作、管理、維護(hù)、調(diào)試和清潔;
 ?。?) 照明:包括工作場所的通用照明(自然光及人工照明,但要防止眩目)和為操作機(jī)器而特需的照明;
 ?。?) 管、線布置:不要妨礙在機(jī)器附近的安全出入,避免磕絆,有足夠的上部空間;
 ?。?) 維護(hù)時的出入安全。
  2.5 機(jī)械安全裝置及機(jī)械傷害
  2.5.1 機(jī)械防護(hù)裝置
   在工作中,有許多嚴(yán)重的事故是在使用機(jī)器時發(fā)生的。當(dāng)未能做到前面說過的本質(zhì)安全時,機(jī)器的安全裝置則成了最后的防護(hù)選擇。一種特定的安全裝置是否有效,取決于其設(shè)計,也取決于它與操作過程的關(guān)系和機(jī)器的用途。
  2.5.2 機(jī)械傷害
  機(jī)器對人造成的直接傷害分為5類,一些機(jī)器可能造成多種傷害。這些傷害是:
 ?。?) 夾傷:人的身體及四肢在機(jī)器的閉合或往返運(yùn)動中被夾住。在有些情況下,肢體被卷進(jìn)閉合運(yùn)動的部件中時,也會發(fā)生夾傷。例如,在使用抓夾工具不當(dāng)時,會夾傷手指。
 ?。?) 撞傷:在受到機(jī)器的運(yùn)動部件的撞擊時,會造成傷害。
 ?。?) 接觸傷害:當(dāng)人體接觸到機(jī)器的鋒利的或銼狀的表面時,會發(fā)生傷害。另外,接觸高溫或帶電部件,也會造成傷害。
  (4) 卷動傷害:頭發(fā)、耳環(huán)、衣物等卷入機(jī)器的運(yùn)動部件造成傷害。
 ?。?) 射傷:在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時,因機(jī)器部件或工件被拋出而造成的傷害。例如,碎條、細(xì)渣、熔滴或機(jī)器部件的碎片拋出造成的傷害。
  2.6 使用機(jī)器安全裝置來消除危險的方法
  在無法使用設(shè)計來做到本質(zhì)安全時,為了消除危險,要使用安全裝置。設(shè)置安全裝置,要考慮四方面的因素:

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