机械设备安全管理及防范措施

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。

　　一、机械设备的危害因素

　　（一）、机械的危害

　　1.静止的危险

　　设备处于静止状态时存在的危险即当人接触或与静止设备作相对运动时可引起的危险。包括：

　　(l)切削刀具有刀刃。

　　(2)机械设备突出的较长的部分，如设备表面上的螺栓、吊钩、手柄等。

　　(3)毛坯、工具、设备边缘锋利和粗糙表面，如未打磨的毛刺、锐角、翘起的铭牌等。

　　(4)引起滑跌的工作平台，尤其是平台有水或油时更为危险。

　　2.直线运动的危险

　　指作直线运动的机械所引起的危险，又可分接近式的危险和经过式的危险。

　　(l)接近式的危险：这种机械进行往复的直线运动，当人处在机械直线运动的正前方而未及时躲让时将受到运动机械的撞击或挤压。

　　①纵向运动的构件，如龙门刨床的工作台、牛头刨床的滑枕、外国磨床的往复工作台等。

　　②横向运动的构件，如升降式铣床的工作台。

　　(2)经过式的危险指人体经过运动的部件引起的危险。包括：

　　①单纯作直线运动的部位，如运转中的带键、冲模。

　　②作直线运动的凸起部分，如运动时的金属接头。

　　③运动部位和静止部位的组合，如工作台与底座组合，压力机的滑块与模具。

　　④作直线运动的刃物，如牛头刨床的刨刀、带锯床的带锯。

　　3.机械旋转运动的危险

　　指人体或衣服被卷进旋转机械部位引起的危险。

　　(l)卷进单独旋转运动机械部件中的危险，如主轴、卡盘、进给丝杠等单独旋转的机械部件以及磨削砂轮、各种切削刀具，如铣刀、锯片等加工刃具。

　　(2)卷进旋转运动中两个机械部件间的危险，如朝相反方向旋转的两个轧辊之间，相互啮合的齿轮。

　　(3)卷进旋转机械部件与固定构件间的危险，如砂轮与砂轮支架之间，有辐条的手轮与机身之间。

　　(4)卷进旋转机械部件与直线运动部件间的危险，如皮带与皮带轮、链条与链轮、齿条与齿轮、滑轮与绳索间、卷场机绞筒与绞盘等。

　　(5)旋转运动加工件打击或绞轧的危险，如伸出机床的细长加工件。

　　(6)旋转运动件上凸出物的打击、如皮带上的金属皮带扣、转轴上的键、定位螺丝、联轴器螺丝等。

　　(7)孔洞部分有些旋转零部件，由于有孔洞部分而具有更大的危险性。如风扇、叶片，带幅条的滑轮、齿轮和飞轮等。

　　(8)旋转运动和直线运动引起的复合运动，如凸轮传动机构、连杆和曲轴。

　　4.机械飞出物击伤的危险

　　(l)飞出的刀具或机械部件，如未夹紧的刀片、紧固不牢的接头、破碎的砂轮片等。

　　(2)飞出的切屑或工件，如连续排出或破碎而飞散的切屑、锻造加工中飞出的工件。

　　（二）、非机械的危害
　　1.电击伤
　　指采用电气设备作为动力的机械以及机械本身在加工过程中产生的静电引起的危险。
　　(l)静电危险如在机械加工过程中产生的有害静电，将引起爆炸、电击伤害事故。
　　(2)触电危险如机械电气设备绝缘不良，错误地接线或误操作等原因造成的触电事故。
　　2.灼烫和冷危害
　　如在热加工作业中被高温金属体和加工件灼烫的危险，或与设备的高温表面接触时被灼烫的危险，在深冷处理或与低温金属表面接触时被冻伤的危险。
　　3.振动危害
　　在机械加工过程中使用振动工具或机械本身产生的振动所引起的危害，按振动作用于人体的方式，可分为局部振动和全身振动。
　　(l)全身振动。由振动源通过身体的支持部分将振动传布全身而引起的振动危害。
　　(2)局部振动。如在以手接触振动工具的方式进行机械加工时，振动通过振动工具、振动机械或振动工件传向操作者的手和臂，从而给操作者造成振动危害。
　　4.噪声危害
　　机械加工过程或机械运转过程所产生的噪声而引起的危害。
　　机械引起的噪声包括：
　　(l)机械性噪声。由于机械的撞击、摩擦、转动而产生的噪声，如球磨机、电锯、切削机床在加工过程中发出的噪声。
　　(2)电磁性噪声。由于电机中交变力相互作用而发生的噪声，如电动机、变压器等在运转过程中发出的噪声。
　　(3)流体动力性噪声。由于气体压力突变或流体流动而产生的噪声、如液压机械、气压机械设备等在运转过程中发出的噪声。
