机械安全Word格式.docx
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系统安全的认识是根据经济生产部门的专业分工，把安全问题分门别类地按物质生产的不同应用领域和生产的不同手段，分成为不同的系统安全，缺乏一个独立的、整体的安全理论把它们有机地结合起来，仅仅局限于附着在某种生产专业技术理论的应用层次上。
其根本缺陷是没有从思维方式和认识的源头上解决对安全的认识。
2．安全系统的认识方法
安全科学不是只附着于某个生产系统而存在，不是以它存在和应用的领域去划分，而是从安全的角度和以安全为着眼点建立的独立学科，它不同于具体的生产技术学科只研究生产领域中的某个别方面、个别领域或个别问题，不能归结为只是研究或解决具体安全问题的技术方法，而是揭示安全的内在本质与一般规律，并运用这种普遍规律和理论去解决具体应用领域中不同活动模式与机制转换中的安全问题的。
安全科学是有自己独特的理论结构体系的独立科学，是从人的安全需要出发确立的知识体系。
安全科学学科的发展主要集中在学科基本理论、思维逻辑和价值取向等几个方面。
人才的培养以知识结构优化和整体素质提高为主要内容，关键的问题是人的思想观念和思维方式的转变，只有转换旧有系统安全的思维方式，才能够理解安全系统的理论；
也只有理解了新的理论，才有可能彻底改变旧思维方式。
安全系统是由人、物和物人关系三个基本要素组成的系统集合体。
系统中诸要素按内在落逻辑规律，与存在于该系统中的其他要素互相关联，互相制约，互相补充。
由于客观世界的复杂性，使系统的组成要素的某些性质表现出随机特性。
当安全系统某一要素发生变化时，其他要素也相应地改变，要素关系不断变化输出，并反馈回控制过程的各个环节，使系统及时调整，以适应变化的环境这样一种动态过程。
安全问题不能用单纯的某一个要素去解决，也不能仅仅用双要素交叉去解决，而必须是三要素的综合作用才能体现系统的整体功能。
这里，人、物是安全系统过程中的直接要素，人离不开物，得益于物，受害于物；
物人关系是安全的第三要素，关系是安全的本质与核心，安全的实质是关系问题，关系是社会物质活动正常运转的必要条件，同时又是实施安全的手段，因而具有很大的弹性。
安全系统的三个要素在表现形式上有不同的特点，独立存在、互不可取代、构成缺一不可的安全系统整体。
同时，三个要素互相制约，并在一定条件下互相转化，系统的突变或某一要素的恶化，往往会引起系统的安全劣化，甚至导致伤害事故的发生。
安全系统的主要目的就是通过要素之间的相互配合、弥补、协调，实现系统的动态平衡，使安全整体得到优化，实现可接受的最高安全水平。
安全是系统与过程的统一。
安全认识就是对安全系统和安全过程的认识。
安全系统的结构涉及到系统的内部层次，表现为人、物和物人关系三个基本要素及其相互联系和相互作用；
安全系统的功能涉及到该系统与其他事物关系的外部层次，即安全问题与其他事物之间的相互联系和作用。
从过程上讲，表现为对生产系统的危险因素识别，安全风险评价与预测，提出安全要求及对策建议……直至实现安全效果的全过程。
这个过程的特征是过程的执行者不是安全工程专业技术人员本人，而是包括生产系统各个环节的全体成员。
第二节机械的组成规律与机械的状态
一、机械的组成规律
机器的种类繁多，形状大小差别很大，应用目的也各不相同。
从机器最基本的特征入手，把握机器组成的基本规律后可以发现，从最简单的千斤顶到复杂的现代化机床，机器组成的一般规律是：
由原动机将各种形式的动力能变为机械能输入，经过传动机构转换为适宜的力或速度后传递给执行机构，通过执行机构与物料直接作用，完成作业或服务任务，而组成机械的各部分借助支承装置连接成一个整体，其组成结构如图1-1所示。
图1－1机器的组成
1．原动机
原动机是提供机械工作运动的动力源。
常用的原动机有电动机、内燃机、人力或畜力（常用于轻小设备或工具，或作为特殊场合的辅助动力）等。
2．执行机构
执行机构是通过刀具或其他器具与物料的相对运动或直接作用来改变物料的形状、尺寸、状态或位置的机构。
机械的应用目的主要是通过执行机构来实现，机器种类不同，其执行机构的结构和工作原理就不同。
