第一章机械安全技术

第一章机械安全技术【第一章大纲基本要求】：运用机械安全相关技术和标准，辨识和分析作业场所存在的机械安全隐患，解决转动、传动和加工等机械安全技术问题；运用安全人机工程学理论和知识，解决人机结合的安全技术问题。第一节机械行业安全概要机械是机器与机构的总称，是由若干相互联系的零部件按一定规律装配起来，能够完成一定功能的装置。一般机械装置由电气元件实现自动控制。很多机械装置采用电力拖动。机械是现代生产和生活中必不可少的装备。机械在给人们带来高效、快捷和方便的同时，在其制造及运行、使用过程中，也会带来撞击、挤压、切割等机械伤害和触电、噪声、高温等非机械危害。一、机械产品主要类别机械设备种类繁多。机械设备运行时，其一些部件甚至其本身可进行不同形式的机械运动。机械设备由驱动装置、变速装置、传动装置、工作装置、制动装置、防护装置、润滑系统、冷却系统等部分组成。机械行业的主要产品包括以下12类：(1)农业机械：拖拉机、播种机、收割机械等。(2)重型矿山机械：冶金机械、矿山机械、起重机械、装卸机械、工矿车辆、水泥设备等。(3)工程机械：叉车、铲土运输机械、压实机械、混凝土机械等。(4)石化通用机械：石油钻采机械、炼油机械、化工机械、泵、风机、阀门、气体压缩机、制冷空调机械、造纸机械、印刷机械、塑料加工机械、制药机械等。(5)电工机械：发电机械、变压器、电动机、高低压开关、电线电缆、蓄电池、电焊机、家用电器等。(6)机床：金属切削机床、锻压机械、铸造机械、木工机械等。(7)汽车：载货汽车、公路客车、轿车、改装汽车、摩托车等。(8)仪器仪表：自动化仪表、电工仪器仪表、光学仪器、成分分析仪、汽车仪器仪表、电料装备、电教设备、照相机等。(9)基础机械：轴承、液压件、密封件、粉末冶金制品、标准紧固件、工业链条、齿轮、模具等。(10)包装机械：包装机、装箱机、输送机等。(11)环保机械：水污染防治设备、大气污染防治设备、固体废物处理设备等。(12)其他机械。2)非机械行业的主要产品包括铁道机械、建筑机械、纺织机械、轻工机械、船舶机械等。二、机械设备的危险部位及防护对策机械设备可造成碰撞、夹击、剪切、卷入等多种伤害。其主要危险部位如下：(1)旋转部件和成切线运动部件间的咬合处，如动力传输皮带和皮带轮、链条(2)旋转的轴，包括连接器、心轴、卡盘、丝杠和杆等。3)旋转的凸块和孔处。含有凸块或空洞的旋转部件是很危险的，如风扇叶、凸轮、飞轮等。(4)对向旋转部件的咬合处，如齿轮、混合辊等。(5)旋转部件和固定部件的咬合处，如辐条手轮或飞轮和机床床身、旋转搅拌机和无防护开口外壳搅拌装置等。(6)接近类型，如锻锤的锤体、动力压力机的滑枕等。(7)通过类型，如金属刨床的工作台及其床身、剪切机的刀刃等。(8)单向滑动部件，如带锯边缘的齿、砂带磨光机的研磨颗粒、凸式运动带等。(9)旋转部件与滑动之间，如某些平板印刷机面上的机构、纺织机床等。（二）机械传动机构防护对策机床上常见的传动机构有齿轮啮合机构、皮带传动机构、联轴器等。这些机构高速旋转着，人体某一部位有可能被带进去而造成不幸事故，因而有必要把传动机构危险部位加以防护，以保护操作者的安全。在齿轮传动机构中，两轮开始啮合的地方最危险，如图1—1所示。皮带传动机构中，皮带开始进入皮带轮的部位最危险，如图1—2所示。联轴器上裸露的突出部分有可能钩住工人衣服等，使工人造成伤害，如图1—3所示。和链轮、齿条和齿轮等。为了保证机械设备的安全运行和操作工人的安全和健康，所采取的安全措施一般可分为直接、间接和指导性三类。直接安全技术措施是在设计机器时，考虑消除机器本身的不安全因素；间接安全技术措施是在机械设备上采用和安装各种安全有效的防护装置，克服在使用过程中产生的不安全因素；指导性安全技术措施是制定机器安装、使用、维修的安全规定及设置标志，以提示或指导操作程序，从而保证安全作业。1.齿轮传动的安全防护。啮合传动有齿轮(直齿轮、斜齿轮、伞齿轮、齿轮齿系)啮合传动、蜗轮蜗杆传动、链条传动等。齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置。应该强调的是：机器外部绝不允许有裸露的啮合齿轮，不管啮合齿轮处在何种位置，因为即使啮合齿轮处在操作工人不常到的地方，但工人在维护保养机器时有可能与其接触而带来不必要的伤害。在设计和制造机器时，应尽量将齿轮装入机座内，而不使其外露。对于一些老设备，如发现啮合齿轮外露，就必须进行改造，加上防护罩。齿轮传动机构没有防护罩不得使用。防护装置的材料可用钢板或铸造箱体，必须坚固牢靠，并保证在机器运行过程中不发生振动。要求装置合理，防护罩的外壳与传动机构的外形相符，同时要便于开启、便于机器的维护保养，即要求能方便地打开和关闭。为了引起工人的注意，防护罩内壁应涂成红色，最好装电气连锁，使得防护装置在开启的情况下机器停止运转。另外，防护罩壳体本身不应有尖角和锐利部分，并尽量使之既不影响机器的美观，又起到安全作用。2.皮带传动机械的防护。皮带传动的传动比精确度较齿轮啮合传动的传动比差，但是当过载时，皮带打滑，起到了过载保护作用。皮带传动机构传动平稳，噪音小，结构简单，维护方便。因此，皮带传动机构广泛应用于机械传动中。但是，由于皮带摩擦后易产生静电放电现象，故不适用于容易发生燃烧或爆炸的场所。皮带传动机构的危险部分是皮带接头处、皮带进入皮带轮的地方，如图1—4中箭头所指部分要加以防护。皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不要小于50mm，设计要合理，不要影响机器的运行。一般传动机构离地面2m以下，要设防护罩。但在下列3种情况下，即使在2m以上也应加以防护：皮带轮之间的距离在3m以上；皮带宽度在15cm以上；皮带回转的速度在9m／min以上。这样万一皮带断裂时，也不至于落下伤人。皮带的接头一定要牢固可靠。安装皮带时要做到松紧适宜。皮带传动机构的防护可采用将皮带全部遮盖起来的方法，或采用防护栏杆防护。3.联轴器等的防护。一切突出于轴面而不平滑的部件(键、固定螺钉等)均增加了轴的危险因素。联轴器上突出的螺钉、销、键等均可能给工人带来伤害。因此对联轴器的安全要求是其上没有突出的部分，也就是采用安全联轴器。但这样并没有彻底排除隐患，根本的办法就是加防护罩，最常见的是Ω型防护罩。轴上的键及固定螺钉必须加以防护。为了保证安全，螺钉一般应采用沉头螺钉，使之不突出轴面；而增设防护装置则更加安全。三、机械伤害的类型及预防对策(一)机械伤害类型机械装置在正常工作状态、非正常工作状态乃至非工作状态都可能发生危险。机械在完成预定功能的正常工作状态下，存在着不可避免的但却是执行预定功能所必须具备的运动要素，有可能产生危害后果。例如，零部件的相对运动，锋利刀具的运转，机械运转的噪声、振动等，使机械在正常工作状态下存在碰撞、切割、环境恶化等对人员安全不利的危险因素。机械装置的非正常工作状态是指在机械运转过程中，由于各种原因引起的意外状态，包括故障状态和检修保养状态。设备的故障，不仅可能造成局部或整机的停转，还可能对人员构成危险，如电气开关故障，会产生机械不能停机的危险；砂轮片破损，会导致砂轮飞出造成物体打击；速度或压力控制系统出现故障．会导致速度或压力失控的危险等。机械的检修保养一般都是在停机状态下进行，但其作业的特殊性往往迫使检修人员采用一些非常规的做法，例如，攀高、进入狭小或几乎密闭的空间、将安全装置短路、进入正常操作不允许进人的危险区等，使维护或修理过程容易出现正常操作不存在的危险。机械装置的非工作状态是机械停止运转时的静止状态，在正常情况下，非工作状态的机械基本是安全的，但不排除发生事故的可能性，如由于环境照度不够而导致人员发生碰撞事故；室外机械在风力作用下的滑移或倾翻；结构垮塌等。在机械行业，存在以下主要危险和危害：(1)物体打击：是指物体在重力或其他外力的作用下产生运动，打击人体而造成人身伤亡事故。不包括主体机械设备、车辆、起重机械、坍塌等引发的物体打击。(2)车辆伤害：是指企业机动车辆在行驶中引起的人体坠落和物体倒塌、飞落、挤压造成的伤亡事故。