注冊安全工程師《安全生產技術基礎》第一章第一節(jié)講義課件全考點第一節(jié)機械安全基礎知識一、機械基本概念機械是由若干個零、部件連接構成，其中至少有一個零、部件是可運動的，并且配備或預訂配備動力系統(tǒng)，是具有特定應用目的的組合。機械是機器、機構的泛稱，往往指一類機器（如工程機械、加工機械等）。機器：指某種具體的機械產品（如數控機床、起重機、注塑機等）。機構：指機器的某組成部分，可實現某種特定運動（如傳動機構等）。生產設備：各種機器、設施、工機具、儀器儀表、裝置和器具的總稱。機械包括：（1）單臺的機械。例如，木材加工機械、金屬切削機械、起重機等。（2）實現完整功能的機組或大型成套設備。即為同一目的由若干臺機械組合成一個綜合整體。例如，自動生產線、加工中心、組合機床等。（3）可更換設備

（可自備動力或不具備動力）。例如，可改變機械功能的、可拆卸更換的、非備件或工具設備。二、機械分類按照機械的使用用途，可以將機械大致分為10類。三、機械使用過程中的危險有害因素（一）機械性危險（1）形狀或表面特性：鋒利刀刃、銳邊、尖角形等。（2）相對位置：擠壓、纏繞、剪切。（3）動能：零部件松動脫落、甩出。（4）勢能：高空作業(yè)人員跌落危險等。（5）質量和穩(wěn)定性：機器抗傾翻性或移動機器防風抗滑的穩(wěn)定性。（6）機械強度不夠導致的斷裂或破裂。（7）料堆（垛）坍塌、土巖滑動造成淹埋所致的窒息危險等。（二）非機械性危險（1）電氣危險：如電擊、電傷。（2）溫度危險：如灼燙、冷凍。（3）噪聲危險：如空壓機。（4）振動危險：如手鉆。（5）輻射危險：如電離輻射（X射線、自放射性物質的輻射）、非電離輻射（紫外線、熱輻射、無線電波和微波）。（6）材料和物質產生的危險：如粉塵、有毒有害材料。（7）未履行安全人機工程學原則而產生的危險：如高度、照度。四、機械危險部位及其安全防護措施（一）轉動的危險部位及其防護（1）轉動軸（無凸起部分）：通過在光軸的暴露部分安裝一個松散的、與軸具有12mm凈距的護套來對其進行防護，護套和軸可以相互滑動。（2）轉動軸（有凸起部分）：具有凸起物的旋轉軸應利用固定式防護罩進行全面封閉。（3）對旋式軋輥：采用鉗型防護罩進行防護。（4）牽引輥：安裝一個鉗型條通過減少間隙來提供保護，通過鉗型條上的開口，便于材料輸送。（5）輥式輸送機（輥軸交替驅動）：應該在驅動軸的下游安裝防護罩。如果所有的輥軸都被驅動，將不存在卷入的危險，故無須安裝防護裝置。（6）軸流通風機：安裝在通風管道內部的軸流風扇（機）將不存在危險。開放式葉片是危險的，需要使用防護網來進行防護。（7）徑流通風機：安裝在通風管道內部的風機將不存在危險。風扇的風口應被一定長度的導管所保護，入口應覆蓋防護網。導管的長度和網孔的尺寸必須能夠防止手指和手臂接近轉動的葉片。（8）嚙合齒輪。暴露的齒輪應使用固定式防護罩進行全面的保護。齒輪傳動機構必須裝置全封閉型的防護裝置，防戶罩內壁應涂成紅色。（9）旋轉的有輻輪?？梢岳靡粋€金屬盤片填充有輻輪來提供防護，也可以在手輪上安裝一個彈簧離合器，使軸能夠自由轉動。（10）砂輪機：除了其磨削區(qū)域附近，均應加以密閉來提供防護。（11）旋轉的刀具。旋轉的刀具應該被包含在機器內部。當加工的材料是可燃物時，產生碎屑的場所應該有適當的防火措施。（二）直線運動的危險部位及其防護（1）切割刀刃：應使其暴露部分盡可能少。當需要對刀具進行維護時，需要提供特殊的卡具。（2）砂帶機：遠離操作者的方向運動，并且具有止逆裝置。僅暴露工作區(qū)域。（3）機械工作臺和滑枕：具有運動平板或者滑枕的機械設備當其運動平板（或者滑枕）達到扱限位置時，平板（或者滑枕）的端面距離任何固定結構的間距不能小于500mm。