2019年安全工程师《其他安全》章节讲义：第一章第一节

第一节 机械安全基础知识

　　机械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。

　　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、润滑系统和冷却系

　　统等部分组成。

　　一、机械的危险部位及防护对策

　　(一)机械设备的危险部位：

　　(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、混合辊等。

　　(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：

　　在齿轮传动机构中，两轮开始啮合的地方最危险。

　　皮带传动机构中，皮带开始进入皮带轮的部位最危险。

　　联轴器上裸露的突出部分有可能钩住工人衣服等，给工人造成伤害。

　　1、 齿轮传动的安全防护

　　啮合传动有齿轮啮合传动、蜗轮蜗杆和链条传动等。

　　齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置。

　　2、 皮带传动的安全防护

　　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。

　　皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不应小于 50mm。

　　3、 联轴器等的安全防护

　　根本的办法就是加防护罩，最常见的是Ω型防护罩。

　　螺钉一般应采用沉头螺钉

　　二、实现机械安全的途径与对策措施

　　实现机械设备安全遵循以下两个基本途径：选用适当的设计结构，尽可能避免危险或减小风险;通

　　过减少对操作者涉入危险区的需要，限制人们面临危险，避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧

　　张和疲劳。消除或减小相关的风险，应按下列等级顺序选择安全技术措施，即“三步法”。

　　第一步：本质安全设计措施，也称直接安全技术措施，指通过适当选择机器的设计特性和暴露人员

　　与机器的交互作用，消除或减小相关的风险。此步是风险减小过程中的第一步，也是最重要的步骤。

　　第二步：安全防护或补充保护措施，也称间接安全技术措施。如果仅通过本质安全设计措施不足以

　　减小风险时，可采用用于实现减小风险目标的安全防护或补充保护措施。

　　第三步：使用信息，也称提示性安全技术措施。如果以上两步技术措施不能实现或不能完全实现时，

　　应使用信息明确警告剩余风险，说明安全使用设备的方法和相关的培训要求等。

　　(一)采用本质安全技术

　　本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措

　　施。

　　1.合理的结构型式

　　2.限制机械应力以保证足够的抗破坏能力

　　3.使用本质安全的工艺过程和动力源

　　4.控制系统的安全设计

　　5.材料和物质的安全性

　　6.机械的可靠性设计

　　7.遵循安全人机工程学的原则

　　(二)安全防护措施

　　安全防护措施是指从人的安全需要出发，采用特定技术手段，防止仅通过本质安全设计措施不足以

　　减小或充分限制各种危险的安全措施，包括防护装置、保护装置及其他补充安全保护措施。

　　安全防护的重点是机械的传动部分及机械的其他运动部分、操作区、高处作业区、移动机械的移动

　　区域，以及某些机器由于特殊危险形式需要特殊防护等。

　　1.防护装置

　　通常采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏等结构和封闭式装置，用于提供保护的物理屏障，将人与危险

