注安辅导第四章安全人机工程

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5. 情绪与情感。不安全情绪有急躁情绪和烦躁情绪。
6. 意志。
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第三节 机械的安全特性及故障诊断技术
了解机械安全的特性;
掌握人机系统常见的事故及其原因; 熟悉机械设备故障诊断技术。
一、机械安全的定义及特性 机械安全:是指机器在按使用说明书规定的预定使用条件下
,执行其功能和在对其进行运输、安装、调试、运行、维修 、拆卸和处理时对操作者不发生损伤或危害其健康的能力。
出发,保证当产品一旦出故障,能容易发现故障、易 拆、易检修、易安装,即可维修度要高。 维修性设计中应考虑的主要问题:可达性、零组部件 的标准化与互换性、维修人员的安全。 (三)可靠性设计与维修性设计的关系。可靠性设计和维修 性设计是从不同的角度来保证产品的可靠性。
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第五节 人机系统
第一节 安全人机工程基础知识
一、安全人机工程的概念、研究内容及其分类 人机系统的类型:主要有两类,一类为机械化、半机械化
控制的人机系统;另一类为全自动化控制的人机系统。
1)机械化、半机械化控制的人机系统是现代生产中应用最 多的人机系统,控制器主要由人来操作。
2)在全自动化控制的人机系统中,系统的安全性主要取决
三、机械设备结构可靠性设计要点
确定零件合理的安全系数
储备设计(冗余设计) 耐环境设计
简单化和标准化设计 提高结合部的可靠性 结构安全设计 设置齐全的安全装置
人机界面设计
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四、维修性设计
(一)维修及维修性。维修性是指对故障产品修复的难易程度

(二)产品结构的维修性设计。 维修性设计是指产品设计时,设计师应从维修的观点
超声探伤技术:可以对所有固体材料进行探伤和检测 。 表面缺陷探伤技术:磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤 。
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第四节 机械的可靠性设计与维修性设计
了解机械失效三个阶段和维修度、有效度、平均无故障 工作时间;
熟悉可靠性定义、故障率、可靠性预计、人机界面设计、 维修性设计、机械设备结构可靠性设计要点。
(四)振动监测与诊断技术
振动定义:物体围绕其平衡位置作往复运动。从频率范围振动 可分为低频振动(f<1kHz)和高频振动(f>10 kHz); 从振动信号的统计特征可分为稳态振动和随机振动。
振动信号的检测与分析。一般用位移、速度或加速度传 感器来测量。
振动诊断中的故障判别标准。
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1. 能力:是人们顺利完成某种任务的心理特征。主要有感觉、
知觉、观察力、注意力、记忆力、思维想象力和操作能力等 。各种能力的总和就构成人的智力,它包括人的认识能力和 活动能力。
2. 性格。主要有冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型等五种。
3. 气质。气质的表现特征有4种。 4. 需要与动机。对安全的需要更为突出。
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二、系统或产品的可靠性预计
产品的可靠性预计:是根据零组部件的可靠性数据来
预算产品的可靠性指标,如可靠度、故障率或平均寿命 等。
可靠性预计的目的:是为可靠性设计选择最佳设计 方案提供可靠依据。
1)串联系统的可靠性预计 2)并联系统的可靠性预计 3)串并联系统的可靠性预计
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五、人机系统可靠性设计基本原则
1、系统的整体可靠性原则
2、高可靠性组成单元要素原则
3、具有安全系数的设计原则
4、高可靠性方式原则
5、标准化原则
6、高维修度原则
7、事先进行试验和进行评价的原则
于机器的本质安全性、机器的冗余系统失灵以及人处于低负 荷时应急反应变差等 。
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第一节 安全人机工程基础知识
二、机械设计本质安全
定义:是指机械的设计者,在设计阶段采取措施来消除隐
患的一种实现机械安全的方法。
机械失效安全:机械设计者应该在设计中考虑到当发生 故障时不出危险 。
机械部件的定位安全:把机械的部件安置到不可能触及 的地点,通过定位达到安全的目的。
注安辅导第四章安全人机工程
