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机械安全基础知识

机械技术

机械安全技术

第一节 机械安全基础知识

一、机械基本概念

机械由多个部件和部件组成,

单台机械 木材加工机械、金属切割机床、起重机
大型成套设备 自动生成线、加工中心、组合机床
可更换设备 可改变机械功能、可拆卸、非备件或工具设备

机械安全是指在,其功能安全按照规定的预定使用条件执行. 符合法律法规要求,降低现有技术水平的风险 从运输、安装、调整、使用、维修、拆卸到报废. 物的安全状态、人的安全行为、人机的和谐关系.

二、机械分类

  1. 动力机械(原动机) [例如]电机、内燃机、蒸汽机和联合动力源的地方使用联合动力装置.
  2. 金属切割机械 车床、钻床、镗床、磨床、齿轮或螺纹加工机床、铣床、刨床、拉床、电加工机床.
  3. 金属成型机械(非金属切割) [例如] 锻造机械,铸造机械.
  4. 运输机械 汽车、火车、船舶、飞机.
  5. 起重运输机械 [例如]起重机、运输机、电梯、卷扬机.
  6. 工程机械 [如]挖掘机、铲运机、工程起重机、压实机、打桩机、钢筋切割机、混凝土搅拌机、路面机、凿岩机、线路工程机械等专用工程机械.
  7. 农业机械 [如]拖拉机、林业或畜牧业、渔业机械.
  8. 通用机械 [如]泵、风机、压缩机、阀门、真空设备、分离机械、变速器、干燥设备、气体净化设备.
  9. 轻工机械 [如]纺织机械、食品加工机械、印刷机械、制药机械、造纸机械.
  10. 专用机械 [例如]冶金、煤矿、化工和石油机械.

三、机械使用过程中的危险有害因素

(一) 机械性危险

机械危险包括挤压、剪切、碰撞、切割或切割、缠绕、滚动、吸入或卷入、冲击、刺穿、摩擦或磨损、抛出或坠落、高压流体喷射等危险. (1) 形状或表面特征 例如:刀刃、锐变、尖角、粗糙或光滑的表面. (2) 相对位置 例如,挤压、剪切和缠绕区域的相对位置. (3) 例如:. (4) 势能 例如:高空作业人员坠落危险,弹性元件的势能释放,压力下液体或气体的势能, . (5) 质量和稳定性 例如:. (6) (7) [注1] 机械窒息是由机械暴力引起的呼吸障碍,导致氧气吸入减少或停止,二氧化碳留在体内. [注2]中毒、触电和病理窒息不是机械窒息.

(二) 非机械危险

非机械危险包括 、未履行安全人机工程学原则造成的危险.

四、机械危险部位及安全防护措施

(一) 转动的危险部位及其保护

(1) 旋转轴(无凸起部分) 光轴的暴露部分 保护它, . (2) 旋转轴(有凸起部分) 旋转轴上的凸起物不仅可以挂衣服,造成缠绕,还可以在人体与凸起物接触时对人体造成伤害.应使用带凸起物的旋转轴 . (3) 对旋式轧棍 即使相邻辊之间有很大的间距,操作人员的手、手臂和身体也可能卷入其中。一般采用 防护. (4) 牵引辊 可装设一个 ,通过 来提供保护. (5) 辊式输送机 辊轴应交替驱动 安装防护罩. (6) 轴流风扇(机器) 安装在通风管道内的轴流风扇不会有危险. 开放式叶片需要用防护网来保护. (7) 径流通风机 安装在通风管道内的风扇没有危险. 通向风扇的进风口应由一定长度的导管保护,入口应覆盖防护网. (8) 啮合齿轮 应使用 全面保护.

  1. 齿轮传动机构 .
  2. 防护装置材料 .
  3. 防护罩外壳 .
  4. 防护罩 (9) 旋转有辐轮 当辐轮附着在旋转轴上时,用手动辐轮驱动机械部件是危险的. 可利用一个 辐轮也可以安装在手轮上 ,使轴自由旋转. (10) 砂轮机 ,均应密封提供保护. 防护罩应标明砂轮旋转的方向和最高速度. (11) 旋转的刀具
(二) 直线运动的危险部位

(1) 切割刀刃 (2) 砂带机 ,并且有止逆装置,在 . (3) 机械工作台和滑枕 当运动平板达到极限位置时,. (4) 配重块 关闭整个行程,直到地面或机械固定配件处. (5) 带锯机 可调防护装置应安装在带锯机上,仅用于材料切割的部分可暴露,其他区域应封闭. (6) 冲压机和铆接机 在需要操作人员手持工件靠近冲击头的位置,应提供能够感知手指的特殊错误保护装置. (7) 剪刀式升降 在操作过程中主要危险在于临近的工作平台和底座边缘间形成的剪切,维护时主要危险在于剪刀结构的意外闭合.

