注册安全工程师考试讲义安全技术.docx

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注册安全工程师考试讲义安全技术

第一章　机械安全技术

第一部分（机械系统知识）

　　●机械行业安全概要

　　●金属切削机床及砂轮机安全技术

　　●冲压（剪）机械安全技术

　　●木工机械安全技术

　　●铸造安全技术

　　●锻造安全技术

　　第二部分（人机系统知识）

　　●安全人机工程基本知识

　　●人的特性

　　●机械的特性

　　●人机作业环境

　　●人机系统

　　●安全技术规范与标准

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、机械产品主要类别

　　【你知道吗】机械设备是如何组成的？

　　机械行业的主要产品包括以下12类。

　　>>农用机械

　　拖拉机、播种机、收割机械等。

　　>>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。

　　>>工程机械

　　叉车、铲土运输机械、压实机械、混凝土机械等。

　　>>石油化工通用机械

　　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。

　　>>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。

　　>>机床

　　>>汽车

　　载货汽车、公路客车、轿车、改装汽车、摩托车。

　　>>仪表仪器

　　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。

　　>>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。

　　>>包装机械

　　包装机、装箱机、输送机等

　　>>环保机械

　　水污染防治设备、大气污染防治设备等

　　非机械行业主要产品有5种

　　【习题】起重机械运动部件移动范围大，有多个运动机构，绝大多数起重机械本身就是移动式机械，容易发生碰撞、脱钩、倾倒等事故。

在机械行业的12类主要产品中，起重机械属于（　）类的机械产品。

　　A.重型矿山

　　B.汽车

　　C.石油化工通用

　　D.其他

『正确答案』A

『答案解析』本题考查的是机械产品主要类别。

重型矿山机械包括冶金机械、矿山机械、起重机械、装卸机械、工矿车辆、水泥设备等。

参见教材P1。

　　二、机械设备的危险部位及防护对策

（一）机械设备的危险部位

　　>>主要危险部位

（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、链条和链轮、齿条和齿轮等。

（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。

　　（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）机械传动机构安全防护对策

　　为了保证机械设备的安全运行和操作人员的安全和健康，应采取安全技术措施进行防护。

（1）直接措施：

设计机器时，考虑消除机器本身的不安全因素。

（2）间接措施：

安装安全防护装置，克服使用中的不安全因素。

　　（3）指导措施：

定制机器安装、使用、维修的安全规定及标志。

　　>>机床上常见的传动机构（有轮必要罩、有轴必有套）

　　>>齿轮传动的安全防护

　　齿轮传动机构装置全封闭型的防护装置。

　　【特别强调】

　　●机器外部决不允许有裸露的啮合齿轮；

　　●设计和制造时，应尽量将齿轮装入机座内；

　　●防护材料可用钢板或铸造箱体，坚固牢靠，机器运行中不发生振动；

　　●防护罩内壁涂成红色，装电气连锁，罩体无尖角

　　【实物展示】

　　电控阀门装置

　　齿轮防护罩

　　>>皮带传动的安全防护

　　皮带传动装置的防护罩可以采用金属骨架的防护网。

　　与皮带间距不应小于50mm

　　【设置防护的情形】

　　传动机构距地面距离

　　>>联轴器等的安全防护

　　联轴器上突出的螺钉、销、键等均可能给人们带来伤害；

　　联轴器的安全要求是没有突出部分，即采用安全联轴器。

　　【最根本方法】

　　加防护罩（Ω型罩）

　　【习题】在齿轮传动机构中，两个齿轮开始啮合的部位是最危险的部位，不管啮合齿轮处于何种位置都应装设安全防护装置，下列关于齿轮安全防护的做法正确的是（　）。

　　A.齿轮传动机构必须装有半封闭的防护装置

　　B.齿轮防护罩的材料可利用有金属骨架的铁丝网制作

　　C.齿轮防护罩应能方便地打开和关闭

　　D.在齿轮防护罩开启的情况下机器才可以启动

『正确答案』C

『答案解析』本题考查的是机械设备的危险部位及防护对策。

选项A错误，齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置；选项B错误，齿轮防护装置的材料可用钢板或铸造箱体；选项D错误，在齿轮防护罩关闭的情况下机器才可以启动。

