机械伤害的主要原因分析和预防措施

1、机械伤害的类型及预防对策【大纲考试内容要求】：1.掌握机械伤害的主要类型、原因分析和预防措施；2.掌握通用机械安全设施，安全装置和安全防护罩、网的技术要求。【教材内容】：三、机械伤害的类型及预防对策(一)机械伤害类型机械装置在正常工作状态、非正常工作状态乃至非工作状态都可能发生危险。机械在完成预定功能的正常工作状态下，存在着不可避免的但却是执行预定功能所必须具备的运动要素，有可能产生危害后果。例如，零部件的相对运动，锋利刀具的运转，机械运转的噪声、振动等，使机械在正常工作状态下存在碰撞、切割、环境恶化等对人员安全不利的危险因素。机械装置的非正常工作状态是指在机械运转过程中，由于各种原因引起的意外状态，包括故障状态和检修保养状态。设备的故障，不仅可能造成局部或整机的停转，还可能对人员构成危险如电气开关故障，会产生机械不能停机的危险；砂轮片破损，会导致砂轮飞出造成物体打击；速度或压力控制系统出现故障会导致速度或压力失控的危险等。机械的检修保养一般都是在停机状态下进行，但其作业的特殊性往往迫使检修人员采用一些非常规的做法，例如，攀高、进入狭小或几乎密闭的空间、将安全装置短路、进入正常操作不允

2、许进人的危险区等，使维护或修理过程容易出现正常操作不存在的危险。机械装置的非工作状态是机械停止运转时的静止状态，在正常情况下，非工作状态的机械基本是安全的，但不排除发生事故的可能性，如由于环境照度不够而导致人员发生碰撞事故；室外机械在风力作用下的滑移或倾翻；结构垮塌等。在机械行业，存在以下主要危险和危害：(1)物体打击：是指物体在重力或其他外力的作用下产生运动，打击人体而造成人身伤亡事故。不包括主体机械设备、车辆、起重机械、坍塌等引发的物体打击。(2)车辆伤害：是指企业机动车辆在行驶中引起的人体坠落和物体倒塌、飞落、挤压造成的伤亡事故。不包括起重提升、牵引车辆和车辆停驶时发生的事故。(3)机械伤害：是指机械设备运动(静止)部件、工具、加工件直接与人体接触引起的挤压、碰撞、冲击、剪切、卷入、绞绕、甩出、切割、切断、刺扎等伤害。不包括车辆、起重机械引起的伤害。(4)起重伤害：是指各种超重作业(包括起重机安装、检修、试验)中发生的挤压、坠落、物体(吊具、吊重物)打击等。(5)触电：包括各种设备、设施的触电，电工作业时触电，雷击等。(6)灼烫：是指火焰烧伤、高温物体烫伤、化学灼伤(酸、碱、盐、

3、有机物引起的体内外的灼伤)、物理灼伤(光、放射性物质引起的体内外的灼伤)。不包括电灼伤和火灾引起的烧伤。(7)火灾伤害：包括火灾造成的烧伤和死亡。(8)高处坠落：是指在高处作业中发生坠落造成的伤害事故。不包括触电坠落事故。(9)坍塌：是指物体在外力或重力作用下，超过自身的强度极限或因结构稳定性破坏而造成的事故，如挖沟时的土石塌方、脚手架坍塌、堆置物倒塌、建筑物坍塌等。不包括矿山冒顶片帮和车辆、起重机械、爆破引起的坍塌。(10)火药爆炸：是指火药、炸药及其制品在生产、加工、运输、贮存中发生的爆炸事故。(11)化学性爆炸：是指可燃性气体、粉尘等与空气混合形成爆炸混合物，接触引爆物体时发生的爆炸事故(包括气体分解、喷雾、爆炸等)。(12)物理性爆炸：包括锅炉爆炸、容器超压爆炸等。(13)中毒和窒息：包括中毒、缺氧窒息、中毒性窒息。(14)其他伤害：是指除上述以外的伤害，如摔、扭、挫、擦等伤害。就机械零件而言，对人产生伤害的因素有：(1)形状和表面性能；切割要素、锐边、利角部分、粗糙或过于光滑。(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：在重力的影响下可能运动的零部