　　5.电离辐射危害
　　指设备内放射性物质、x射线装置、r射线装置等超出国家标准允许剂量的电离辐射危害。
　　6.非电离辐射危害
　　非电离辐射是指紫外线、可见光、红外线、激光和射频辐射等，当超出卫生标准规定剂量时引起的危害。如从高频加热装置中产生的高频电磁波或激光加工设备中产生的强激光等非电磁辐射危害。
　　7.化学物危害
　　机械设备在加工过程中使用或产生的各种化学物所引起的危害。包括：
　　(l)易燃易爆物质的灼伤、火灾和爆炸危险。
　　(2)工业毒物的危害是指机械加工设备在加工过程中使用或产生的各种有毒物质引起的危害。工业毒物可能是原料、辅助材料、半成品、成品、也可能是副产品、废弃物、夹杂物，或其中含有毒成分的其他物质。
　　(3)酸、碱等化学物质的腐蚀性危害，如在金属的清洗和表面处理时产生的腐蚀性危害。
　　8.粉尘危害
　　指机械设备在生产过程中产生的各种粉尘引起的危害。粉尘来源包括：
　　(l)某些物质加热时产生的蒸汽在空气中凝结或被氧化所形成的粉尘，如熔炼黄铜时，锌蒸汽在空气中冷凝、氧化形成氧化锌烟尘。
　　(2)固体物质的机械加工或粉碎，如金属的抛光、石墨电极的加工。
　　(3)铸造加工中，清砂时或在生产中使用的粉末状物质，在混合、过筛、包装、搬运等操作时产生的以及沉积的粉尘，由于振动或气流的影响再次浮游于空气中的粉尘(二次扬尘)。
　　(4)有机物的不完全燃烧，如木材、焦油、煤炭等燃烧时所产生的烟。
　　(5)焊接作业中，由于焊药分解，金属蒸发所形成的烟尘。
　　9.生产环境，指异常的生产环境
　　(l)照明
　　工作区照度不足，照度均度不够，亮度分布不当，光或色的对比度不当，以及存在频闪效应、眩光效应。
　　(2)气温
　　工作区温度过高、过低或急剧变化。
　　(3)气流
　　工作区气流速度过大、过小或急剧变化。
　　(4)湿度
　　工作区湿度过大或过小。

　　二、机械事故发生的直接、间接原因

　　（一）、机械事故发生的直接原因

　　1.机械的不安全状态

　　(l)防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷。

　　①无防护

　　无防护罩，无安全保险装置，无报警装置，无安全标志，无护栏或护栏损坏，设备电气未接地，绝缘不良，噪声大，无限位装置等。

　　②防护不当

　　防护罩未在适当位置，防护装置调整不当，安全距离不够，电气装置带电部分裸露等。

　　(2)设备、设施、工具、附件有缺陷。

　　①设备在非正常状态下运行，设备带“病”运转，超负荷定转等。

　　②维修、调整不良，设备失修，保养不当，设备失灵，未加润滑油等。

　　③机械强度不够，绝缘强度不够，起吊重物的绳索不合安全要求等。

　　④设计不当，结构不合安全要求，制动装置有缺陷，安全间距不够，工件上有锋利毛刺、毛边、设备上有锋利倒棱等。

　　(3)个人防护用品、用具。如防护服、手套、护目镜及面罩、呼吸器官护具、安全带、安全帽、安全鞋等缺少或有缺陷。

　　①所用防护用品、用具不符合安全要求。

　　②无个人防护用品、用具。

　　(4)生产场地环境不良

　　①通风不良

　　无通风，通风系统效率低等。

　　②照明光线不良

　　包括照度不足，作业场所烟雾烟尘弥漫、视物不清，光线过强，有眩光等。

　　③作业场地杂乱

　　工具、制品、材料堆放不安全。

　　④作业场所狭窄。

　　(5)操作工序设计或配置不安全，交叉作业过多。

　　(6)地面滑，地面有油或其他液体，有冰雪。地面有易滑物如圆柱形管子、料头、滚珠等。

　　(7)交通线路的配置不安全。

　　(8)贮存方法不安全，堆放过高、不稳。

　　2.操作者的不安全行为

　　这些不安全行为可能是有意的或无意的。

　　(l)操作错误、忽视安全、忽视警告包括未经许可开动、关停、移动机器;开动、关停机器时未给信号;开关未锁紧，造成意外转动;忘记关闭设备;忽视警告标志、警告信号，操作错误(如按错按钮、阀门、搬手、把柄的操作方向相反);供料或送料速度过快，机械超速运转;冲压机作业时手伸进冲模;违章驾驶机动车;工件刀具紧固不牢.，用压缩空气吹铁屑等。