参见教材P3。

　　【习题】齿轮啮合机构、皮带、联轴器、蜗轮、蜗杆等都是常用的机械传动机构。

各种机械传动机构的特点不同，其中皮带传动的特点是（　）。

　　A.保护能力强

　　B.传动精度高

　　C.保护不方便

　　D.静电危险性小

『正确答案』A

『答案解析』本题考查的是机械设备的危险部位及防护对策。

皮带传动的传动比精确度较齿轮啮合的传动比差，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、噪声小、结构简单、维护方便，因此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。

参见教材P3。

　　【习题】皮带传动机构具有一定的风险，下图为皮带传动机构示意图，图上表明了A、B、C、D、E五个部分，其中属于危险部位的有（　）。

　　A.A

　　B.B

　　C.C

　　D.D

　　E.E

『正确答案』BDE

『答案解析』本题考查的是机械设备的危险部位及防护对策。

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。

参见教材P3。

　　三、机械伤害类型及预防对策

（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存在危险性。

　　●正常工作状态：

执行中必须具备的运动要素且不可避免；

　　●非正常工作状态：

故障状态和检修保养状态；

　　●非工作状态：

外界环境所造成的影响。

　　机械行业，存在以下主要危险和危害因素：

　　【名词解释】

　　>>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。

　　>>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、挤压等伤亡事故。

不包括起重提升、牵引车辆和车辆停驶时发生的事故。

　　>>机械伤害：

是指机械设备运动或静止部件、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。

　　>>起重伤害：

是指各种起重作业（包括起重机械安装、检修、试验）中发生的挤压、坠落、物体（吊具、吊重物）打击等。

　　>>触电：

包括各种设备、设施的触电，电工作业时触电，雷击等。

　　>>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。

　　（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。

不适用于矿山冒顶片帮和车辆、起重机械、爆破引起的坍塌。

　　>>爆炸

　　●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。

　　●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，接触引爆源发生的爆炸事故（包括气体分解、喷雾爆炸等）。

　　●物理性爆炸：

包括锅炉爆炸、容器超压爆炸等。

（二）机械伤害预防对策措施

　　>>实现机械本质安全（牢记顺序）

（1）消除产生危险的原因；（本质）

（2）减少或消除接触机器的危险部件的次数；（实现自动化）

　　（3）使人们难以接近机器的危险部位或接近也不导致伤害；（警示隔离）

　　（4）提供保护装置或者个人防护装备。

（防护装置）

　　>>保护操作者和有关人员的安全

（1）通过培训，提高人们辨别危险的能力；

（2）通过对机器的重新设计，使危险部位更加醒目，或者使用警示标志；

　　（3）通过培训，提高避免伤害的能力；

　　（4）采取必要的行动增强避免伤害的自觉性。

　　（三）通用机械安全设施的技术要求

　　●安全设施设计要素

　　●机械安全防护装置的一般要求

（1）结构简单、布局合理，无锐利的边缘和突缘。

（2）具有足够的可靠性，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）与设备运转联锁，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、栏材料及与运转部件的距离，应符合规定。

