2015年安全工程师《技术》复习资料：机械安全的定义及特性

　　主要内容：机械安全的定义及特性，人机系统常见事故及原因，机械设备故障诊断技术。

　　机械安全的定义及特性

　　（一）机械安全定义

　　（二）机械安全的特性

　　1. 系统性

　　现代机械的安全应建立在心理、信息、控制、可靠性、失效分析、环境学、劳动卫生、计算机等科学技术基础上， 并综合与系统地运用这些科学技术。

　　2. 防护性

　　通过对机械危险的智能化设计，应使机器在整个寿命周期内发挥预定功能，包括误操作时， 其机器和人身均是安全的， 使人对劳动环境、劳动内容和主动地位的提高得到不断改善。

　　3. 友善性

　　机械安全设计涉及到人和人所控制的机器， 它在人与机器之间建立起一套满足人的生理特性、心理特性， 充分发挥人的功能的、提高人机系统效率的安全系统， 在设计中通过减少操作者的紧张和体力来提高安全性， 并以此改善机器的操作性能和提高其可靠性。

　　4. 整体性

　　现代机械的安全设计必须全面、系统地对导致危险的因素进行定性、定量分析和评价， 整体寻求降低风险的最优设计方案。

　　（ 一 ） 常见的事故

　　1. 卷入和挤压

　　这种伤害主要来自旋转机械的旋转零部件， 即两旋转件之间或旋转件与固定件之间的运动将人体某一部分卷入或挤压。这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

　　这种伤害主要来自直线运动的零部件和飞来物或坠落物。例如， 做往复直线运动的工作台或滑枕等执行件撞击人体；高速旋转的工具、工件及碎片等击中人体；起重作业中起吊物的坠落伤人或人从高层建筑上坠落伤亡等。

　　3. 接触伤害

　　接触伤害主要是指人体某一部分接触到运动或静止机械的尖角、棱角、锐边、粗糙表面等发生的划伤或割伤的机械伤害和接触到过冷过热及绝缘不良的导电体而发生冻伤、烫伤及触电等伤害事故。

　　（ 二 ） 事故原因

　　1. 机械设备存在先天性潜在缺陷

　　属于这一类的潜在安全隐患涉及面很广， 从设计到制造诸如零件材料缺陷及材料选择不当、基础设计不当、强度计算不准、结构设计不当、操纵控制机构设计不当、显示装置设置不当、无安全防护装置以及制造中的加工装配不当等等。

　　2. 设备磨损或恶化

　　使用过程中由于磨损、老化降低了设备的可靠性而产生新的潜在危险因素， 如裂纹、腐蚀等缺陷， 但由于未被发现而“带病”运转。

　　3. 人的不安全行为

　　有的是由于安全意识差而做的有意的行为或错误的行为， 有的则是由于人的大脑对信息处理不当而所做的无意行为， 如误操作或误动作。人的任何一种不安全行为都可能导致事故发生。

　　绝大多数人机事故是可以采取故障诊断等预先识别技术加以防范的。

　　（ 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。

　　在设备状态监测和故障诊断中， 设备的状态向量是设备异常或故障信息的重要载体，是设备故障诊断的客观依据，所以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。

　　二 ） 故障诊断的基本流程及实施步骤

　　故障诊断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：

　　（1） 信号检测。按不同诊断目的选择最能表征设备状态的信号， 对该类信号进行全面地检测， 并将其汇集在一起， 形成一个设备工作状态信号子集， 该子集称为初始模式向量。

　　（2） 特征提取 （ 或称信号处理 ） .将初始模式向量进行维数变换、形式变换， 去掉冗余信息， 提取故障特征， 形成待检模式。

　　（3） 状态识别。将待检模式与样板模式 （ 故障档案）对比， 进行状态分类。

　　（4） 诊断决策。根据判别结果采取相应的对策。对策主要是指对设备及其工作进行必要的预测和干预。

　　三 ） 故障诊断与状态监测

　　故障诊断与状态监测是广义故障诊断中不可分割的两个有机组成部分。严格地讲， 状态监测和故障诊断是两个不同的概念。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， 他们只是在确定设备已发生异常的基础上对异常设备进行处理，提取故障特征， 识别设备状态并提出诊断决策。虽然理论上两者是有根本差异的， 但实际中由于两者的密切相关性， 往往把状态监测也划归在故障诊断的研究范畴中， 统称为设备的故障诊断与监测或简称为故障诊断。由于状态监测是故障诊断的前提， 因此有时也把状态监测称为故障诊断实施的第一阶段， 而把狭义故障诊断称为故障诊断实施的 第二阶段。

　　（四）振动监测与诊断技术故障诊断与状态监测的技术包括振动监测与诊断技术等内容。

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