　　(2)使用不安全设备。临时使用不牢固的设施如工作梯，使用无安全装置的设备，临时拉线不符合安全要求等。

　　(3)机械运转时加油、修理、检查、调整、焊接或清扫。

　　(4)造成安全装置失效。拆除了安全装置，安全装置失去作用。

　　调整错误造成安全装置失效。

　　(5)用手代替工具操作。用手代替手动工具，用手清理切屑。不用夹具固定，用手拿工件进行机械加工等。

　　(6)攀、坐危险位置(如平台护栏、吊车吊钩等)。

　　(7)物体(成品、半成品、材料、工具、切屑和生产用品等)存放不当。

　　(8)穿不安全装束如在有旋转零部件的设备旁作业时穿着过于肥大、宽松的服装、操纵带有旋转零部件的设备时戴手套，穿高跟鞋、凉鞋或拖鞋进入车间等。

　　(9)必须使用个人防护用品，用具的作业或场合中，忽视其使用，如未戴各种个人防护用品。

　　(10)无意或为排除故障而靠近危险部位，如在无防护罩的两个相对运动零部件之间清理卡住物时，可能造成挤伤、夹断、切断、压碎或人的肢体被卷进而造成严重的伤害。

　　（二）、间接原因
　　几乎所有事故的间接原因都与人的错误有关，尽管与事故直接有关的操作人员并没有出错。这些间接原因可能是由于设计人员、设备制造、安装调试、维护保养等人所犯的错误。间接原因包括：
　　1.技术和设计上的缺陷
　　工业构件、建筑物(如室内照明、通风)、机械设备、仪器仪表、工艺过程、操作方法、维修检验等的设计和材料使用等方面存在的问题。
　　(l)设计错误包括强度计算不准，材料选用不当，设备外观不安全，结构设计不合理，操纵机构不当，未设计安全装置等。即使设计人员选用的操纵器是正确的，如果在控制板上配置的位置不当，也可能使操作人员混淆而发生操作错误，或不适当地增加了操作人员的反应时间而忙中出错。
　　设计人员还应注意作业环境设计，不适当的操作位置和劳动姿势都可能引起操作人员疲劳或思想紧张而容易出错。
　　(2)制造错误
　　即使设计是正确的，如果制造设备时发生错误，也会成为事故隐患。在生产关键性部件和组装时，应特别注意防止发生错误。常见的制造错误有加工方法不当(如用铆接代替焊接)，加工精度不够，装配不当，装错或漏装了零件，零件未固定或固定不牢。工件上的划痕、压痕、工具造成的伤痕以及加工粗糙可能造成用力集中而使设备在运行时出现故障。
　　(3)安装错误
　　安装时旋转零件不同轴，轴与轴承、齿轮啮合调整不好，过紧过松，设备不水平。地脚螺拧紧，设备内遗留工具、零件、棉纱等，都可能使设备发生故障。
　　(4)维修错误
　　没有定时对运动部件加润滑油，在发现零部件出现恶化现象时没有按维修要求更换零部件，都是维修错误。当设备大修重新组装时，可能会发生与新设备最初组装时发生的类似错误。安全装置是维修人员检修的重点之一。安全装置失效而未及时修理，设备超负荷运行而未制止，设备带“病”运转，都属于维修不良。
　　2.管理缺陷
　　(l)无安全操作规程或安全规程不完善。
　　(2)规章制度执行不严，有章不循。
　　(3)对现场工作缺乏检查或指导错误。
　　(4)劳动制度不合理
　　(5)缺乏监督。
　　3.教育培训不够，未经培训上岗，操作者业务素质低，缺乏安全知识和自我保护能力，不懂安全操作技术，操作技能不熟练，工作时注意力不集中，工作态度不负责。受外界影响而情绪波动，不遵守操作规程，都是事故的间接原因。
　　4.对安全工作不重视，组织机构不健全，没有建立或落实现代安全生产责任制。没有或不认真实施事故防范措施，对事故隐患调查整改不力。关键是企业领导不重视。