　　（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）紧急停车开关的相关要求；

　　√终止一切运动

　　√应有连锁功能

　　√区别其他且红色

　　√易于触及无危险

　　√按启动顺序重启

　　●机械设备安全防护罩的技术要求

　　√只要操作人员可能触及到的传动部件，在防护罩没闭合前，传动部件就不能运转。

　　√采用固定防护罩时，操作工触及不到运转中的活动部件

　　√开启式防护罩打开时或一部分失灵时，应使活动部件不能运转或运转中的部件停止运动。

　　√防护罩必须坚固牢靠，以避免与活动部件接触造成损坏和工件飞脱造成伤害。

　　√防护罩与活动部件有足够的间隙，避免防护罩和活动部件间的任何接触。

　　√防护罩应牢固的固定在设备或基础上，拆卸、调节时必须使用工具。

　　√不影响操作，在正常操作或维护保养时不需拆卸防护罩。

　　√使用的防护罩不允许给生产场所带来新的危险

　　√防护罩一般不准脚踏和站立，必须做平台或阶梯时，应能承受1500牛顿的垂直力，并采取防滑措施。

　　●机械设备安全防护网的技术要求

　　防护罩应尽量采用封闭结构。

　　当现场需要采用网状结构时应满足：

　　不同网眼开口尺寸的安全距离（mm）

防护人体通过部位

网眼开口宽度

安全距离

手指尖

＜6.5

≥35

手指

＜12.5

≥92

手掌

（不含第一掌指关节）

＜20

≥135

上肢

＜47

≥460

足尖

＜76

（罩底部与所站面间隙）

150

　　【习题】某机械厂一次桥式起重机检修中，一名检修工不慎触及带电的起重机滑触线，遭到强烈电击，坠落地面，经抢救无效身亡。

从主要危险和有害因素角度分析，这起死亡事故属于（　）类型的事故。

　　A.车辆伤害

　　B.触电

　　C.高处坠落

　　D.起重伤害

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是机械伤害类型及预防对策。

触电包括各种设备、设施的触电，电工作业时触电，雷击等。

参见教材P4。

　　【习题】实现机械本质安全有多种方法，例如，

（1）减少或消除操作人员接触机器危险部位的次数；

（2）提供保护装置或个人防护装置；（3）消除生产危险状态的原因；（4）使人员难以接近机器的危险部位，按照机械本质安全的原则，上面四种方法优先顺序是（　）。

　　A.（3）

（1）（4）

（2）　　B.