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第四章 安全人机工程第源自节 安全人机工程基本知识第二节 人的特性 第三节 机械的安全特性及故障诊断技术 第四节 机械的可靠性设计与维修性设计 第五节 人机系统
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第一节 安全人机工程基础知识
一、安全人机工程的概念、研究内容及其分类
定义:安全人机工程是运用人机工程学的理论和方法研究
辨别声音的方向和距离。 听觉的掩蔽。 3、人的感觉反应 反应时间:感觉反应时间到开始动作所用时间的总和。 减少反应时间的途径。
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一、人的生理因素
(二)人体的特性参数
人体特性参数分为四类:静态参数,动态参数,生理学参 数,生物力学参数。
人体劳动强度参数:
1)能量代谢率; 2)耗氧量; 3)心率F; 4)劳动强度指数I。 劳动强度指数I是区分体力劳动强度等级的指标。体力劳动强 度按I大小分为四级:轻劳动、中等强度劳动、重强度劳动、 很重体力劳动。
触电等伤害事故。 (二)事故原因:机械设备存在先天性潜在缺陷;设备磨
损或老化 ;人的不安全行为。
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三、机械设备故障诊断技术
(一)机械设备状态监测及故障诊断模型
故障诊断是研究机械设备运行状态变化的信息,进而识别、 预测和监视机械运行状态的技术方法。
及时而正确地掌握状态向量是进行诊断的先决条件,为此就 要用传感器或其他检测手段进行状态信号的监测。
三、机械设备故障诊断技术
(五)其他故障诊断技术
油液分析技术:目前应用较多的有光谱油液分析和铁谱油液分析 两种 。
温度检测及红外线监测技术。根据温度变化特征可以了解设备的
运行状态。红外线测温的原理是利用红外线探测器将红外线辐射产生 的热效应和光电效应转换成人们能识别的信号。常用的探测器有热电 探测器、热敏探测器和光子探测器等,相关的仪器有红外测温仪、红 外成像仪和红外摄影机等。
可靠度:可靠度是可靠性的量化指标,即系统或产品在规定 条件和规定时间内完成规定功能的概率。可靠度是时间的函
数,常用R(t)表示,称为可靠度函数。 故障率:指工作到t时刻尚未发生故障的产品,在该时刻后单
位时间内发生故障的概率。故障率也是时间的函数,记为λ(t) ,称为故障率函数。
产品在其整个寿命期间内各个时期的故障率是不同的,其故障 率随时间变化的曲线成寿命的曲线。
觉:形状错觉,色彩错觉,物体运动错觉。 视觉损伤与视觉视觉疲劳。 视觉的运动规律。
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一、人的生理因素
(一)人的感觉与感觉器官 2、听觉。听觉的功能有分辨声音的高低和强弱,还可以判断环
境中声源的方向和远近。 听觉绝对阈限:频率阈限、声压阈限和声强阈限。
听觉的辨别阈限:人耳具有区分不同频率和不同强度声音的能 力。
人的基本可靠度。系统不因人体差错发生功能降低和故障时人 的成功概率,称为人的基本可靠度,用r表示。 (1)连续作 业 ;(2)间歇性作业。
人的作业可靠度。 (二)人机系统的可靠度计算 两人监控人机系统的可靠度
多人表决的冗余人机系统可靠度
控制器监控的冗余人机系统可靠度
自动控制冗余人机系统可靠度
一、可靠性定义及其度量指标
可靠性定义:指系统或产品在规定的条件和规定的时间内 ,完成规定功能的能力。
可靠性度量指标:可靠度、故障率(或失效率)、平 均寿命(或平均无故障工作时间)、维修度、有效度。
产品的失效过程:早期故障期、偶发故障期、磨损故障期,
用浴盆曲线表示。
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一、可靠性定义及其度量指标
(二)故障诊断的基本流程及实施步骤
包括诊断文档建立和诊断实施两大部分。 诊断实施过程是故障诊断的中心工作,它可以细分为4
个基本步骤:信号检测 、特征提取(或称信号处理) 、状态
识别、诊断决策 。
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三、机械设备故障诊断技术
(三)故障诊断与状态监测
状态监测一般由现场操作人员进行,故障诊断则一般由专门人 员进行。
人机功能分配原则:笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精 度高的、单调的操作复杂的、环境条件差的工作,适合于机器 来做;而研究、创造、决策、检查、维修、故障处理等工作, 适合于人来承担。
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四、人机系统可靠性计算
(一)系统中人的可靠度计算
人的可靠度计算(定量计算)也是很困难的。