(三) 转动和直线运动的危险部位

(1) 齿条和齿轮 利用固定式防护罩将齿条和齿轮全部封闭起来. (2) 输送链和链轮 防止接近链轮的锯齿和输送链进入到链轮部位. (3) 皮带传送 皮带传动危险出现在 .

  • 皮带传动精度较齿轮机构和链轮机构差.
  • 皮带打滑可以起到过载保护作用.
  • 因驱动会产生摩擦生热,易产生静电电荷. 皮带传动装置防护罩可以采用 .
  1. 在距离地面2m以下时,必须加设防护装置.
  2. 在距离地面2m以上时,应加设防护的情况: .

五、实现机械安全的途径与对策措施

机械设备安全包括机械产品安全和机械使用安全. 通过 等环节来实现. 体现在执行预定功能的正常使用.

  1. 机械产品安全:选用适当的设计结构.
  2. 机械使用安全:减少对操作者涉入危险区的需要.

决定机械产品安全性的关键是 ,还要通过使用阶段采用安全措施来最大程度减小风险. 第一步: 第二步: 第三步:

(一) 采用本质安全技术

本质安全技术是指通过 ,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 (1) 机器零部件形状 在不影响预定的使用功能的前提下,可接近的机械部件避免有锐边、尖角、粗糙面、凸出部位等. (2) 运动机械部件相对位置的设计 满足安全距离原则,防止人员受到挤压或剪切伤害. (3) 足够的稳定性 例如: 机器底座的几何形状、、设备行走或安装地点的支持面特征.
  2. 限制机械应力以保证足够的抗破坏能力 (1) 专业符合要求 (2) 足够的抗破坏能力 例如: 保证足够 ,额定最大载荷或工作循环次数下,应满足 的要求. (3) 连接紧固可靠 防止运转状态下连接松动、破坏、紧固失效. (4) 防止超载应力 通过在传动链预先采用 预防超载. 例如: 采用 断路器限制超载应力 . (5) 良好的平衡和稳定性 例如1: 材料的均匀性和回转精度、防止不平衡运动. 例如2: 正常作业条件下, .
  3. 使用本质安全的工艺过程和动力源 (1) 爆炸环境中的动力源 例如: 才用全气动或全液压控制操作机构,或采用 . (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 例如1: 气动、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导致危险. 例如2: . 例如3: 压力容器等应 . (4) 改革工艺控制有害因素 例如1: 防噪: 焊接代替铆接、液压代替锤击. 例如2: 防尘: 颗粒代替粉末、铣工艺代替磨工艺.
  4. 控制系统的安全设计 (1) 控制系统的设计 (2) 软、硬件的安全 传感器、执行器、逻辑运算器等. 内部操作或系统软件和应用软件. 不宜由用户重新编程的应用软件,可在不可重新编程的存储器中使用嵌入式软件. . (3) 提供多种操作模式及模式转换功能 (4) 手动控制器设计和配置应符合安全人机学原则 (5) 考虑复杂机器的特定要求 例如1: 动力中断后 . 例如2: .
  5. 材料和物质的安全性 (1) 材料的力学性能承载能力 例如: . (2) 对环境的适应性 例如: 材料物质的 能力. (3) 避免材料的毒性 (4) 防止火灾的爆炸风险 例如: 液压装置和润滑系统中,使用阻燃液体.
  6. 机械的可靠性设计 机械设备要尽量少出故障. 机械出了故障要容易修复. 人们常用 等指标表示. (1) 使用可靠性已知的安全相关组件. 需要考虑的环境条件包括冲击、振动、冷、热、潮湿、粉尘、腐蚀或磨蚀材料、静电、电磁场等. (2) 关键组件或子系统加倍(冗余)和多样化设计 例如1: . 例如2: 采用多样化设计 . (3) 操作的机械或自动化设计 . (4) 机械设备的维修性设计 维修性是产品固有可靠性的指标之一
  • 将维护、润滑和维修设定点放在危险区域之外.
  • .
  • .
  • .
  1. 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,应遵循安全人机工程学原则, .
(二) 安全防护措施

主要包括 .