（1）

（2）（3）（4）

　　C.（4）（3）

（2）

（1）　　D.（3）（4）

（1）

（2）

『正确答案』A

『答案解析』本题考查的是机械伤害类型及预防对策。

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接近也不导致伤害；（4）提供保护装置或者个人防护装备。

参见教材P5。

　　【习题】在无法他用过设计达到本质安全时，为了消除危险，应补充安全装置，设计安全装置时必须考虑的因素有（　）。

　　A.有足够的强度、刚度和耐久性

　　B.不能影响机器运行的可靠性

　　C.不应影响对机器危险部位的可视性

　　D.一律用绝缘材料制作

　　E.一律用金属材料制作

『正确答案』ABC

『答案解析』本题考查的是机械伤害类型及预防对策。

设置安全装置，应考虑的因素主要有：

（1）强度、刚度、稳定性和耐久性；

（2）对机器可靠性的影响；（3）可视性；（4）对其他危险的控制。

参见教材P6。

　　【习题】安全防护罩是预防机械伤害的常用装置，现场应用十分普遍。

设计安全防护罩必须全面考虑各项技术要求。

下列技术要求中，错误的是（　）。

　　A.只有防护罩闭合后，传动部件才能运转

　　B.对于固定安装的防护罩，操作人员身体的任何部位不能触及运动部件

　　C.防护罩与运动部件之间有足够的间隙

　　D.为了便于调整，应安装开启防护罩的按键式机构

『正确答案』D

『答案解析』本题考查的是机械伤害类型及预防对策。

选项D错误，防护罩应牢固的固定在设备或基础上，拆卸、调节时必须使用工具。

参见教材P6。

　　四、机械安全设计与机器安全装置

　　机器安全装置

　　●固定安全装置

　　●连锁安全装置

　　●控制安全装置

　　●自动安全装置

　　●隔离安全装置

　　●可调安全装置

　　●自动调节安全装置

　　●跳闸安全装置

　　●双手控制安全装置

　　机械安全设计

　　●本质安全

　　●失效安全

　　●定位安全

　　●机器布置

（一）本质安全

　　本质安全是通过机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除隐患的一种实现机械安全方法。

（1）本质安全技术

　　不需要采用其他任何安全防护措施，就可以在预定条件下实现预定功能，满足自身的安全要求。

　　【主要包括】

　　避免锐边、尖角和凸出部分；（结构设计）

　　保证足够的安全距离，确定有关物理量的限值；

　　使用本质安全工艺过程和动力源；（重要的措施）

　　动力源：

比如说防触电，本质安全是安全电压。

安全电压就是电气运作的动力源。

（2）限制机械应力

　　机械零件的机械应力不超过许用值，并保证足够的安全系数。

　　（3）提交材料和物质的安全性

　　【主要包括】

　　材料的力学特性；材料能适应预定的环境条件；材料应具有均匀性；应避免采用有毒的材料或物质。

　　（4）履行安全人机工程学原则

　　（5）设计控制系统的安全原则

　　【主要包括】

　　意外启动、速度变化失控、运动不能停止、运动机械零件等脱落飞出、安全装置的功能受阻等。

　　（6）防止气动和液压系统的危险

　　（7）预防电气危害

　　【主要包括】

　　防止电击、电烧伤、短路、过载和静电。

（二）失效安全　

　　设计者应该保证当机器发生故障时不出危险。

　　【主要包括】

　　限制开关、限位装置、制动装置、防下落装置等。

　　（三）定位安全

　　把机器的部件（运动部件）安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全。

　　（四）机器布置

　　●空间；

　　●照明；

　　●管、线布置；

　　●维护时出入安全。

　　（五）机器安全防护装置

　　固定安全装置

　　防止接触机器危险部件

　　　　　　　　专用工具拆卸

　　有效性：

　　固定方法

　　开口尺寸

　　安全距离

　　隔离安全装置

　　阻止靠近危险区域

　　连锁安全装置

　　只有安全装置关合，机器才能够运转；只有机器危险部件停止运动时，安全装置才能开启。

　　自动安全装置

　　危险中人体移开，仅限于低速运动。

　　跳闸安全装置

　　操作到危险点之前，自动使机器停止或反转；

　　控制安全装置

　　控制装置完全闭合，机器才能开动。

　　双手控制安全装置

　　迫使操纵者使用两只手；仅对操作者提供保护

　　可调安全装置

　　无法实现对危险区域隔离情况下，准确使用、正确调节、合理维护

　　自动调节安全装置

　　由于工件的运动自动开启，操作完毕又回到关闭状态。

　　【习题】机械设计本质安全是在设计阶段采取措施来消除隐患的设计方法，下列关于机械安全设计的方法中，不属于机械本质安全设计范畴的是（　）。

　　A.设计安全的控制系统

　　B.设计合理的人行通道

　　C.设计符合人机工程学的原则

　　D.设计安全的传动系统

『正确答案』B

『答案解析』机械本质安全技术不需要采用其他任何安全防护措施，就可以在预定条件下实现预定功能，满足自身的安全要求。

主要包括：

避免锐边、尖角和凸出部分；保证足够的安全距离，确定有关物理量的限值；使用本质安全工艺过程和动力源。

B选项是机器布置。

　　【习题】机械失效安全和定位安全都属于机械本质安全设计的范畴。

下列做法中，不属于机械失效安全设计的是（　）。

　　A.设计操作限制开关

　　B.将机械的危险部件安置到不可触及的地点

　　C.预设限制不应该发生的冲击及运动的制动装置

　　D.设置预防下落的装置

『正确答案』B

『答案解析』失效安全包括：

限制开关、限位装置、制动装置、防下落装置等；定位安全是把机器的部件（运动部件）安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全。

