第七章 机械设备安全技术

第七章 机械设备安全技术
第一节 化工机械设备分类及通用安全技术 一、化工机械的分类
化工机械总体上可分为两大类， 化工机械总体上可分为两大类，即化工设备和 化工机器。 化工机器。 化工设备主要包括各种容器，如热交换器、 化工设备主要包括各种容器，如热交换器、塔 反应器、槽罐等， 器、反应器、槽罐等，其主要作用部件一般是 静止的，习惯上称静止设备。 静止的，习惯上称静止设备。 化工机器主要包括离心机、压缩机、 化工机器主要包括离心机、压缩机、泵、过滤 破碎机、旋转窑、旋转干燥器、运输机等， 机、破碎机、旋转窑、旋转干燥器、运输机等， 其主要作用部件是经常运动的，习惯上称转动 其主要作用部件是经常运动的， 设备。 设备。
安全防护装置的设置原则有以下几点： (1)以操作人员所站立的平面为基准，凡高度在2m以内的各种 运动零部件应设防护。 (2)以操作人员所站立的平面为基准，凡高度在2m以上，有物 料传输装置、皮带传动装置以及在施工机械施工处的下方，应设 置防护。 (3)凡在坠落高度基准面2m以上的作业位置，应设置防 护。 (4)为避免挤压伤害，直线运动部件之间或直线运动部件与静 止部件之间的间距应符合安全距离的要求。 (5)运动部件有行程距离要求的，应设置可靠的限位装量，防 止因超行程运动而造成伤害。 (6)对可能因超负荷发生部件损坏而造成伤害的，应设置 负荷限制装置。 (7)有惯性冲撞运动部件必须采取可靠的缓冲装置，防止因惯 性而造成伤害事故。 (8)运动中可能松脱的零部件必须采取有效措施加以紧固，防 止由于启动、制动、冲击、振动而引起松动。 (9)每台机械都应设置紧急停机装置，使已有的或即将发生的 危险得以避开。紧急停机装置的标识必须清晰、易识别，并可迅 速接近其装置，使危险过程立即停止并不产生附加风险。
某厂铆工段工人范某在使用卷板机时, 1、某厂铆工段工人范ห้องสมุดไป่ตู้在使用卷板机时,因看到见 滚筒振动并发出声响， 滚筒振动并发出声响，便去检查测听滚筒轴承和齿 轮。 范某打开滚筒后部的大齿轮安全护罩， 2、范某打开滚筒后部的大齿轮安全护罩，见齿轮是 因为没有油才发出声响， 因为没有油才发出声响，便取来干油在转车时用毛 刷蘸干油为齿轮抹油。 刷蘸干油为齿轮抹油。 抹油时齿轮咬合处一下子将毛刷带进， 3、抹油时齿轮咬合处一下子将毛刷带进，范某措手 不及右手也被带进至手腕处， 不及右手也被带进至手腕处，范死命强拽将被绞碾 粉碎的右手拽掉。 粉碎的右手拽掉。 事故原因 范某思想麻痹， 范某思想麻痹，在转车情况下违章用毛刷为转 动的大齿轮抹油，造成绞掉右手的重伤事故。 动的大齿轮抹油，造成绞掉右手的重伤事故。 防范措施 安全工作规程明确规定： 1、安全工作规程明确规定：检修和保养转动机 械设备，必须先撤电源， 械设备，必须先撤电源，停机后方可进行检修或保 严禁在转机情况下靠近转动部位进行打油、 养。严禁在转机情况下靠近转动部位进行打油、擦 清扫等保养工作。 拭、清扫等保养工作。 加强职工安全思想教育， 2、加强职工安全思想教育，克服习惯性违章行 为。
一、事故经过 2005年8月9日，在某盐业公司制盐工段夜班时间，由于一活塞 式离心机有异响，维修工段班长谢某、维修工王某等人前去检修。 离心机操作工李某把离心机关闭后，由于惯性，离心机转鼓尚未 完全停下来。此时，谢某就把手伸进了离心机壳内，李某制止未 果，谢某的中指和无名指被夹在了离心机刮刀与筛网之间。王某 用工具把离心机外门打开，谢某的手指才得以抽出。谢某被送往 医院治疗，手指成粉碎性骨折。 现场情况看，当时离心机上方的照明灯不亮，检修人员是借助 附近的灯光进行检修的。 二、原因分析 这起事故是一起典型的责任事故。事故类型属于机械伤害。 在这起事故中，谢某忽视安全，不听警告，冒险作业，在设备 尚未停止的情况下进行检查，属于个人的不安全行为。这是造成 这起事故的直接原因。 工作场地环境不良，工作环境光线较暗，职工不能看清设备情 况，是造成事故的重要原因。 企业对职工教育培训不够，安全措施落实不力，职工缺乏安全 操作技术知识，是造成这次事故的间接原因。