  1. 防护装置 以 将人与危险隔离,是机器的组成部分. 例如: 壳、罩、屏、门、盖、栅栏等和封闭式装置. (1) 防护装置的功能 1 :防止人体任何部位进入危险区域触及危险. 2 :防止飞出物、高压液体喷射等带来的伤害. 3 :接受可能抛出、掉落、射出的零件和碎片. 4 其他 :在有特殊要求的场合,还应对电、高温、火、爆炸物、振动、辐射、粉尘、烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽. (2) 采用安全防护装置 (3) 安全防护装置的一般要求 是安全防护装置的基本安全功能. 1 满足安全防护装置的功能要求 例如1: . 例如2: 便于检查和修理,保证装置的可靠性. 2 构成元件及安装的抗破坏性 例如: . 3 不应成为新的危险源, 4 不应出现漏保护区 例如: 专用工具不能拆除) ,不易被旁路或避开. 5 满足安全距离的要求 6 不影响机器的预定使用 例如1: 不得与任何正常可动零部件产生运动抵触. 例如2: . 7 遵循安全人机工程学原则 8 满足某些特殊工艺要求 (4) 防护装置的类型 1 2 3 注: 在危险机器功能执行过程中,只要防护装置被打开,就给出停机指令. 防护装置可以设计成 . (5) 防护装置的安全技术要求 1 防护装置应设置在 . 2 应采用永久固定方式,若不用工具不可能拆除. 3 活动防护装置或防护装置的活动体打开时, . 4 活动联锁式防护装置出现丧失安全功能的故障时, ,装置失效不得导致意外启动. 5 可调式防护装置的可调或活动部分调整件, . 6 在要求通过防护装置观察机器运行的场合,. 7 防护装置的开口要求 关于《机械安全-防止上下肢体及危险区的安全距离》(GB 23821)的相关说明:
  • 附表数据适用14岁以上人群的规则开口安全距离.
  • 开口尺寸e表示方形开口的边长、圆形开口的直径和 .
  1. 保护装置 通过 ,消除或减小风险的装置. (1) 保护装置的种类 1 联锁装置 用于防止危险机器功能在特定条件下运行的装置. 2 能动装置 一种附加手动操纵装置,与启动控制一起使用,并且 . 3 保持-运行控制装置 一种手动控制装置, . 4 双手操纵装置 5 敏感保护设备 用于探测人体或人体局部,并向控制系统发出正确信号以降低被探测人员风险的设备. 6 有源光电保护装置 通过光电发射和接收元件, . 7 机械抑制装置 能靠其自身强度,防止危险运动的机械障碍的装置. 8 限制装置 . 9 有限运动控制装置(行程限制装置) (2) 保护装置的技术特征 1 在规定的使用寿命期限内, . 2 重新启动的功能, . 3 光电式、感应式保护装置应具有 . 4 保护装置与控制系统应一起操作并形成一个整体. 5 应采用 的部件或系统、考虑 ,必要时考虑采用自动监控.
  2. 安全防护装置的选择 (1) 必须装设安全防护装置的机械部位 (2) 安全防护装置的选择原则
正常运转 操作者无需进入 优先选用固定式的防护装置
优先选用固定式的防护装置 进入次数少 优先选用固定式的防护罩
进入次数多 联锁、可调、双手操作等
非运行状态其他作业期间 手动控制、止-动或电动-有限运动操作
4. 补充保护措施

(1) 实现急停功能的组件和元件 1 急停器件为 ,附近 . 2 急停功能不应削弱安全装置的效能. 3 急停装置应设有防止意外操作的措施. 4 急停装置被启动后应 ,在用手动重调之前不可能恢复电路. (2) 被困人员逃生和救援的措施 1 急停后提供人工移动或反向移动某些元件的措施. 2 (3) 隔离和能量散耗的措施 1 将机器与所有动力供应隔离. 2 . (4) 提供方便且安全搬运机器及重型零部件的装置 (5) 安全进入机器的措施