　　三、机械设备的防范措施

　　（一）、危险性大的设备

　　根据事故统计。我国规定危险性比较大、事故率比较高的设备有：压力机、冲床、剪床、压正机、压印机、木工刨床、木工锯床、木工造型机、塑料注射成型机、炼胶机、压砖机、农用脱料机、纸页压光机、起重设备、锅炉、压力容器、电气设备等。

　　这些设备在出厂前必须配备好安全防护装置。

　　（二）、机械的危险部位

　　操作人员易于接近的各种可动零、部件都是机械的危险部位，机械加工设备的加工区也是危险部位。

　　常见的危险零部位件有：

　　1. 旋转轴。

　　2. 相对传动部件如啮合的明齿轮。

　　3.不连续的旋转零件，如风机叶片，成对带齿滚筒。

　　4. 皮带与皮带轮，链与链轮。

　　5. 旋转的砂轮。

　　6.活动板和固定板之间靠近时的压板。

　　7.往复式冲压工具如冲头和模具。

　　8.带状切割工具如带锯。

　　9.蜗轮和蜗杆。

　　10.高速旋转运动部件的表面如离心机转鼓。

　　11.联接杆与链环之间的夹子。

　　12.旋转的刀具刃具。

　　13.旋转的曲轴和曲柄。

　　14.旋转运动部件的凸出物，如键、定位螺丝。

　　15.旋转的搅拌机、搅拌翅。

　　16.带尖角、锐边或利棱的零部件。

　　17.锋利的工具。

　　18.带有危险表面的旋转圆筒如脱粒机。

　　19.运动皮带上的金属接头(皮带扣)。

　　20.飞轮。

　　21.联轴节上的固定螺丝。

　　22.过热过冷的表面。

　　23.电动工具的把柄。

　　24.设备表面上的毛刺、尖角、利棱、凹凸。

　　25.机械加工设备的工作区。

　　（三）、危险的作业

　　本身具有较大的危险性的作业称为特种作业、其危险性和事故率比一般作业大。包括：

　　1.电工作业。

　　2.压力容器操作。

　　3.锅炉司炉。

　　4.高温作业。

　　5.低温作业。

　　6.粉尘作业。

　　7.金属焊接气割作业。

　　8，起重机械作业。

　　9.机动车辆驾驶。

　　10.高处作业等。

　　特种作业人员必须经过现代安全技术培训、考核合格后才能上岗操作。

　　（四）、机械伤害形式

　　机械伤害的形式可分为8类：

　　l.咬入和挤压

　　这种伤害是在两个零部件之间产生的，其中一个或两个是运动零部件，这时人体的四肢被卷进两个部件的接触处。

　　(l)挤压

　　这种危险不一定两个部件完全接触，只要距离很近，四肢就可能受挤压。除直线运动部件外，人手还可能在螺旋输送机、塑料注射成型机中受挤压。如果安装距离过近或操作不当，如在转动阀门的平轮或关闭防护罩时也会受挤压。

　　(2)咬入(咬合)

　　典型的咬入点(也可叫挤压点)是啮合的明齿轮、皮带与皮带轮、链与链轮，两个相反方向转动的轧辊。一般是两个运动部件直接接触，将人的四肢卷进运转中的咬人点。

　　2.碰撞和撞击

　　这种伤害有两种主要形式，一种是比较重的往复运动部件撞人，伤害程度与运动部件的质量和运动速度的乘积即部件的动量有关。另一种是飞来物及落下物的撞击造成的伤害。飞来物主要指高速旋转的零部件、工具、工件、紧固件固定不牢或松脱时，会以高速甩出。虽然这些物体质量很大，但转速很高，而动能与速度的平方成正比，即动能很大。飞来物撞击人体，能使人造成严重的伤害。高速飞出的切屑也能使人受到伤害。

　　3.接触

　　当人体接触机械的运动部件或运动部件直接接触人体时都可能造成机械伤害。运动部件一般指具有锐边、尖角、利棱的刀具，有凸出物的表面和摩擦表面;也包括过热、过冷表面和电绝缘不良而导电的静止物体的表面。后者不属于机械伤害。接触伤害有4类：

　　(l)夹断

　　当人体伸入两个接触部件中间时，人的肢体可能被夹断。夹断与挤压不同，夹断发生在两个部件的直接接触，挤压不一定完全接触，两个部件不一定是刀刃。其中一个是运动部件或两个都是运动部件都能造成夹断伤害。