4、件的位能。(4)质量、速度和加速度：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。(6)弹性元件的位能，在压力或真空下的液体或气体的位能。(二)机械伤害预防对策机械危害风险的大小取决于机器的类型、用途、使用方法，人员的知识、技能、工作态度；同时，还与人们对危险的了解程度和所采取的避免危险的技能有关。正确判断什么是危险和什么时候会发生危险是十分重要的。预防机械伤害包括两方面的对策。1.实现机械安全：消除产生危险的原因。减少或消除接触机器的危险部件的次数；使人们难以接近机器的危险部位(或提供安全装置，使得接近这些部位不会导致伤害)；提供保护装置或者防护服。上述措施是依次序给出的，这些措施也可以结合起来使用。2.保护操作者和有关人员安全：通过培训来提高人们辨别危险的能力；通过对机器的重新设计，使危险更加醒目(或者使用警示标志)；通过培训，提高避免伤害的能力；采取必要的行动来避免伤害的自觉性。(三)通用机械安全设施的技术要求1.设计安全设施设计要素设计安全装置时，要把安全人机学的因素考虑在内。疲劳是导致事故的一个重要因素，设计者要考虑以下几个因素，使人的疲劳降低

5、到最小的程度，使操作人员健康舒适地进行劳动。(1)正确地布置各种控制操作装置。(2)正确地选择工作平台的位置及高度。(3)提供座椅。(4)出入作业地点要方便。在无法使用设计来做到本质安全时，为了消除危险，要使用安全装置。设置安全装置，要考虑四方面因素：(1)强度、刚度、稳定性和耐久性。(2)对机器可靠性的影响，例如固体的安全装置有可能使机器过热。(3)可视性(从操作及安全的角度来看，有可能需要机器的危险部位有良好的可见性)。(4)对其他危险的控制，例如选择特殊的材料来控制噪声的强度。2. 机械安全防护装置的一般要求（1）安全防护装置应结构简单、布局合理，不得有锐利的边缘和突缘。（2）安全防护装置应具有足够的可靠性，在规定的寿命期限内有足够的强度、刚度、稳定性、耐腐蚀性、抗疲劳性，以确保安全。(3)安全防护装置应与设备运转连锁，保证安全防护装置未起作用之前，设备不能运转；安全防护罩、屏、栏的材料，及其至运转部件的距离，应符合机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求GB/T 81962003的规定。(4)光电式、感应式等安全防护装置应设置自身出现故障的报警装置。(5)紧急停

6、车开关应保证瞬时动作时能终止设备的一切运动。对有惯性运动的设备，紧急停车开关应与制动器或离合器连锁，以保证迅速终止运行。紧急停车开关的形状应区别于一般开关，颜色为红色；紧急停车开关的布置应保证操作人员易于触及，且不发生危险；设备由紧急停车开关停止运行后，必须按启动顺序重新启动才能重新运转。3.对机械设备安全防护罩、网的技术要求1)对机械设备安全防护罩的技术要求(1)只要操作工可能触及到的活动部件，在防护罩没闭合前，活动部件就不能运转。(2)采用固定防护罩时，操作工触及不到运转中的活动部件。(3)防护罩与活动部件间有足够的间隙，避免防护罩和活动部件之间的任何接触。(4)防护罩应牢固地固定在设备或基础上，拆卸、调节时必须使用工具。(5)开启式防护罩打开时或一部分失灵时，应使活动部件不能运转或运转中的部件停止运动。(6)使用的防护罩不允许给生产场所带来新的危险。(7)不影响操作。在正常操作或维护保养时不需拆卸防护罩。(8)防护罩必须坚固可靠，以避免与活动部件接触造成损坏和工件飞脱造成伤害(9)一般防护罩不准脚踏和站立；必须作平台或阶梯时，应能承受1500N的垂直力，并采取防滑措施。【例题】一

