第一章 机械安全技术（要点）

　　二、人的心理因素
　　据事故统计资料表明，由人的心理因素而发生的事故约占70%～75%，或者更多。
　　(一)能力 影响能力的因素很多，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。
　　1.感觉、知觉和观察力
　　感觉是大脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。
　　知觉则是大脑对感觉的客观事物的整体反映，即对感觉到的客观事物所做出的反应。
　　观察是有目的、有计划，比较持久地认识某种对象的知觉过程，是一个知觉、思维、言语等综合作用的智力活动过程，它在感知中占有很重要的地位。
　　人们全面、深入、正确地观察事物的能力，叫做观察力。
　　观察力是智力结构的重要组成因素之一。在工业生产和科研等活动中，要求安全监察员具有敏锐的观察力，善于及时发现生产中的不安全因素和潜在的事故隐患，以便采取相应措施减少或避免事故发生。
　　2.注意 注意是指心理活动对一定事物或活动的指向或集中。
　　3.记忆 是大脑经历过的事物的反应，是过去感知过的事物在大脑中留下的痕迹。记忆是从认识开始的，并将感知的知识保持下来。根据保持的程度，分为永久性记忆和暂时性记忆。记忆的特征有：持久性、敏捷性、精确性、准确性等。
　　4.思维 思维就是以已有的知识经验为中心，对客观现实的概括和间接的反应。
　　5.操作能力 操作是人通过运动器官执行大脑的指令对机器进行操纵控制的过程，操作能力水平的高低对安全监察人员及工人搞好本职工作极为重要，它将直接影响人身和设备的安全。
　　以上所述的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。其中观察能力是智力结构的眼睛，记忆能力是智力结构的储存器，思维能力是智力结构的中枢，想象能力是智力结构的翅膀，操作能力是智力结构转化为物质力量的转换器。
　　(二)性格 归纳为冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型等5种
　　性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为方式中区别于他人所表现出来的那些比较稳定的心理特征的总和。道德品质和意志特点是构成性格的基础。
　　安全心理学的任务，就是要深入挖掘和发展劳动者的一丝不苟、踏实细致、认真负责的工作作风，提倡劳动者养成原则性、纪律性、自觉性、谦虚、克己、自制等良好性格;克服和制止粗枝大叶、得过且过、懈怠、消极、狂妄、利己、自满、任性、优柔寡断等这些易于肇事的不良性格。
(三)气质
(四)需要与动机
(五)情绪与情感 生产实践中常会出现以下2种不安全情绪：(1)急躁情绪。 (2)烦躁情绪。
　　(六)意志 【例题】劳动强度指数I的经验计算公式为：( I =T•M•S•W•10

　　第九节机械的特性

　　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。它包括两个方面的内容：

　　(1)在机械产品预定使用期间执行预定功能和在可预见的误用时，不会给人身带来伤害;

　　(2)机械产品在整个寿命周期内，发生可预见的非正常情况下任何风险事故时机器是安全的。

　　(二)机械安全的特性：1. 系统性2.防护性3.友善性4.整体性

　　二、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。

　　(二)故障诊断的基本流程及实施步骤

　　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：

　　(1)信号检测。 (2)特征提取(或称信号处理)。(3)状态识别。(4)诊断决策。

　　(三)故障诊断技术

　　1.振动信号的检测与分析 振动信号一般用位移、速度或加速度传感器来测量。

　　传感器应尽量安装在诊断对象的振动敏感点或离核心部位最近的关键点。对于低频振动，一般要从3个互相垂直的方向上进行检测。对于高频振动，通常只从一个方向上进行检测即可。

　　2.油液分析技术

　　油液分析中，目前应用较多的有光谱油液分析和铁谱油液分析两种。

　　3.温度检测及红外线监测技术::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。常用的探测仪器有红外测温仪、红外成像仪和红外摄影机等。

　　4.超声探伤技术:超声波是比声波振动频率更高的波，检测中常用的是1～5MHz的超声波。它常用来检查内部结构的裂纹、搭接、夹杂物、焊接不良的焊缝、锻造裂纹、腐蚀坑以及加工不适当的塑料压层等。还可以检查管道中流体的流量、流速以及泄露等。