执行机构是一台机器区别于另一台机器的最有特性的部分。
执行机构及其周围区域是操作者进行作业的主要区域，称为操作区。
3．传动机构
传动机构是用来将原动机和工作机构联系起来，传递运动和力（力矩），或改变运动形式的机构。
一般情况是将原动机的高转速、小扭矩，转换成执行机构需要的较低速度和较大的力（力矩）。
常见的传动机构有齿轮传动、带传动、链传动、曲柄连杆机构等。
传动机构包括除执行机构之外的绝大部分可运动零部件。
机器不同，传动机构可以相同或类似，传动机构是各种不同机器具有共性的部分。
4．控制操纵系统
控制操纵系统是用来操纵机械的启动、制动、换向、调速等运动，控制机械的压力、温度。
速度等工作状态的机构系统。
它包括各种操纵器和显示器。
人通过操纵器来控制机器；
显示器可以把机器的运行情况适时反馈给人，以便及时、准确地控制和调整机器的状态，以保证作业任务的顺利进行并防止事故发生。
控制操纵系统是人机接口处，安全人机学要求在这里得到集中体现。
5．支承装置
支承装置是用来连接、支承机器的各个组成部分，承受工作外载荷和整个机器重量的装置。
它是机器的基础部分，分固定式和移动式两类。
固定式与地基相连（如机床的基座、床身、导轨、立柱等）；
移动式可带动整个机械相对地面运动（如可移动机械的金属结构、机架等）。
支承装置的变形、振动和稳定性不仅影响加工质量，还直接关系到作业的安全。
机器在按规定的使用条件下执行其功能的过程中，以及在运输、安装、调整、维修、拆卸和处理时，可能对人员造成损伤或对健康造成危害。
这种伤害在机器使用的任何阶段和各种状态下都有可能发生。
二、机械在各种状态的安全问题
1．正常工作状态
在机器完好的情况下，机器完成预定功能的正常运转过程中，存在着各种不可避免的但却是执行预定功能所必须具备的运动要素，有些可能产生危害后果。
例如，大量形状各异的零部件的相互运动、刀具锋刃的切削、起吊重物、机械运转的噪声等，在机械正常工作状态下就存在着碰撞、切割、重物坠落、使环境恶化等对人身安全不利的危险因素。
对这些在机器正常工作时产生危险的某种功能，人们称为危险的机器功能。
2．非正常工作状态
在机器运转过程中，由于各种原因（可能是人员的操作失误，也可能是动力突然丧失或来自外界的干扰等）引起的意外状态。
例如，意外启动、运动或速度变化失控，外界磁场干扰使信号失灵，瞬时大风造成起重机倾覆倒地等。
机械的非正常工作状态往往没有先兆，会直接导致或轻或重的事故危害。
3．故障状态
故障状态是指机械设备（系统）或零部件丧失了规定功能的状态。
设备的故障，哪怕是局部故障，有时都会造成整个设备的停转，甚至整个流水线、整个自动化车间的停产，给企业带来经济损失。
而故障对安全的影响可能会有两种结果。
有些故障的出现，对所涉及的安全功能影响很小，不会出现大的危险。
例如，当机器的动力源或某零部件发生故障时，使机器停止运转，处于故障保护状态。
有些故障的出现，会导致某种危险状态。
例如，由于电气开关故障，会产生不能停机的危险；
砂轮轴的断裂，会导致砂轮飞甩的危险；
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。
4．非工作状态
机器停止运转处于静止状态时，在正常情况下，机械基本是安全的；
但不排除由于环境照度不够，导致人员与机械悬凸结构的碰撞；
结构垮塌；
室外机械在风力作用下的滑移或倾覆；
堆放的易燃易爆原材料的燃烧爆炸等。
5．检修保养状态
检修保养状态是指对机器进行维护和修理作业时（包括保养、修理、改装、翻建、检查、状态监控和防腐润滑等）机器的状态。
尽管检修保养一般在停机状态下进行，但其作业的特殊性往往迫使检修人员采用一些超常规的做法。
例如，攀高、钻坑、将安全装置短路、进入正常操作不允许进入的危险区等，使维护或修理容易出现在正常操作不存在的危险。
在机械使用的各个环节，机器的不同状态都有危险因素存在，既可在机器预定使用期间经常存在（危险运动件的运动，焊接时的电弧等），也可能意外地出现，使人员不得不面临受到这样或那样伤害的风险。