7、般防护罩不准脚踏和站立；必须作平台或阶梯时，应能承受（）的垂直力，并采取防滑措施。A.1000N B.1500N C.2000N D.3000N【答案】B4.对机械设备安全防护网的技术要求防护罩应尽量采用封闭结构；当现场需要采用网状结构时，应满足GB81962003 对不同网眼开口尺寸的安全距离(防护罩外缘与危险区域人体进入后，可能引起致伤危险的空间区域)间的直线距离的规定，见表11。【例题】防护人体手掌(不含第一掌指关节) 通过的防护网，其网眼开口宽度为：A.12.5mm B. 20mm C. 35mm D.40mm【答案】B机械安全设计与机器安全装置四、机械安全设计与机器安全装置机械安全设计是指在机械设计阶段，从零件材料到零部件的合理形状和相对位置，从限制操纵力、运动件的质量和速度到减少噪声和振动，采用本质安全技术与动力源，应用零部件间的强制机械作用原理，履行安全人机工程学原则等多项措施，通过选用适当的设计结构，尽可能避免或减小危险；也可以通过提高设备的可靠性、机械化或自动化程度，以及采取在危险区之外的调整、维修等措施，避免或减小危险。（一）本质安全本质安全是通过机械的设计者，在设

8、计阶段采取措施来消除隐患的一种实现机械安全方法。（1)采用本质安全技术。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，不需要采用其他安全防护措施，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。包括：避免锐边、尖角和凸出部分；保证足够的安全距离；确定有关物理量的限值；使用本质安全工艺过程和动力源。（2)限制机械应力。机械零件的机械应力不超过许用值，并保证足够的安全系数。（3)材料和物质的安全性。用以制造机械的材料、燃料和加工材料在使用期间不得危及人员的安全或健康。材料的力学特性，如抗拉强度、抗剪强度、冲击韧性、屈服极限等，应能满足执行预定功能的载荷作用要求；材料应能适应预定的环境条件，如有抗腐蚀、耐老化、耐磨损的能力；材料应具有均匀性，防止由于工艺设计不合理，使材料的金相组织不均匀而产生残余应力；同时，应避免采用有毒的材料或物质，应能避免机械本身或由于使用某种材料而产生的气体、液体、粉尘、蒸气或其他物质造成的火灾和爆炸危险。（4)履行安全人机工程学原则。在机械设计中，通过合理分配人机功能、适应人体特性、人机界面设计，作业空间的布置等方面履行安全人机工程学原则，提

9、高机械设备的操作性和可靠性，使操作者的体力消耗和心理压力降到最低，从而减小操作差错。5)设计控制系统的安全原则。机械在使用过程中，典型的危险工况有：意外启动、速度变化失控、运动不能停止、运动机械零件或工件脱落飞出、安全装置的功能受阻等。控制系统的设计应考虑各种作业的操作模式或采用故障显示装置，使操作者可以安全地处理。6)防止气动和液压系统的危险。采用气动、液压、热能等装置的机械，必须通过设计来避免由于这些能量意外释放而带来的各种潜在危害。7)预防电气危害。用电安全是机械安全的重要组成部分，机械中电气部分应符合有关电气安全标准的要求。预防电气危害应注意防止电击、短路、过载和静电。设计中，还应考虑到提高设备的可靠性，降低故障率，以降低操作者查找故障和检修设备的概率；还应采用机械化和自动化技术，尽量使操作人员远离有危险的场所；还应考虑到调整、维修的安全，以减少操作者进入危险区的需要。（二）失效安全设计者应该保证当机器发生故障时不出危险。相关装置包括操作限制开关、限制不应该发生的冲击及运动的预设制动装置、设置把手和预防下落的装置、失效安全的紧急开关等。（三）定位安全把机器的部件安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全。但设计者必须考虑到在正常情况下不会触及到的危险部件，而在某些情况下可能会接触到，例如，登着梯子对机器进行维修等情况。（四）机器布置车间合理的机器安全布局，可以使事故明显减少。安全布局时要考虑如下因素：(1)空间。便于操作、管理、维护、调试和清洁。(2)照明。包括工作场所的通用照明(自然光及人工照明，但要防止炫目)和为操作机器而特需的照明。(3)管、线布置。不要妨碍在机器附近的安全出入，避免磕绊，有足够的上部空间。(4)维护时的出入安全。

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