　　5.表面缺陷探伤技术::磁粉探伤、渗透探伤和涡流探伤等几种。

　　三 机械的可靠性设计与维修性设计

　　1.可靠性定义:所谓可靠性是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。

　　2.可靠性度量指标1.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。与可靠度相反的一个参数叫不可靠度。它是系统或产品在规定条件和规定时间内未完成规定功能的概率，即发生故障的概率，所以也称累积故障概率。可靠度数值应根据具体产品的要求来确定，一般原则是根据故障发生后导致事故的后果和经济损失而定。

　　2.故障率(或失效率)故障率是指工作到 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γ(t)，称为故障率函数。

　　3.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，其观测值为产品发生失效前的平均工作时间，或所有试验产品都观察到寿命终了时，它们寿命的算术平均值;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，其观测值等于在使用寿命周期内的某段观察期间累积工作时间与发生故障次数之比。

　　4.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。

　　5.有效度狭义可靠度R(t)与维修度M(f)的综合称为有效度，也称广义可靠度。其定义是，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。

　　二、维修性设计

　　(一)维修及维修性为保持或恢复产品规定功能采取的技术措施叫做维修。

　　维修性是指对故障产品修复的难易程度，即在规定条件和规定时间内，完成某种产品维修任务的难易程度。

　　维修性设计是指产品设计时，设计师应从维修的观点出发，保证当产品一旦出故障，能容易地发现故障，易拆、易检修、易安装，即可维修度要高。维修度是产品的固有性质，它属于产品固有可靠性的指标之一。维修度的高低直接影响产品的维修工时、维修费用，影响产品的利用率。。

　　1.可达性2.零组部件的标准化与互换性 3.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。前者着重从保证产品的工作性能出发，力求不出故障或少出故障，是解决本质安全问题，在方案设计和结构设计阶段就设法消除危险与有害因素;后者则是从维修的角度考虑，一旦产品发生故障，其本身就能自动及时发现故障，并且显示故障或发出警报信号，并能自动排除故障或中止故障的扩展。

　　第十节人机作业环境

　　一、光环境 光通量是最基本的光度量，它可定义为单位时间内通过的光量，是用国际照明组织规定的标准人眼视觉特性(光谱光效率函数)来评价的辐射通量，单位为流明(1m)。利用光电管可测量光通量。2.发光强度

　　发光强度简称光强，是指光源发出并包含在给定方向上单位立体角内的光通量，常用来描述点光源的发光特性。3.亮度 指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比，亮度的单位为坎德拉每平方米(cd/m2)，亮度可用亮度计直接测量。4.照度 照度是被照面单位面积上所接受的光通量。单位为勒克司(lx)。E=Q/S 测定照度使用光电池照度计。

　　(二)照明对作业的影响1照明与疲劳2.照明与事故

　　(一)颜色的特性颜色的特性颜色具有色调、明度、彩度三个基本特性。

　　1. 色调。色调是指颜色所具有的搜此相互区别的特性， 2.明度。明度指颜色的明暗程度，藉此区别颜色的明暗与深浅，是物体颜色在量方面的特征。这种感觉由于光线强度不同而引起视觉对反射光的反应程度也不同。白色明度大，纯白色反射100%的光;黑色明度小，纯黑色反射0%的光。3.彩度。彩度也叫饱和度、纯洁鹰，是指颜色的鲜明程度。黑、白、灰是由许多不同波长的光混合而成，彩度最小。

　　(二)色彩对人的影响

　　1.色彩对生理的影响色彩的生理作用主要表现在对视觉疲劳的影响。2.色彩对心理的影响 (1)色彩的冷暖感。 (2)色彩的轻重感。(3)色彩的尺度感。(4)色彩的距离感。 (5)色彩的软硬感。(6)色彩的情绪感。