人们把使人面临损伤或危害健康风险的机器内部或周围的某一区域称为危险区。
就大多数机器而言，传动机构和执行机构集中了机器上几乎所有的运动零部件。
它们种类繁多，运动方式各异，结构形状复杂，尺寸大小不一，所以，即使在机器正常状态下进行正常操作时，在传动机构和执行机构及其周围区域，就有可能形成机械的危险区。
由于传动机构在工作中不需要与物料直接作用，也不需要操作者频繁接触，所以常用各种防护装置隔离或封装起来。
而执行机构由于在作业过程中，需要操作者根据情况不断地调整执行机构与物料的相互位置和状态，使人体的某些部位不得不经常进入操作区等原因，使操作区成为机械伤害的高发区，这是机械的主要危险区，是安全防护的重点。
又由于不同种类机器的工作原理区别很大，表现出来的危险有较大差异，因此又成为安全防护难点。
另外，移动式支承装置的安全防护较固定式更应引起注意。
第三节由机械产生的危险
由机械产生的危险是指在使用机械过程中，可能对人的身心健康造成损伤或危害的起源。
由于危险是引起或增加伤害的条件，所以我们常称为危险因素。
危险通常与其他词组合使用，或具体限定其起源的特定性质，如机械危险、电危险、噪声危险等，或预测对人员造成伤害的作用方式，如打击危险、挤压危险、中毒危险等。
还有其他表述形式，在此不-一列举。
机械的危险可能来自机械自身、机械的作用对象、人对机器的操作，以及机械所在的场所等。
有些危险是显现的，有些是潜在的；
有些是单一的，有些交错在一起，表现为复杂、动态。
随机的特点。
因此，必须把人、机、环境这个机械加工系统作为一个整体研究对象，用安全系统的观点和方法，识别和描述机械在使用过程中可能产生的各种危险、危险状态以及预测可能发生的危险事件，为机器的安全设计以及制定有关机械安全标准和对机械系统进行安全风险评价提供依据。
一、危险有害因素的分类
1．按客体对人体的不利影响分类
按客体对人体的不利影响，危险有害因素可分为危险因素和有害因素。
这是我国劳动安全卫生学领域长期延用的分类方法。
（1）危险因素，即导致人员伤亡的因素。
该因素强调危险事件的突发性和瞬间作用，例如，物体打击、切割、电击、爆炸等。
（2）有害因素，即导致人员患病的因素。
该因素强调在一定时间和范围内危险因素的累积作用效果，例如，粉尘、振动、有毒物等。
2．按不利因素的性质分类
按不利因素的性质不同，可分为物理因素、化学因素、生物因素和生理心理因素。
这是前苏联标准规定的分类方法。
（1）物理性危险和有害的因素。
运转的机器，机械设备的可动部分，能移动的零件、毛坯和材料，破裂结构，作业环境中的粉尘、有害气体、噪声、振动、电的危害等。
（2）化学性危险和有害的因素。
该因素按对人的肌体作用特征不同，又可分为有毒的、刺激的、致癌的、器官病变的化学性危险因素；
按进入人体的渠道不同，可分为通过呼吸道。
肠胃消化道、皮肤和粘膜等有害因素。
（3）生物性危险和有害的因素。
该因素主要包括：
细菌、病毒、螺旋体、真菌等致病微生物及其生命活动产物；
植物和动物等大机体。
（4）生理-心理性危险和有害的因素。
如：
体力负荷过大（长期静态型或动态型的体力超负荷）；
神经心理负荷过重（脑力过度紧张，个别器官过度紧张，劳动单调或感情负担过重）等。
3．按诱发事故的危险源分类
按诱发事故的危险源不同，可分为机械能、化学能、电能、热能、放射能等有害因素。
这是日本青岛贤司根据引发事故的能量形态不同而进行的分类。
4．根据机械设备自身的特点、能量形式及作用方式分类
这是根据国际标准化组织（ISO）的标准，参考工业发达国家的普遍做法，我国现行国家标准采用的分类方法。
由机械产生的危险可分为两大类，一类是机械危险，另一类是非机械危险。
其中非机械危险又可分为电气危险、温度危险、噪声危险、振动危险、辐射危险、材料和物质产生的危险、违反安全人机学原理产生的危险等。
对机械加工设备及其生产过程中的不利因素，不再细分危险与有害因素，一律称为危险因素。
实际上在很多情况下，同一危险因素由于物理量不同，作用的时间和空间不同，有时导致人身伤害，有时引起职业病，有时甚至二者兼有，硬要人为地将同一危险因素时而视为危险因素，时而视为有害因素，反而会造成认识混乱，不利于危险因素的识别和风险的分析评价。