不包括起重提升、牵引车辆和车辆停驶时发生的事故。(3)机械伤害：是指机械设备运动(静止)部件、工具、加工件直接与人体接触引起的挤压、碰撞、冲击、剪切、卷入、绞绕、甩出、切割、切断、刺扎等伤害。不包括车辆、起重机械引起的伤害。(4)起重伤害：是指各种起重作业(包括起重机安装、检修、试验)中发生的挤压、坠落、物体(吊具、吊重物)打击等。(5)触电：包括各种设备、设施的触电，电工作业时触电，雷击等。(6)灼烫：是指火焰烧伤、高温物体烫伤、化学灼伤(酸、碱、盐、有机物引起的体内外的灼伤)、物理灼伤(光、放射性物质引起的体内外的灼伤)。不包括电灼伤和火灾引起的烧伤。(7)火灾伤害：包括火灾造成的烧伤和死亡。(8)高处坠落：是指在高处作业中发生坠落造成的伤害事故。不包括触电坠落事故。(9)坍塌：是指物体在外力或重力作用下，超过自身的强度极限或因结构稳定性破坏而造成的事故，如挖沟时的土石塌方、脚手架坍塌、堆置物倒塌、建筑物坍塌等。不包括矿山冒顶片帮和车辆、起重机械、爆破引起的坍塌。(10)火药爆炸：是指火药、炸药及其制品在生产、加工、运输、贮存中发生的爆炸事故。(11)化学性爆炸：是指可燃性气体、粉尘等与空气混合形成爆炸混合物，接触引爆物体时发生的爆炸事故(包括气体分解、喷雾、爆炸等)。(12)物理性爆炸：包括锅炉爆炸、容器超压爆炸等。(13)中毒和窒息：包括中毒、缺氧窒息、中毒性窒息。(14)其他伤害：是指除上述以外的伤害，如摔、扭、挫、擦等伤害。(二)机械伤害预防对策措施机械危害风险的大小取决于机器的类型、用途、使用方法，人员的知识、技能、工作态度；同时，还与人们对危险的了解程度和所采取的避免危险的技能有关。正确判断什么是危险和什么时候会发生危险是十分重要的。预防机械伤害包括两方面的对策。1.实现机械本质安全：①消除产生危险的原因。②减少或消除接触机器的危险部件的次数；③使人们难以接近机器的危险部位(或提供安全装置，使得接近这些部位不会导致伤害)；④提供保护装置或者防护服。上述措施是依次序给出的，这些措施也可以结合起来使用。2.保护操作者和有关人员安全：①通过培训来提高人们辨别危险的能力；②通过对机器的重新设计，使危险更加醒目(或者使用警示标志)；③通过培训，提高避免伤害的能力；④采取必要的行动来避免伤害的自觉性。(三)通用机械安全设施的技术要求1.安全设施设计要素设计安全装置时，要把安全人机学的因素考虑在内。疲劳是导致事故的一个重要因素，设计者要考虑以下几个因素，使人的疲劳降低到最小的程度，使操作人员健康舒适地进行劳动。(1)正确地布置各种控制操作装置。(2)正确地选择工作平台的位置及高度。(3)提供座椅。(4)出入作业地点要方便。在无法使用设计来做到本质安全时，为了消除危险，要使用安全装置。设置安全装置，要考虑四方面因素：(1)强度、刚度、稳定性和耐久性。(2)对机器可靠性的影响，例如固体的安全装置有可能使机器过热。(3)可视性(从操作及安全的角度来看，有可能需要机器的危险部位有良好的可见性)。(4)对其他危险的控制，例如选择特殊的材料来控制噪声的强度。2.机械安全防护装置的一般要求（1）安全防护装置应结构简单、布局合理，不得有锐利的边缘和突缘。（2）安全防护装置应具有足够的可靠性，在规定的寿命期限内有足够的强度、刚度、稳定性、耐腐蚀性、抗疲劳性，以确保安全。(3)安全防护装置应与设备运转连锁，保证安全防护装置未起作用之前，设备不能运转；安全防护罩、屏、栏的材料，及其至运转部件的距离，应符合《机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求》GB/T8196——2008的规定。(4)光电式、感应式等安全防护装置应设置自身出现故障的报警装置。(5)紧急停车开关应保证瞬时动作时能终止设备的一切运动。对有惯性运动的设备，紧急停车开关应与制动器或离合器连锁，以保证迅速终止运行。紧急停车开关的形状应区别于一般开关，颜色为红色；紧急停车开关的布置应保证操作人员易于触及，且不发生危险；设备由