　　三、微气候环境(一)构成微气候的要素及相互联系1.空气温度空气温度是评价热环境的主要指标，它分为舒适温度和允许温度，舒适温度应在(21±3)℃范围内。2空气湿度一般情况下，相对湿度在30%一70%时感到舒适。3气流速度一般气流速度为0.15 m/s时，人即可感到空气新鲜。4热辐射
　　(二)人体对微气候环境的感受与评价
　　1人体的热交换与平衡，人体皮肤温度在36.5℃左右，人感到舒适。人体单位时间向外散发的热量H，取决于人体的四种散热方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热交换和传导热交换。
　　(2)舒适的湿度。舒适的湿度一般为40%一60%。湿度在70%以上为高气湿，在
　　(3)舒适的风速。在工作人数不多的房间里，空气的最佳速度为0.3 m/s;而在拥挤的房间里为0.4 m/s。室内温度和湿度很高时，空气流速最好是l一2m/s。
　　目前，评价微气候环境有四种方法或指标。
　　(1)有效温度(感觉温度)。有效温度高时人的判断力减退， (2)不适指数。它综合了气温和湿度两个因索。
　　(3)三球温度指数(WBGT)。它是指用干球、温球和黑球三种温度综合评价允许接触高温的阈值指标。
　　(4)卡他度。卡他温度计是一种测定气温、湿度和风速三者综合作用的仪器。卡他度一般用来评价劳动条件舒适程度。卡他度分为千卡他度和湿卡他度两种。千卡他度包括对流和辐射的散热效应。湿卡他度则包括对流、辐射和蒸发三者综合的散热效果。一般H值越大，散热条件越好。
　　(三)微气候环境对人体的影响
　　1.高温作业环境对人体的影响,一般将热源散热量大于84kJ/(m2•h)的环境叫高温作业环境。
　　(1)高温环境使人心率和呼吸加快。 (2)湿热环境对中枢神经系统具有抑制作用。(3)高温环境下，人的水分和盐分大量丧失。另外，事故发生率与温度有关。
　　2.低温环境对人体的影响
　　操作灵巧度的临界皮肤温度在12～16℃之间，长时间暴露于10℃以下，手的操作效率会显著降低。

　　第十一节 人 机 系 统
　　(一)人在人机系统中的主要功能
　　人在人机系统中主要有3种功能：(1)传感功能。 (2)信息处理功能。(3)操纵功能。。
　　(二)人机特性的比较 信息感受、信息处理和决策、操作反应、工作能力等
　　人优于机器的能力主要有：信号检测、图像识别、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，耐久力强，重复性好，短期记忆，能同时完成多种操作、演绎推理以及能在恶劣环境下工作等。
　　(三)人机功能分配原则
　　根据人机特性的比较，为了充分发挥各自的优点，人机功能合理分配的原则应该是：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、规律性的、单调的、高价运算的、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、指令和程序的编排、检查、维修、故障处理及应付不测等工作，适合于人来承担。
　　【例题】人优于机器的能力主要有：(　　)A. 通用性强 C、图像识别能力强E、随机应变能力强
　　三、人机系统可靠性计算
　　1.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
　　(1)连续作业。在作业时间内连续进行监视和操纵的作业，(2)间歇性作业。在作业时间内不连续地观察和作业
　　(二)人机系统的可靠度计算
　　人机系统可靠度采用并联方法来提高。常用的并联方法有并行工作冗余法和后备冗余法。它与并行工作冗余法不同之处在于后备冗余法有备用单元，当系统出现故障时，才启用备用单元。
　　1.两人监控人机系统的可靠度
　　当系统由两人监控时，控制如图4—8所示。一旦发生异常情况应立即切断电源。该系统有以下两种控制情形。
(1)异常状况时，相当于两人并联，可靠度比一人控制的系统增大了
(2)正常状况时，相当于两人串联，可靠度比一人控制的系统减小了，即产生误操作的概率增大了
　　2.多人表决的冗余人机系统可靠度,上述两人监控作业是单纯的并联系统，所以正常操作和误操作两种概率都增加了，而由多数人表决的人机系统就可以避免这种情况。
　　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 机器的可靠性高于人的可靠性。
2.高可靠性组成单元要素原则 系统要采用经过检验的、高可靠性单元要素来进行设计。
3.具有安全系数的设计原则
4.高可靠性方式原则
　　为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动保险装置等高可靠度结构组合方式。
(1)系统“自动保险”装置。
(2)系统“故障安全”结构。
　　从系统控制的功能方面来看，故障安全结构有以下几种：
　　①消极被动式。组成单元发生故障时，机器变为停止状态。
　　②积极主动式。组成单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。③运行操作式。即使组成单元发生故障，机器也能运行到下次的定期检查。通常在产业系统中，大多为消极被动式结构。
5.标准化原则
6.高维修度原则 应采用零件标准化、部件通用化、设备系列化的产品。
7.事先进行试验和进行评价的原则
8.预测和预防的原则
9.人机工程学原则
10.技术经济性原则
11.审查原则
12.整理准备资料和交流信息原则
13.信息反馈原则
14.设立相应的组织机构

结束