本课件采用的正是这一分类方法。
二、由机械产生的危险
1．机械危险
由于机械设备及其附属设施的构件、零件、工具、工件或飞溅的固体和流体物质等的机械能（动能和势能）作用，可能产生伤害的各种物理因素以及与机械设备有关的滑绊、倾倒和跌落危险。
2．电气危险
电气危险的主要形式是电击、燃烧和爆炸。
其产生条件可以是人体与带电体的直接接触；
人体接近带高压电体；
带电体绝缘不充分而产生漏电、静电现象；
短路或过载引起的熔化粒子喷射热辐射和化学效应。
3．温度危险
一般将29℃以上的温度称为高温，-18℃以下的温度称为低温
（1）高温对人体的影响。
高温烧伤、烫伤，高温生理反应。
（2）低温冻伤和低温生理反应。
（3）高温引起的燃烧或爆炸。
温度危险产生的条件有：
环境温度、热源辐射或接触高温物（材料、火焰或爆炸物）等。
4．噪声危险
噪声产生的原因主要有机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声。
其造成的危害有：
（1）对听觉的影响。
根据噪声的强弱和作用时间不同，可造成耳鸣、听力下降、永久性听力损失，甚至暴震性耳聋等。
（2）对生理、心理的影响。
通常90dB（A）以上的噪声对神经系统、心血管系统等都有明显的影响；
低噪声，会使人产生厌烦、精神压抑等不良心理反应。
（3）干扰语言通讯和听觉信号而引发其他危险。
5．振动危险
振动对人体可造成生理和心理的影响，造成损伤和病变。
最严重的振动（或长时间不太严重的振动）可能产生生理严重失调（血脉失调，如自指；
神经失调；
骨关节失调；
腰痛和坐骨神经痛）等。
6．辐射危险
可以把产生辐射危险的各种辐射源（离子化或非离子化）归为以下几个方面：
（1）电波辐射：
低频辐射、无线电射频辐射和微波辐射；
（2）光波辐射：
主要有红外线辐射、可见光辐射和紫外线辐射；
（3）射线辐射：
X射线和Y射线辐射；
（4）粒子辐射：
主要有α、β粒子射线辐射、电子束辐射、离子束辐射和中子辐射等。
（5）激光。
辐射的危险是杀伤人体细胞和机体内部的组织，轻者会引起各种病变，重者会导致死亡。
7．材料和物质产生的危险
材料和物质产生的危险有：
（1）接触或吸入有害物（如有毒、腐蚀性或刺激性的液、气、雾、烟和粉尘）所导致的危险；
（2）火灾与爆炸危险；
（3）生物（如霉菌）和微生物（如病毒或细菌）危险。
使用机械加工过程的所有材料和物质都应考虑在内。
例如：
构成机械设备、设施自身（包括装饰装修）的各种物料；
加工使用、处理的物料（包括原材料、燃料、辅料、催化剂、半成品和产成品）；
剩余和排出物料，即生产过程中产生、排放和废弃的物料（包括气、液、固态物）。
8．未履行安全人机学原则而产生的危险
由于机械设计或环境条件不符合安全人机学原则的要求，存在与人的生理或心理特征、能力不协调之处，可能会产生以下危险：
（1）对生理的影响。
负荷（体力负荷、听力负荷、视力负荷、其他负荷等）超过人的生理范围，长期静态或动态型操作姿势、劳动强度过大或过分用力所导致的危险。
（2）对心理的影响。
对机械进行操作、监视或维护而造成精神负担过重或准备不足、紧张等而产生的危险。
（3）对人操作的影响。
表现为操作偏差或失误而导致的危险等。
三、机械危险的主要伤害形式和机理
机械危险的伤害实质，是机械能（动能和势能）的非正常做功、流动或转化，导致对人员的接触性伤害。
机械危险的主要伤害形式有夹挤、碾压、剪切、切割、缠绕或卷入、戳扎或刺伤、摩擦或磨损、飞出物打击、高压流体喷射、碰撞和跌落等。
动能是物体由于作机械运动而具有的能量，平均物体的动能等于1/2mv2（m为物体的质量；
V为物体的速度）；
转动物体的动能等于1/2Jω2（平方）（J为物体的转动惯量；
ω为物体的转动角速度）。
势能是物质系统由于相互之间存在作用而具有的能量，由物体的相对位置决定的势能等于mgh（h为物体离地的高度；
g为重力加速度）。
动能和势能可以互相转化。
无论机械危险以什么形式存在，总是与质量、位置、不同运动形式、速度和力等物理量有关。