(三) 安全信息的使用
  1. 信息的使用原则 (1) 根据风险的大小和危险的性质 . . (2) 根据需要信息的时间 (3) 根据机器结构和操作的复杂程度 (4) 根据信息内容和对人视觉作业采用不同安全色 (5) 满足安全人机学的原则
  2. 安全标志和安全色 (1) 安全色
颜色 颜色的含义
人员安全 机械、过程状况
危险、禁止 紧急
注意、警告 异常
绿 安全 正常
执行 强制性
备注 组合对比色: 红-白、黄-黑、蓝-白、绿-白
(2) 安全标志
标志类型 颜色标注 基本特征 典型图示
禁止标志 安全色: 红 对比色: 白 红色圆框和斜杠 黑色和白色底衬 🚭
警告标志 安全色: 黄 对比色: 黑 黑色三角形边框 黑色和黄色底衬 ⚠️
指示标志 安全色: 蓝 对比色: 白 蓝色圆形底衬 白色背景图下 ➡️
提示标志 安全色: 绿 对比色: 白 绿色底衬矩形 白色背景图形

多个安全标志在一起设置应按 排序、 . 安全标志至少每半年检查一次. 例如: 某化工车间的安全标志的排练 1 警告有剧毒危险 2 严禁易燃易爆品 3 必须佩带放毒罩 4 指示有医疗救援

  1. 信号和警告装置 (1) 信号和警告装置类别 1 听觉信号 利用信号利用 的特点,可以不受照明和物体障碍限制,强迫人们注意. 2 视觉信息 险情视觉信号的特征为应确保在信号接收区内的任何地方,在所有可能的照明条件下清晰可见, . (2) 安全要求 1 含义明确性 2 可察觉性 接收区内的任何位置都 . 警告视觉信号的亮度应至少是背景亮度的5倍, . 3 可分辨性 警告视觉信号应为黄色或橙色, . 4 有效性 5 位置设置 6 优先级要求

六、机械制造生产场所安全技术

(一) 总平面布置
(二) 通道

(1) 合理组织人流和物流 (2) 主要生产区、仓库区、动力区道路应 . 注: 道路上部管架和栈桥,在干道上的 . (3) 每个加工车间都应有一条纵向主要通道.

  • 车间横向主要通道宽度不应小于2000mm.
  • 机床之间的次要通道宽度不应小于1000mm.
运输方式 通道宽度/m
冷加工 铸造 锻造 热处理 焊接
人工运输 1 1.5 2-3 1.5-2.5 2-3
电瓶车单向行驶 1.8 2
电瓶车对开 3 3-5 3-4 3-5
叉车或汽车行驶 3.5 3.5
手工造型人行道 - 0.8-1.5 - - -
机器造型人行道 - 1.5-2 - - -
铁路进入厂房入口宽度为5.5
(4) 主要人流与货流通道的出入口分开设置
  • 确保出入口的数量不少于2个
  • 厂房大门 .
(三) 设备布置及安全防护措施
  1. 机床设备安全距离
机床布置的最小安全距离
间距项目 小型机床 中型机床 大型机床 特大机床
机床操作面 1.1 1,.3 1.5 1.8
机床距墙柱 0.8 1.0 1.0 1.0
操作面距墙柱 1.3 1.5 1.8 2.0

注1: 安全距离 . 注2: 机床与墙柱间距首先要考虑对其基础的影响. 2. 作业现场生产设备的安全卫生规程要求 (1) 重型机床 周围应设高度 . (2) 采用钢直梯,钢直梯3m以上部分应设有安全护笼. 3. 具有潜在危险的设备应根据有关标准进行防护 4. 所有车间应配置必要的消防器材

(四) 采光照明
  1. 天然采光
  2. 照明方式 (1) 对于部分作业面照度要求较高,只采用一般照明不合理,宜采用由一般照明与局部照明组合形式.
  3. 照明种类 (1) 工作场所均应设置正常照明. (2) 应急照明包括 .
  4. 光照度 (1) 备用照明照度值不低于该场所一般照明的10%. (2) 安全照明照度值不低于该场所一般照明的10%. (3) .
  5. 避免眩光、频闪和阴影
(五) 物资堆放

(1) 材料限量储存,白班存放为每班加工量的1.5倍, . (2) 当直接存放在地面上时, .

(六) 作业场所地面要求

(1) 地面经常保持清洁,做到工完、料尽、场地清. (2) 容易发生危险事故的场地,应设置醒目的安全标志.

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