　　(2)剪切

　　两个具有锐利边刃的部件，在一个或两个部件运动时，能产生剪刀作用。当两者靠近而人的四肢伸入时，刀刃能将四肢切断。

　　(3)割伤和擦伤

　　这种伤害可以发生在运动机械和静止设备上。当静止设备上有尖角和锐边，而人体与该设备作相对运动时，能被尖角和锐边割伤。当然有尖角、锐边的部件转动时，对人造成的伤害更大，如人体接触旋转刀具、锯片，都会造成严重的割伤。高速旋转的粗糙面如砂轮能使人擦伤。

　　(4)卡住或缠住

　　具有卡住作用的部位是指静止设备表面或运动部件上的尖角或凸出物。这些凸出物能绊住、缠住人宽松的衣服，甚至皮肤。当卡住后，有引向另一种危险，特别是运动部件上的凸出物、皮带接头、车床的转轴、加工件都能将人的手套、衣袖、头发、辫子甚至工作服口袋中擦机器用的绵纱缠住而使人造成严重伤害。

　　（五）、机械伤害的结果

　　机械伤害的后果一般比较严重，轻则损伤皮肉，重则断肢致残，甚至危及生命。GB6441—86((企业职工伤亡事故分类》对伤害后果有明确的规定。

　　GB6441—86规定以损失工作日来划分伤害程度。损失工作日是指被伤害者失能的工作时问。

　　该规定对计算方法有严格的标准，计算损失工作日后即可确定伤害程度。其分类如下：

　　①轻伤

　　轻伤是指损失工作日为105—7天的失能伤害。

　　②重伤

　　重伤是指相当于现定损失工作日等于或超过105日的失能伤害。

　　③死亡

　　四、机械设备本质安全措施

　　（一）、本质安全的目的

　　本质安全化的目的是：运用现代科学技术，特别是安全科学的成就，从根本上消除能形成事故的主要条件;如果暂时达不到时，则采取两种或两种以上的相对安全措施，形成最佳组合的安全体系，达到最大限度的安全。同时尽可能采取完善的防护措施，增强人体对各种危害的抵抗能力。

　　（二）、本质安全化的内容

　　设备的本质安全措施可以通过设备本身和控制器的安全设计来实现。

　　l. 本质安全化的基本思路

　　(l)从根本上消除发生事故的条件。许多机械事故是由于人体接触了危险点、如果将危险操作采用自动控制、用专用工具代替人手操作，实现机械化等都是保证人身安全的有效措施。

　　(2)设备能自动防止操作失误和设备故障。设备应有自动防范措施，以避免发生事故。这些措施应能达到：即使操作失误，也不会导致设备发生事故.即使出现故障，应能自动排除，切换或安全停机;当设备发生故障时，不论操作人员是否发现，设备应能自动报警，并作出应急反应，更理想的是还能显示设备发生故障的部位。

　　2.常用的措施

　　(l)采用机械化、自动化和遥控技术。

　　(2)采用可靠性设计，提高机械设备的可靠性。详见下一节。

　　(3)采用安全防护装置。当无法消除危险因素时，采用安全防护装置隔离危险因素是最常用的技术措施。

　　(4)安装保险装置。保险装置又叫故障保险装置。这种装置的作用与安全防护装置稍有不同。它能在设备产生超压、超温、超速、超载、超位等危险因素时，进行自动控制并消除或减弱上述危险。安全阀、单向阀、超载保护装置、限速器、限位开关、爆破片、熔断器、保险丝、力短限制器、极限位置限制器等都是常用的保险装置。

　　(5)采用自监测、报警和处理系统。利用现代化仪器仪表对运行中的设备状态参数进行在线监测和故障诊断。

　　(6)采用冗余技术。冗余技术是可靠性设计常采用的一种技术，即在设计中增加冗余元件或冗余(备用)设备，平时只用其中一个，当发生事故时，冗余设备或冗余元件能自动切换。

　　(7)采用传感技术。在危险区设置光电式、感应式、压力传感式传感器，当人进入危险区，可立即停机，终止危险运动。

　　(8)安装紧急停车开关。

　　(9)向操作者提供机械关键安全功能是否正常(设备的自检功能)的信息。

　　(10)设计程序联锁开关。设计对出现错误指令时，禁止启动的操纵器。这些关键程序只有在正常操作指令下才能启动机械。

　　(ll)配备使操作者容易观察的、能显示设备运行状态和故障的显示器。

　　(12)采用多重安全保障措施。对于危险性大的作业，要求设备运行绝对安全可靠。