1．机器零件（或l件）产生机械危险的条件
（1）形状和表面性能：
切割要素、锐边、利角部分，粗糙或过于光滑。
（2）相对位置：
相向运动、运动与静止物的相对距离小。
（3）质量和稳定性：
在重力的影响下可能运动的零部件的位能。
（4）质量和速度（加速度）：
可控或不可控运动中的零部件的动能。
（5）机械强度不够：
零件、构件的断裂或垮塌。
（6）弹性元件（弹簧）的位能，在压力或真空下的液体或气体的位能。
．机械伤害的基本类型
（1）卷统和绞缠。
引起这类伤害的是作回转运动的机械部件（如轴类零件），包括联轴节、主轴、丝杠等；
回转件上的凸出物和开口，例如轴上的凸出键、调整螺栓或销、圆轮形状零件（链轮、齿轮、皮带轮）的轮辐、手轮上的手柄等，在运动情况下，将人的头发、饰物（如项链）、肥大衣袖或下摆卷缠引起的伤害。
（2）卷入和碾压。
引起这类伤害的主要危险是相互配合的运动副，例如，相互啮合的齿轮之间以及齿轮与齿条之间，皮带与皮带轮、链与链轮进入啮合部位的夹紧点，两个作相对回转运动的辊子之间的夹口引发的卷入；
滚动的旋转件引发的碾压，例如，轮子与轨道、车轮与路面等。
（3）挤压、剪切和冲撞。
引起这类伤害的是作往复直线运动的零部件，诸如相对运动的两部件之间，运动部件与静止部分之间由于安全距离不够产生的夹挤，作直线运动部件的冲撞等。
直线运动有横向运动（例如，大型机床的移动工作台、牛头刨床的滑枕、运转中的带链等部件的运动）和垂直运动（例如，剪切机的压料装置和刀片、压力机的滑块、大型机床的升降台等部件的运动）。
（4）飞出物打击。
由于发生断裂、松动、脱落或弹性位能等机械能释放，使失控的物件飞甩或反弹出去，对人造成伤害。
轴的破坏引起装配在其上的皮带轮、飞轮、齿轮或其他运动零部件坠落或飞出；
螺栓的松动或脱落引起被它紧固的运动零部件脱落或飞出；
高速运动的零件破裂碎块甩出；
切削废屑的崩甩等。
另外，弹性元件的位能引起的弹射。
弹簧、皮带等的断裂；
在压力、真空下的液体或气体位能引起的高压流体喷射等。
（5）物体坠落打击。
处于高位置的物体具有势能，当它们意外坠落时，势能转化为动能，造成伤害。
例如，高处掉下的零件、工具或其他物体（哪怕是很小的）；
悬挂物体的吊挂零件破坏或夹具夹持不牢引起物体坠落；
由于质量分布不均衡，重心不稳，在外力作用下发生倾翻、滚落；
运动部件运行超行程脱轨导致的伤害等。
（6）切割和擦伤。
切削刀具的锋刃，零件表面的毛刺，工件或废屑的锋利飞边，机械设备的尖棱、利角和锐边；
粗糙的表面（如砂轮、毛坯）等，无论物体的状态是运动的还是静止的，这些由于形状产生的危险都会构成伤害。
（7）碰撞和刮蹭。
机械结构上的凸出、悬挂部分（例如起重机的支腿、吊杆，机床的手柄等），长、大加工件伸出机床的部分等。
这些物件无论是静止的还是运动的，都可能产生危险。
（8）跌倒、坠落。
由于地面堆物无序或地面凸凹不平导致的磕绊跌伤，接触面摩擦力过小（光滑、油污、冰雪等）造成打滑、跌倒。
假如由于跌倒引起二次伤害，那么后果将会更严重。
人从高处失足坠落，误踏入坑井坠落；
电梯悬挂装置破坏，轿厢超速下行，撞击坑底对人员造成的伤害。
机械危险大量表现为人员与可运动物件的接触伤害，各种形式的机械危险、机械危险与其他非机械危险往往交织在一起。
在进行危险识别时，应该从机械系统的整体出发，考虑机器的不同状态、同一危险的不同表现方式、不同危险因素之间的联系和作用，以及显现或潜在的不同形态等。
四、事故原因分析
安全隐患可存在于机器的设计、制造、运输、安装、使用、报废、拆卸及处理等各个环节。
机械事故的发生往往是多种因素综合作用的结果，用安全系统的认识观点，可以从物的不安全状态、人的不安全行为和安全管理上的缺陷找到原因。
1．物的不安全状态（技术原因）
物的安全状态是保证机械安全的重要前提和物质基础。
这里，物包括机械设备、工具、原材料、中间与最终产成品、排出物和废料等。
物的不安全状态构成生产中的客观安全
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