（4）配重塊：當使用配重塊時，應對其全部行程加以封閉，直到地面或者機械的固定配件處，避免形成擠壓陷阱。（5）帶鋸機：可調節(jié)的防護裝置應該裝置在帶鋸機上，僅用于材料切割的部分露出，其他部分封閉。（6）沖壓機和鉚接機：需要為這些機械提供能夠感知手指存在的特殊失誤防護裝置。（7）剪刀式升降機：在操作過程中，主要的危險在于鄰近的工作平臺和底座邊緣間形成的剪切和擠壓陷阱?？衫煤煵技右苑忾]。在維護過程中，主要的危險在于剪刀機構的意外閉合，可以通過障礙物（木塊等）來防止剪刀機構的閉合。（三）轉動和直線運動的危險部位及其防護（1）齒條和齒輪：應利用固定式防護罩將齒條和齒輪全部封閉起來。（2）皮帶傳動不管使用何種類型的皮帶，皮帶傳動的危險出現在皮帶接頭及皮帶進入到皮帶輪的部位。1）皮帶防護：可采用有金屬骨架焊接金屬網進行防護，防護網與皮帶的距離不應小于50mm。2）一般傳動機構離地面2m以下，應設防護罩。但在下列3種情況下，即使在離地面2m以上也應加以防護：①皮帶輪中心距之間的距離在3m以上。②皮帶寬度在15cm以上。③皮帶回轉的速度在9m/min以上。（3）輸送鏈和鏈輪：危險來自于輸送鏈進入到鏈輪處以及鏈齒。采取的防護措施應能防止接近鏈輪鋸齒和輸送鏈進入到鏈輪部位。五、實現機械安全的途徑與對策措施消除或減小風險按下列順序選擇安全措施，即“三步法”：第一步：本質安全設計措施，也稱直接安全技術措施。第二步：安全防護措施，也稱間接安全技術措施。第三步：使用安全信息，也稱提示性安全技術措施。（一）本質安全設計措施1.合理的結構型式。2.限制機械應力以保證足夠的抗破壞能力。3.使用本質安全的工藝過程和動力源。4.控制系統(tǒng)的安全設計。5.材料和物質的安全性。6.機械的可靠性設計。7.遵循安全人機工程學的原則。1.合理的結構型式（1）機器零部件形狀避免銳邊、尖角、粗糙面、凸出部位，對可能造成“陷入”的機器開口或管口端進行折邊、倒角或覆蓋。（2）運動機械部位相對位置設計滿足安全距離的原則：1）通過加大運動部件的最小間隙，使人體相應部位可以安全進入。2）通過減小其間距，使人體相應部位無法進入。（3）足夠的穩(wěn)定性機器底座的幾何形狀、振動或重心擺動和產生傾覆力矩的動態(tài)力、設備行走或安裝地點(如地面條件、斜坡)的支承面特征。2.限制機械應力以保證足夠的抗破壞能力3.使用本質安全的工藝過程和動力源（1）爆炸環(huán)境中的動力源采用全氣動或全液壓控制操縱機構或本質安全電氣裝置。（2）采用安全的電源（3）防止與能量形式有關的潛在危險1）采用氣動、液壓、熱能等裝置的機械，應避免因壓力損失、壓力降低或真空度降低而導致危險。2）不因泄漏或元件失效而導致流體噴射。3）儲氣罐、承壓容器等應防止剩余壓力造成危險。（4）改革工藝控制有害因素消除或降低噪聲、振動源(例如，用焊接代替鉚接、用液壓成形代替錘擊成形工藝)，控制有害物質的排放。4.控制系統(tǒng)的安全設計（1）控制系統(tǒng)的設計。（2）軟、硬件的安全。（3）提供多種操作模式及模式轉換功能。（4）手動控制器設計和配置應符合安全人機學原則。（5）考慮復雜機器的特定要求。5.材料和物質的安全性（1）材料的力學性能。應具備足夠的抗拉或抗剪強度、沖擊韌性、屈服極限。（2）對環(huán)境的適應性。應考慮溫度、濕度、日曬、風化、腐蝕等環(huán)境影響，材料物質應具有抗腐蝕、抗磨損、耐老化的能力。（3）避免材料的毒性。（4）防止火災和爆炸風險。6.機械的可靠性設計設備的可靠性：機械設備要盡量少出故障。設備的維修性：機械出了故障要容易維修。（1）使用可靠性已知的安全相關組件需要考慮的環(huán)境條件包括沖擊、振動、冷、熱、潮濕、粉塵、腐蝕或磨蝕材料、靜電、電磁場等。（2）關鍵組件或子系統(tǒng)的加倍（冗余）和多樣化設計1）加倍（冗余）：當一個組件失效時，另一個組件或其他多個組件能繼續(xù)執(zhí)行各自的功能，保證安全功能繼續(xù)有效。2）多樣化設計：