B选项是定位安全。

　　五、机械制造场所安全技术

　　■采光

　　√对厂房一般照明的光窗设置要求：

　　厂房跨度大于12m时：

　　●单跨两边有采光侧窗；

　　●窗宽不小于开间长的一半；

　　●多跨相连各跨有天窗；

　　●跨与跨间不得有墙封死；

　　●照明灯覆盖所有通道；

　　●覆盖长度大于90%的安全通道长度

　　■通道

　　√厂区干道的路面要求：

　　双向行驶干道宽度不小于5米；有单向行驶标志的，主干道宽度不小于3米；危险地段有限速、限高、指示和警示牌。

　　√车间安全通道（宽度）：

　　汽车：

＞3米；电瓶车：

＞1.8米；手推车和三轮车：

＞1.5米；一般人行道：

＞1米。

　　■设备布局

　　√设备类型

　　小型＜6m≤中型≤12m＜大型

　　√设备间距（按大的尺寸要求计算）

　　大型≥2m，中型≥1m，小型≥0.7m

　　√设备与墙、柱距离（满足最大距离要求）

　　大型≥O.9m，中型≥0.8m，小型≥O.7m。

　　√设备防护罩（网）或防护栏

　　有牢固的防护罩（网）＞2m运输线＜设防护栏不低于1.05m。

　　■物料堆放

　　√物料分区

　　同墙或机床轴线平行，正方形堆垛

　　√工器具存放指定位置

　　√坯料限量存入

　　白班1.5倍班加工量，夜班2.5倍，但大件不超过当班定额；

　　√工件物料摆放不超高

　　垛底与垛高比为1：

2时，垛高不超过2米，砂箱堆垛不超过3.5米。

　　■地面状态

　　√为生产而设置的深＞0.2m，宽＞0.1m的坑、壕、池应有防护栏或盖板，夜间应有照明。

　　【习题】机械制造场所的通道包括厂区干道和车间安全通道。

通道的规划、设置与厂内车辆安全行驶、人员安全通行、物料安全运送、灭火救灾等有密切关系。

下列关于机械制造场所通道说法中，正确的有（　）。

　　A.车辆双向行驶的干道的宽度不应小于5m

　　B.厂区干道危险地段应设有限速、限高等类型的警示标志

　　C.电瓶车通道宽度应大于1.5m

　　D.通道边沿标记应醒目，拐弯处应化成直角边沿线

　　E.人行通道的宽度应大于0.5m

『正确答案』AB

『答案解析』C选项电瓶车通道宽度应大于1.8m；D选项通道拐弯处不应是直角边，应有一定的转弯半径；E选项人行通道大宽度应大于1m。

　　【习题】机械制造场所的状态安全直接或间接涉及设备和人的安全，下列关于机械制造场所安全技术的说法中，正确的是（　）。

　　A.采光、自然光与人工照明相结合；保持有足够的光照度

　　B.道路；厂区车辆双向行驶干道宽度不小于5m，进入厂区门口、危险地段需设置限速限高牌，指示牌和警示牌等

　　C.设置布局：

设备间距，大型设备≥2m，小型设备≥0.7m

　　D.物料堆放：

划分物料区域，摆放层高有一定限制

　　E.地面状态：

为生产设置的坑、壕、池必须全封闭

『正确答案』ABCD

『答案解析』E选项：

为生产而设置的深＞0.2m，宽＞0.1m的坑、壕、池应有防护栏或盖板，夜间应有照明。

第二节　金属切削机床及砂轮机安全技术

　　金属切削机床是用切削方法将毛坯加工成机器零件的设备。

金属切削机床上装卡被加工工件和切削刀具，带动工件和刀具进行相对运动。

在相对运动中，刀具从工件表面切去多余的金属层，使工件成为符合预定技术要求的机器零件。

　　一、金属切削机床的危险因素

　　1.机床的危险因素

　　2.机床常见事故及危险因素的控制措施

（1）设备接地不良、漏电，照明没用安全电压，触电；

　　【控制措施】接地可靠、采用安全电压

（2）旋转部位楔子、销子突出，无防护罩；

　　【控制措施】楔子、销子不凸出表面

　　（3）清除铁屑无专用工具，未带护目镜，发生刺割等；

　　【控制措施】专用工具、带护目镜

　　（4）加工细长杆轴料，尾部无防弯装置；甩击伤人；

　　【控制措施】尾部防弯装置及设料架

　　（5）零部件装卡不牢，飞出击伤人体；

　　【控制措施】装卡牢固

　　（6）防护保险装置不全或维修不及时；绞伤、碾伤；

　　【控制措施】及时维修

　　（7）砂轮有裂纹或装卡不合格，碎片伤人事故；

　　【控制措施】选用合格，装卡合理

　　（8）操作旋转机床带手套，绞手事故；

　　【控制措施】加强检查、杜绝违章

　　二、金属切削机床的安全技术措施

　　1.机床运转异常状态

　　机床正常运转时，各项参数均稳定在允许范围内；当各项参数偏离了正常范围，就预示系统或机床本身或设备某一零件、部位出现故障，必须立即查明变化原因，防止事态发展引起事故。

（1）温升异常

　　　　　轴承齿轮箱　　　　　　机床电动机

　　温升超过允许值时，说明机床超负荷或零件出现故障，严重时能闻到润滑油的恶臭和看到白烟。

（2）转速异常

　　由于负荷突然变化或机床出现机械故障，造成机床运转速度突然超过或低于正常转速。

　　（3）振动噪声

　　机床设计不良、制造缺陷、安装缺陷、零部件动作不平衡、零部件磨损、缺乏