三、机械安全通用技术
1．设计与制造的本质安全措施 本质安全技术是指利用该技术进行机械预定 功能的设计和制造， 功能的设计和制造，不需要采用其他安全防 护措施， 护措施，就可以在预定条件下执行机械的预 定功能时满足机械自身的安全要求。 定功能时满足机械自身的安全要求。 2．减少或限制操作者涉入危险区 (1)提高设备的可靠性。 (1)提高设备的可靠性。 提高设备的可靠性 (2)采用机械化和自动化技术 采用机械化和自动化技术。 (2)采用机械化和自动化技术。 (3)调整、维修的安全。 (3)调整、维修的安全。 调整
2、安全装置是指用于消除或减小机械伤 害风险的单一装置或与防护装置联用的 保护装置。常见的安全装置有以下6 保护装置。常见的安全装置有以下6种： 1)联锁装置 联锁装置。 1)联锁装置。 2)止一动装置 止一动装置。 2)止一动装置。 3)双手操纵装置 双手操纵装置。 3)双手操纵装置。 4)自动停机装置 自动停机装置。 4)自动停机装置。 5)机械抑制装置 机械抑制装置。 5)机械抑制装置。 6)有限运动控制装置。 6)有限运动控制装置。 有限运动控制装置
五、机械伤害事故的预防
1、加强机械设备的安全管理。安全管理好，可使不安全 加强机械设备的安全管理。安全管理好， 状态与不安全行为减少;反之， 状态与不安全行为减少;反之，则会使不安全状态和不安 全行为增加，甚至会成为发生事故的根本原因。 全行为增加，甚至会成为发生事故的根本原因。 控制机械设备的危险和有害因素，以人为目标， 2、控制机械设备的危险和有害因素，以人为目标，对危 险部位给予文字、声音、颜色、光等信息， 险部位给予文字、声音、颜色、光等信息，提醒人们注 意安全。 意安全。 装设安全防护装置， 3、装设安全防护装置，杜绝或减少机械设备在正常工作 期间，或故障状态下， 期间，或故障状态下，甚至在操作者失误情况下发生人 身或设备事故。 身或设备事故。 严格按照机械设备的操作安全守则进行操作， 4、严格按照机械设备的操作安全守则进行操作，不得违 章作业。 章作业。 操作各种机械人员必须经过专业培训 培训， 5、操作各种机械人员必须经过专业培训，掌握机械设备 性能的基础知识，经考试合格持上岗证上岗。上岗作业 性能的基础知识，经考试合格持上岗证上岗。 必须精心操作，正确使用劳动防护用品， 中，必须精心操作，正确使用劳动防护用品，严禁无证 人员开动机械设备。 人员开动机械设备。
机械安全设计 机械安全设计是20世纪80年代开始新兴起来的一种设计技术, 20世纪80年代开始新兴起来的一种设计技术 机械安全设计是20世纪80年代开始新兴起来的一种设计技术,它 是从安全系统工程的角度进行机械产品设计。 是从安全系统工程的角度进行机械产品设计。发达国家在机械 安全设计方面已有比较成熟的理论与方法。 安全设计方面已有比较成熟的理论与方法。 欧盟与美国从90年代起, 90年代起 欧盟与美国从90年代起,就已经将机械产品的安全设计正式列入 国家的先进制造技术体系之中,并将其作为扶植的研究领域。 国家的先进制造技术体系之中,并将其作为扶植的研究领域。国 外的机械安全设计是将安全系统工程的方法、安全人机工程学、 外的机械安全设计是将安全系统工程的方法、安全人机工程学、 可靠性工程学等结合起来, 可靠性工程学等结合起来,通过机械的安全评估来确定机械的安 全性与安全设计目标,从机械结构设计、 全性与安全设计目标,从机械结构设计、使用信息及安全防护三 方面来保证机械的安全性。