　　隔离，为机器的组成部分。

　　1)防护装置的功能

　　(1)隔离作用，防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件。

　　(2)阻挡作用，防止飞出物打击，高压液体意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等。

　　(3)容纳作用，接受可能由机械抛出、掉落、射出的零件及其破坏后的碎片等。

　　(4)其他作用，在有特殊要求的场合，还应对电、高温、火、爆炸物、振动、辐射、粉尘、烟雾、

　　噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽作用。

　　2)防护装置的类型

　　(1)固定式防护装置。保持在所需位置(关闭)不动的防护装置。不用工具不能将其打开或拆除。

　　(2)活动式防护装置。通过机械方法(如铁链、滑道等)与机器的构架或邻近的固定元件相连接，

　　并且不用工具就可打开。

　　(3)联锁防护装置。防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁，只要防护装置不关闭，

　　被其“抑制”的危险机器功能就不能执行，只有当防护装置关闭时，被其“抑制”的危险机器功能才有

　　可能执行;在危险机器功能执行过程中，只要防护装置被打开，就给出停机指令。

　　3)防护装置的安全技术要求

　　除了满足安全防护装置的一般要求外，还应符合以下要求：

　　(1)防护装置应设置在进入危险区的唯一通道上，防护结构体不应出现漏保护区，并满足安全距

　　离的要求，使人不可能越过或绕过防护装置接触危险。

　　(2)固定防护装置应采用永久固定(如焊接等)或借助紧固件(如螺钉、螺栓等)方式固定，若

　　不用工具(或专用工具)不可能拆除或打开。

　　(3)活动防护装置或防护装置的活动体打开时，尽可能与被防护的机械借助铰链或导链保持连接，

　　防止挪开的防护装置或活动体丢失或难以复原。

　　(4)当活动联锁式防护装置出现丧失安全功能的故障时，应使被其“抑制”的危险机器功能不可

　　能执行或停止执行，装置失效不得导致意外启动。

　　(5)可调式防护装置的可调或活动部分调整件，在特定操作期间保持固定、自锁状态，不得因为

　　机器振动而移位或脱落。

　　(6)在要求通过防护装置观察机器运行的场合，宜提供大小合适开口的观察孔或观察窗

　　(7)防护装置的开口尺寸满足技术要求。

　　2.保护装置

　　防护装置以外的安全防护装置，通过自身的结构功能限制或防止机器的某种危险，消除或减小风险

　　的装置。常见的有联锁装置、双手操作式装置、能动装置、限制装置等。

　　按功能不同，保护装置可大致分为以下几类：

　　(1)联锁装置。用于防止危险机器功能在特定条件下(通常是指只要防护装置未关闭)运行的装

　　置。可以是机械、电气或其他类型的。

　　(2)能动装置。一种附加手动操纵装置，与启动控制一起使用，并且只有连续操作时，才能使机

　　器执行预定功能。

　　(3)保持一运行控制装置。一种手动控制装置，只有当手对操纵器作用时，机器才能启动并保持

　　机器功能。

　　(4)双手操纵装置。至少需要双手同时操作，以便在启动和维持机器某种运行的同时，针对存在

　　的危险，强制操作者在机器运转期间，双手没有机会进入机器的危险区，以此为操作者提供保护的一种

　　装置。

　　(5)敏感保护设备。用于探测人体或人体局部，并向控制系统发出正确信号以降低被探测人员风

　　险的设备。

　　(6)有源光电保护装置。通过光电发射和接收元件完成感应功能的装置，可探测特定区域内由于

　　不透光物体出现引起的该装置内光线的中断。

　　(7)机械抑制装置。在机构中引人的能靠其自身强度，防止危险运动的机械障碍(如模、轴、撑

　　杆、销)的装置。

　　(8)限制装置。防止机器或危险机器状态超过设计限度(如空间限度、压力限度、载荷力矩限度

　　等)的装置。

　　(9)有限运动控制装置(也称行程限制装置)。与机器控制系统一起作用的，使机器元件做有限运

　　动的控制装置。

　　保护装置种类很多，防护装置和保护装置经常通过联锁成为组合的安全防护装置，如联锁防护装置、

　　带防护锁的联锁防护装置和可控防护装置等。

　　3.安全防护装置的选择

　　1)必须装设安全防护装置的机械部位

　　(1)旋转机械的传动外露部分。如传动带、砂轮、电锯、皮带轮和飞轮等，都要设防护装置。一

　　般有防护网、防护栏杆、可动式或固定式防护罩和其他专用装置。必要时，可移动式防护罩还应有联锁

　　装置，当打开防护罩时，危险部分立即停止运动。

　　(2)冲压设备的施压部分要安设如挡手板、拨手器联锁电钮、安全开关、光电控制等防护装置。

　　当人体某一部分进入危险区之前，使滑块停止运动。

　　(3)起重运输设备都应有信号装置、制动器、卷扬限制器、行程限制器、自动联锁装置、缓冲器

　　以及梯子、平台、栏杆等。

　　(4)加工过热和过冷的部件时，为避免操作者触及过热或过冷部件，在不影响操作和设备功能的

　　情况下，必须配置防接触屏蔽装置。

　　(5)生产、使用、贮存或运输中存在有易燃易爆的生产设施(如锅炉、压力容器、可燃气体燃烧

　　设备以及其他燃料燃烧设备)，都要根据其不同性质配置安全阀、水位计、温度计、防爆阀、自动报警

　　装置、截止阀、限压装置、点火或稳定火焰装置等安全防护装置。

　　(6)自动生产线和复杂的生产设备及重要的安全系统，都应设自动监控装置、开车预警信号装置、

　　联锁装置、减缓运行装置、防逆转等起强制作用的安全防护装置。

　　2)安全防护装置的选择原则

　　4.补充保护措施

　　补充保护措施也称附加预防措施，是指在设计机器时，除了一般通过设计减小风险，采用安全防护

　　措施和提供各种使用信息外，还应另外采取的有关安全措施。

　　(1)实现急停功能的组件和元件