避免共因失效或共模失效。共因失效：由單一事件引發(fā)的不同產品的失效，這些失效不互為因果。共模失效：可能由不同原因引起，以相同故障模式為特征的產品失效。（3）操作的機械化或自動化減少人員在操作點暴露于危險。（4）機械設備的維修性設計維修性設計應考慮的要求：1）將維護、潤滑和維修設定點放在危險區(qū)之外。2）檢修人員接近故障部位進行維修作業(yè)的可達性。即安裝場所可達性、設備外部的可達性、設備內部的可達性。3）零、組部件的標準化與互換性。4）必須考慮維修人員的安全。7.遵循安全人機工程學的原則在機械基礎設計階段，對操作者和機器進行功能分配時，應遵循安全人機工程學原則，考慮預定使用機器“人—機”相互作用的所有要素，以減輕操作者心理、生理壓力和緊張程度。（二）安全防護措施安全防護措施包括：防護裝置：殼、罩、屏、門、蓋、柵欄等結構和封閉式裝置，用于提供保護的物理屏障，將人與危險隔離。保護裝置：防護裝置以外的安全防護裝置常見的有聯(lián)鎖裝置、雙手操作式裝置、能動裝置、限位裝置。補充裝置：急停裝置、救援逃生設施、隔離能量和安全進入機械設備的裝置。1.防護裝置（1）防護裝置的功能（2）安全防護裝置的一般要求1）滿足安全防護裝置的功能要求。2）構成元件及安裝的抗破壞性。3）不應成為新的危險源。4）不應出現漏保護區(qū)。不易拆卸（或非專用工具不能拆除）；不易被旁路或避開。5）滿足安全距離的要求。使人體各部位（特別是手或腳）無法逾越接觸危險，同時防止擠壓或剪切。6）不影響機器的預定使用。不得與機械任何正?？蓜恿悴考a生運動抵觸。7）遵循安全人機工程學原則。8）滿足某些特殊工藝要求。（3）防護裝置的類型1）固定式防護裝置。保持在所需位置（關閉）不動的防護裝置，不用工具不能將其打開或拆除。2）活動式防護裝置。通過機械方法（如鐵鏈、滑道等）與機器的構架或鄰近的固定元件相連接，并且不用工具就可打開。3）聯(lián)鎖防護裝置。只要防護裝置不關閉，被其“抑制”的危險機器功能就不能執(zhí)行，只有當防護裝置關閉時，被其“抑制”的危險機器功能才有可能執(zhí)行。（4）防護裝置的安全技術要求1）防護裝置應設置在進入危險區(qū)的唯一通道上，防護結構體不應出現漏保護區(qū)，并滿足安全距離的要求，使人不可能越過或繞過防護裝置接觸危險。2）固定防護裝置應采用永久固定或借助緊固件（如螺釘、螺栓等）方式固定，若不用工具（或專用工具）不可能拆除或打開。3）活動防護裝置或防護裝置的活動體打開時，盡可能與被防護的機械借助鉸鏈或導鏈保持連接，防止挪開的防護裝置或活動體丟失或難以復原。4）當活動聯(lián)鎖式防護裝置出現喪失安全功能的故障時，應使被其“抑制”的危險機器功能不可能執(zhí)行或停止執(zhí)行，裝置失效不得導致意外啟動。5）可調式防護裝置的可調或活動部分調整件，在特定操作期間保持固定、自鎖狀態(tài)。6）在要求通過防護裝置觀察機器運行的場合，宜提供大小合適開口的觀察孔或觀察窗。7）防護裝置開口要求。e表示表示方形開口的邊長、圓形開口的直徑和槽形開口的最窄處尺寸。2.保護裝置（1）保護裝置的種類3.安全防護裝置的選擇（1）機械正常運行期間操作者不需要進入危險區(qū)的場合，優(yōu)先考慮選用固定式防護裝置，包括進料、取料裝置，輔助工作臺；適當高度的柵欄，通道防護裝置等。（2）機械正常運轉時需要進入危險區(qū)的場合，采用聯(lián)鎖裝置、自動停機裝置、可調防護裝置、自動關閉防護裝置、雙手操縱裝置、可控防護裝置等。（3）對非運行狀態(tài)的其他作業(yè)期間需進入危險區(qū)的場合，可采用手動控制模式、止—動操縱裝置或雙手操縱裝置、點動—有限的運動操縱裝置等。4.補充保護措施（1）實現急停功能的組件和元件。（2）被困人員逃生和救援的措施。（3）隔離和能量耗散的措施。（4）提供方便且安全搬運機器及其重型零部件的裝置。（5）安全進入機器的措施。（1）實現急停功能的組件和元件1）急停器件為紅色掌撳或蘑菇式開關、拉桿操作開關等，附近襯托色為黃色。2）