早在20世纪90年代, 20世纪90年代 方面来保证机械的安全性。早在20世纪90年代,美国就已建立有 关机械安全设计的风险评价模式和设计程序,尽量将危险消除在 关机械安全设计的风险评价模式和设计程序, 机械设计的每一个环节上,从而来切实保证机械的安全。 机械设计的每一个环节上,从而来切实保证机械的安全。 我国在机械安全设计方面起步较晚。尽管我国在安全人机工程、 我国在机械安全设计方面起步较晚。尽管我国在安全人机工程、 可靠性工程学等方面取得了一些成绩, 可靠性工程学等方面取得了一些成绩,但是用安全系统工程的观 点来指导机械安全设计还几乎是空白。近几年来, 点来指导机械安全设计还几乎是空白。近几年来,我国逐步加强 了对机械安全设计研究的支持力度,取得了明显的成效。1997年 了对机械安全设计研究的支持力度,取得了明显的成效。1997年 机械工业技术发展委员会首次组织北京机械科学研究院、湖南 机械工业技术发展委员会首次组织北京机械科学研究院、 大学和济南铸锻机械研究所,进行了项目《 大学和济南铸锻机械研究所,进行了项目《机械产品安全设计及 计算机辅助设计信息系统的研究》研究。 计算机辅助设计信息系统的研究》研究。该项目主要研究机械 产品的通用安全设计、 产品的通用安全设计、金属切削机床的安全设计以及机械产品 行业安全数据库的建立等。实事求是地讲, 行业安全数据库的建立等。实事求是地讲,我国在机械安全设计 方面还远远地落后于发达国家。 方面还远远地落后于发达国家。
安全防护装置的选择 选择安全防护装置的型式应考虑所涉及的机械危险和其 他非机械危险，根据运动件的性质和人员进入危险区的需要 决定。对特定机器安全防护应根据对该机器的风险评价结果 进行选择。 (1)机械正常运行期间操作者不需要进入危险区的场 合。 操作者不需要进入危险区的场合，应优先考虑选用固定 式防护装置，包括进料、取料装置，辅助工作台，适当高度 的栅栏及通道防护装置等。 (2)机械正常运转时需要进入危险区的场合。 当操作者需要进入危险区的次数较多，经常开启固定防 护装置会带来不便时，可考虑采用连锁装置、自动停机装置、 可调防护装置、自动关闭防护装置、双手操纵装置、可控防 护装置等。 (3)对非运行状态等其他作业期间需进入危险区的场 合。 对于机器的设定、示教、过程转换、查找故障、清理或 维修等作业，防护装置必须移开或拆除，或安全装置功能受 到抑制，可采用手动控制模式、止一动操纵装置或双手操纵 装置、点动一有限运动操纵装置等。
二、由机械产生的危险
机械伤害，是机械能的非正常转化或传递， 机械伤害，是机械能的非正常转化或传递，导致对 人员的接触性伤害。其主要形式有夹挤、碾压、 人员的接触性伤害。其主要形式有夹挤、碾压、剪 切割、缠绕、卷入、戳扎、刺伤、摩擦、磨损、 切、切割、缠绕、卷入、戳扎、刺伤、摩擦、磨损、 飞出物打击、高压流体喷射、碰撞和跌落等。 飞出物打击、高压流体喷射、碰撞和跌落等。 机械及其零件对人产生机械伤害的主要原因： 机械及其零件对人产生机械伤害的主要原因：①形 状和表面性能：切割要素、锐边、利角部分、 状和表面性能：切割要素、锐边、利角部分、粗糙 或过于光滑； 相对位置：相对运动， 或过于光滑；②相对位置：相对运动，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 物的相对距离小； 质量和稳定性： 下可能运动的零部件的势能； 质量和速度( 下可能运动的零部件的势能；④质量和速度(加速 可控或不可控运动中的零部件的动能； 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； 械强度不够，零件、构件的断裂或垮塌；⑥弹性元 件的势能，在压力或真空下的液体或气体的势能。 件的势能，在压力或真空下的液体或气体的势能。