机器的安全布置:考虑空间,照明,管、线布置等因素。
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第二节 人的特性
了解人的感官与器官、视觉损伤、疲劳、听觉特性; 熟悉人的感觉反应、人体特性参数及人的心理因素。
一、人的生理因素与安全的关系
(一)人的感觉与感觉器官 1、视觉 常见的几种视觉现象:暗适应与明适应能力;眩光;视错
“人—机—环境”系统,并使三者在安全的基础上达 到最佳匹配,以确保系统高效、经济运行的一门综合 性的科学。 主要研究内容:人与机器的关系,主要内容包括四个 方面。 解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化 ,让工业机器人代替人的部分危险操作,从根本上将 人从危险作业环境中彻底解脱出来。
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消除疲劳的途径:在进行显示器和控制器设计时应充分考虑人的
生理心理因素;改善工作环境,科学地安排环境色彩、环境装饰及 作业场所布局、合理的温湿度、充足的光照等;合理安排作息时间 ,注意劳逸结合等。
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一、人的生理因素
(四)疲劳
疲劳的测定方法有:
1)主观感觉调查表法。 2)分析脑电图。已成功地用于追踪坐姿操作,如对车辆驾
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三、人机功能分配
在人机系统中,人与机完成各自的功能,只有二者合理配合 ,协调一致,才能使人机系统达到最佳效果。
人在人机系统中的主要功能:传感功能、信息处理功能、操 纵功能。
人机特性的比较:从信息感受、信息处理和决策、操作反应、工 作能力等四个方面来比较。人优于机器的能力主要有:信号检测 、灵活性、随机应变、归纳、推理、判断、创造性等;机器优于 人的能力主要有:反应、操作速度快、精确性高、输出功率大、 能在恶劣环境下工作等。
机械安全的特性:现代机械安全具有系统性、防护性、友 善性、整体性。
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二、人机系统常见的事故及其原因
(一)常见的事故
1)卷入和挤压:来自旋转机械的旋转零部件,是造成机械 事故的主要原因,其发生的频率最高,约占机械伤害事 故的47.7%。
2)碰撞和撞击:来自直线运动的零部件和飞来物或坠落物。 3)接触伤害:指划伤或割伤的机械伤害和冻伤、烫伤及
了解人机信息与能量交换系统模型、人的可靠性分析;
熟悉人机系统、人机功能分配、人机系统可靠性计算; 掌握人机系统可靠性设计基本原则。
一、人机信息及能量交换系统模型
人机系统的任何活动实质上是信息及能量的传递和交换。
二、人机系统 为了取得人机系统的最佳效果,对人和机分别提出“人
适应于机”、“机适宜于人”的不同要求,即“人适机”与 “机宜人”。
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一、人的生理因素
(三)疲劳
疲劳的定义:疲劳分为肌肉疲劳(或称体力疲劳)和精神疲劳(或
称脑力疲劳)两种。
疲劳的原因:超过生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳 动、作业环境不良、单调乏味的工作、不良的精神因素、肌 体状况不良以及长期劳逸安排不当等人的生理、心里因素及 管理方面的因素。
驶人员的疲劳研究。 3)测定闪频值(CFF)。 4)智能测验:包括理解能力、判断能力和运动反应等功能
测验。若出现疲劳,则反应时间会增加。 5)精神测验。当疲劳时,思维能力也随之降低。
6)连续拍摄人体动作的变化。
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二、人的心理因素
据事故统计资料表明,由人的心里因素而发生的事故约占 70%~75%,或者更多。
平均寿命(或平均无故障工作时间):对非维修产品称平 均寿命,对于维修产品来说,称平均无故障工作时间或平 均故障间隔时间。
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一、可靠性定义及其度量指标
维修度:维修度是指维修产品发生故障后,在规定条
件(备件贮备、维修工具、维修方法及维修技术水平 等)和规定时间内能修复的概率,它是维修时间τ的函 数,用M(τ)表示,称为维修度函数。 有效度:狭义可靠度R(t)与维修度M(τ)的综合称为有效 度,也称广义可靠度。其定义为:对维修产品,在规定 的条件下使用,在规定维修条件下修理,在规定的时间 内具有或维持其规定功能处于正常状态的概率 。
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