不產生附加風險，不應削弱安全裝置或與安全功能有關裝置的效能。3）急停裝置應設有防止意外操作的措施，通常與操作控制站隔開以避免相互混淆，可設置在操作者無危險隨手可及之處，也可設置在可碎玻璃殼內。4）急停裝置被啟動后應保持接合狀態(tài)，在用手動重調之前應不可能恢復電路。（2）被困人員逃生和救援的措施1）設備機械急停后，提供人工移動某些元件或反向移動某些元件的措施。2）下降裝置的錨定點。（三）安全信息的使用使用信息的類別有：標志、符號（象形圖）、安全色、文字警告等；信號和警告裝置；隨機文件。1.信息的使用原則（1）根據風險的大小和危險的性質：可依次采用安全色、安全標志、警告信號，直到警報器。圖形符號和安全標志應優(yōu)先于文字信息。（2）根據需要信息的時間：警告超載的信息應在負載接近額定值時，提前發(fā)出警告信息。（3）根據信息內容和對人視覺的作用采用不同的安全色。（4）滿足安全人機學的原則：應盡可能使用視覺信號。2.安全標志和安全色（1）安全色（2）安全標志1）分類安全標志分為禁止標志、警告標志、指令標志、提示標志。禁止標志：禁止不安全行為的圖形標志。安全色為紅色，對比色為白色。警告標志：提醒對周圍環(huán)境引起注意。安全色為黃色，對比色為黑色。指令標志：強制做出某種動作或采用防范措施。安全色為藍色，對比色為白色。提示標志：提供某種信息的圖形標志。安全色為綠色，對比色為白色。2）安全標志要求①設置位置：醒目、明亮，不宜設在門、窗、架或可移動的物體上。②多個安全標志一起設置：應按警告、禁止、指令、提示類型的順序，先左后右、先上后下地排列。機械設備易發(fā)生危險的相應部位，必須有安全標志。③標志檢查與維修：至少每半年檢查一次，以保證安全色正確、醒目。3.信號和警告裝置可察覺性：（1）聽覺信號應明顯超過有效掩蔽閾值，在接收區(qū)內的任何位置都不應低于65dB。（2）緊急視覺信號應使用閃爍信號燈，警告視覺信號的亮度應至少是背景亮度的5倍，緊急視覺信號亮度應至少是背景亮度10倍。（3）任何險情信號應優(yōu)先于其他所有視聽信號。緊急撤離信號＞緊急信號＞警告信號＞其他所有險情信號。六、機械制造生產場所安全技術（一）總平面布置（1）在符合生產流程、操作要求和使用功能的前提下，應采用聯(lián)合、集中、多層布置。（2）多層廠房應將運輸量、荷載、噪聲較大及有振動、有腐蝕溶液和用水量較多的工部布置在廠房的底層。將工藝生產過程中排出有粉塵、毒氣和腐蝕性氣體和火災危險性較大的工部布置在頂層。（3）散發(fā)熱量、腐蝕性、塵毒危害較嚴重及使用易燃易爆物料或氣體、電磁電離輻射危害嚴重的工序，布置在靠外墻和廠房的下風向。危害相同的生產工序宜集中（或相鄰）布置。對于影響嚴重的局部工段，可采用排煙排氣罩機械送、排風，或者采取密閉措施。（二）通道（1）合理組織人流和物流。運輸線路避免與人流交叉、鐵路與道路平面交叉。（2）主要生產區(qū)、倉庫區(qū)、動力區(qū)的道路，應環(huán)形布置。廠區(qū)盡端式道路，應有便捷的消防車回轉場地。道路上部管架和棧橋等，在干道上的凈高不得小于5m。（3）車間橫向主要通道寬度不小于2000mm；機床間的次要通道不小于1000mm。（4）主要人流與貨流通道的出入口分開設置；車間廠房出入口數量不少于2個。（三）設備布置及