　　(2)被困人员逃生和救援的措施

　　(3)隔离和能量耗散的措施

　　(4)提供方便且安全搬运机器及其重型零部件的装置

　　(5)安全进入机器的措施

　　(三)安全信息的使用

　　使用信息由文本、文字、标记、信号、符号或图表等组成，以单独或联合使用的形式向使用者传递

　　信息，用以指导使用者安全、合理、正确地使用机器，警示剩余风险和可能需要应对机械危险事件。也

　　应对不按规定要求操作或可合理预见的误用而产生的潜在风险进行警告。使用信息是机器的组成部分之

　　一。

　　提供信息应涵盖机械使用的全过程，包括运输、装配和安装、试运转、使用(设定、示教/编程或

　　过程转换、操作、清洗、故障查找和维护)以及必要的拆卸、停用和报废。

　　使用信息的类别有：标志、符号(象形图)、安全色、文字警告等;信号和警告装置;随机文件，

　　例如，操作手册、说明书等。

　　三、机械制造场所安全技术

　　(一)通道

　　(1)合理组织人流和物流。运输线路的布置，应避免运输繁忙的货流与人流交叉、铁路与道路平

　　面交叉、进出厂主要货流与企业外部交通干线的平面交叉，保证物流安全顺畅、路径短捷不折返。

　　(2)主要生产区、仓库区、动力区的道路，应环形布置。厂区尽端式道路，应有便捷的消防车回

　　转场地。厂区道路在弯道、交叉路口的视距范围内，不得有妨碍驾驶员视线的障碍物。道路上部管架和

　　栈桥等，在干道上的净高不得小于 5m。

　　(3)车间通道一般分为纵向主要通道、横向主要通道和机床之间的次要通道。车间横向主要通道

　　根据需要设置，其宽度不应小于 2000mm;机床之间的次要通道宽度一般不应小于 1000mm。人行道、车

　　行道的布置和间隔距离，都不应妨碍人员工作和造成危害。

　　(4)主要人流与货流通道的出入口分开设置;货流出入口应位于主要货流方向，应靠近仓库、堆

　　场，并与外部运输线路方便连接;车间厂房出入口的位置和数量，应根据生产规模、总体规划、用地面

　　积及平面布置等因素综合确定，并确保出入口的数量不少于 2 个。厂房大门净宽度应比最大运输件宽度

　　大 600mm，比净高度大 300mm;车辆出入频繁的大门宜设置防撞措施。对于特大的设备可设专门安装洞

　　(二)设备布置

　　(三)采光照明

　　1.照明方式

　　按下列要求确定照明方式：

　　(1)工作场所通常设置一般照明，即照亮整个场所的均匀照明。

　　(2)同场所内不同区域有不同照度要求时，应分区设置一般照明或局部照明。

　　(3)对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理，宜采用由一般照明与局部照明组成

　　的混合照明。

　　2.照明种类

　　按下列要求确定照明种类：

　　(1)工作场所均应设置正常照明，即在正常情况下使用的室内外照明。

　　(2)工作场所下列情况应设置应急照明，即因正常照明的电源失效而启用的照明。应急照明包括

　　疏散照明、安全照明、备用照明。

　　(3)如果需要，还应考虑其他照明。例如，非工作时间，在车间、营业厅、展厅等大面积场所提

　　供值班照明;为防范需要，在重要厂区、库区等有警戒任务的场所，根据警戒范围要求而设置的警卫照

　　明等。

　　3.光照度

　　作业空间应有符合标准规定的足够的尽可能均匀的光照度。应急照明的照度标准值应符合下列规

　　定：

　　(1)备用照明的照度值除另有规定外，不低于该场所一般照明照度值的 10%。

　　(2)安全照明的照度标准值除另有规定外，不低于该场所一般照明照度标准值的 10%。

　　(3)疏散照明的地面平均水平照度值除另有规定外，水平疏散通道不应低于 1lx，垂直疏散区域不

　　应低于 5lx。

　　(四)物料堆放

　　(1)生产物料、半成品及成品应严格按指定区域归类堆放，排列有序;工位器具、工具、模具、

　　夹具应放在指定的部位，安全稳妥，应分类存放上架或装盘;生产过程中的余料和生产过程产生的废品、

　　废料等物料，按规定堆放在划定区域内;推车等简易搬运工具应明确规定放置地点。沿人行通道两边不

　　得有突出或锐边物品。堆放物品的场地也要用黄色或白色划出明显的界限或架设围栏，堆放物品的场所

　　应悬挂标牌，写明放置物品的名称和要求。

　　(2)合理地做好毛坯、原材料、辅助材料和工艺装备的投产批次和数量，限量存储。白班存放为

　　每班加工量的 1.5 倍，夜班存放为加工量的 2.5 倍，大件不得超过当班定额。高处作业区堆放生产物料

　　和工具，应严格控制数量。

　　(3)成垛堆放生产物料、产品和剩余物料应堆垛稳固。当直接存放在地面上时，堆垛高度不应超

　　过 1.4m，且高与底边长之比不应大于 3，垛的基础要牢固，不得产生下沉、歪斜或倾塌，垛之间的距离

　　应便于搬移或机械化装卸作业。

　　(五)作业场所地面要求

　　(1)作业场地应地面平整、坚固、无坑凹，且能承受工作时规定的荷重。

　　(2)地面应经常保持清洁。在工作地周围地面上，不允许存放与生产无关的物料。垃圾或废料、

　　油污、废水应及时清理，做到“工完、料尽、场地清”。

　　(3)地面平整，无障碍物和绊脚物，避免凸出的管线等障碍;坑、沟、池应设置可靠的盖板或护

　　栏，夜间有照明。

　　(4)容易发生危险事故的场地，应设置醒目的安全标志。安全标志及涂安全色应符合标准的规定。

　　如以下(不是全部)情况：

　　①标注在落地电柜箱、消防器材的前面，不得用其他物品遮挡的禁止阻塞线。

　　②标注在突出悬挂物及机械可移动范围内，避免碰撞的安全提示线。

　　③标注在高出地面的设备安装平台边缘的安全警戒线。

　　④标注在楼梯第一级台阶和人行通道高差 300mm 以上的边缘处的防止踏空线。

　　⑤标注在凸出于地面或人行横道上、高差 300mm 以上的管线或其他障碍物上的防止绊跤线。

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