常见机械伤害风险与防控对策

机安

机械是由若干相互联系的零部件按一定规律装配组合而成，其中，至少有一部分对其他组成部分之间具有相对运动。机械除了泛指一般机器产品以外，还包括为了同一应用目的而将若干机器组合在一起，使它们像一台完整机器那样发挥其功能的机组或大型成套设备。

一、 机械产生的危险

（一） 由机械产生的危险 。

　　1、机械危险 ： 由于机械设备及其附属设施的构件、零件、工具、工件或飞溅的固体和流体物质等的机械能（动能和势能）作用，可能产生伤害的各种物理因素以及与机械设备有关的滑绊、倾倒和跌落危险。

　　2、电气危险 ： 主要形式是电击、燃烧和爆炸。其产生条件可以是人体与带电体的直接接触；人体接近带高压电体；带电体绝缘不充分而产生漏电、静电现象；短路或过载引起的熔化粒子喷射热辐射和化学效应。

　　3、温度危险 ： 高温对人体的影响 为 高温烧伤、烫伤 、 高温生理反应 ； 低温冻伤和低温生理反应 ； 高温引起的燃烧或爆炸。

　　4、噪声危险 ： 噪声危害有对听觉的影响 、 生理 和 心理的影响 、 干扰语言通讯和听觉信号而引发其他危险。

　　5、振动危险 ： 对人体可造成生理和心理的影响，造成损伤和病变。

　　6、辐射危险 ： 辐射的危险是杀伤人体细胞和机体内部的组织，轻者会引起各种病变，重者会导致死亡。

　　7、材料和物质产生的危险 ： 包括接触或吸入有害物所导致的危险 、 火灾与爆炸危险 、 生物和微生物危险。

　　8、未履行安全人机学原则而产生的危险 。

　　 （二） 机械伤害的基本类型 。

1 、 卷统和绞缠。引起这类伤害的是作回转运动的机械部件（如轴类零件），包括联轴节、主轴、丝杠等；回转件上的凸出物和开口，在运动情况下，将人的头发、饰物（如项链）、肥大衣袖或下摆卷缠引起的伤害。

2 、 卷入和碾压。引起这类伤害的主要危险是相互配合的运动副，例如，相互啮合的齿轮之间以及齿轮与齿条之间，皮带与皮带轮、链与链轮进入啮合部位的夹紧点 和 夹口引发的卷入；滚动的旋转件引发的碾压，例如，轮子与轨道、车轮与路面等。

3 、 挤压、剪切和冲撞。引起这类伤害的是作往复直线运动的零部件，诸如相对运动的两部件之间，运动部件与静止部分之间由于安全距离不够产生的夹挤，作直线运动部件的冲撞等。

4 、 飞出物打击。由于发生断裂、松动、脱落或弹性位能等机械能释放，使失控的物件飞甩或反弹出去，对人造成伤害。例如：轴的破坏引起装配在其上的皮带轮、飞轮、齿轮或其他运动零部件坠落或飞出等。另外，弹性元件的位能引起的弹射。例如：弹簧、皮带等的断裂；在压力、真空下的液体或气体位能引起的高压流体喷射等。

5 、 物体坠落打击。处于高位置的物体具有势能，当它们意外坠落时，势能转化为动能，造成伤害。例如，高处掉下的零件、工具或其他物体（哪怕是很小的）；悬挂物体的吊挂零件破坏或夹具夹持不牢引起物体坠落；运动部件运行超行程脱轨导致的伤害等。

6 、 切割和擦伤。切削刀具的锋刃，零件表面的毛刺，工件或废屑的锋利飞边，机械设备的尖棱、利角和锐边；粗糙的表面（如砂轮、毛坯）等，无论物体的状态是运动的还是静止的，这些由于形状产生的危险都会构成伤害。

7 、 碰撞和刮蹭。机械结构上的凸出、悬挂部分 （ 例如起重机的支腿、吊杆，机床的手柄等 ） ，长、大加工件伸出机床的部分等。这些物件无论是静止的还是运动的，都可能产生危险。

8 、 跌倒、坠落。由于地面堆物无序或地面凸凹不平导致的磕绊跌伤，接触面摩擦力过小（光滑、油污、冰雪等）造成打滑、跌倒。假如由于跌倒引起二次伤害，那么后果将会更严重。

　　 二 、 机械设计本质安全

    （一）本质安全。

本质安全是指机械在设计阶段采取措施来消除机械危险的一种机械安全方法。包括：在设计中消除危险的部件，减少或避免在危险区域内处理工作需求，提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。

（二）失效安全。

设计应该保证当机器发生故障时不出危险。这一类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，失效安全的限电开关等。

（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。

（四）机器布置

车间合理的机器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。

三、机械防护装置

机械防护装置是用于提供保护的物理屏障，为机械的组成部分。根据防护装置的结构，可称作外壳、护罩、屏、门和封闭式防护装置。

（一）固定式防护装置。

固定式防护装置是以一定方式（如采用螺钉、螺母、焊接）固定的，只能使用工具或破坏其固定方式才能打开或拆卸的防护装置。又分为封闭式防护装置、距离防护装置。

1、封闭式防护装置。

防止从各个方向进入危险区的防护装置。见图1。

 

图1  完全防止进入传动机械的封闭式防护装置示例

 

2、距离防护装置。

不完全封闭危险区的防护装置，但凭借其尺寸及其与危险区的距离防止或减少人员进入危险区，例如围栏或通道式防护装置。见图2、图3。

 

图2  距离防护装置示例

 

图3  距离防护装置示例：在机器的进料和排料区提供保护的通道式防护装置

 

（二）活动式防护装置。

活动式防护装置是不使用工具就能打开的防护装置。又分为动力操作式防护装置、自关闭式防护装置（自动可调式防护装置）。

1、动力操作式防护装置。

依靠人力或重力之外的动力源进行操作的活动式防护装置。

2、自关闭式防护装置（自动可调式防护装置）。

通过机器组件（如移动式工作台）或工作，或者机加工夹具的一部分来操作的活动式防护装置，以便允许工件（与夹具）通过，并且一旦工件离开让其通过的开口，就自动回复（借助重力、弹力、其他外部动力等）到关闭位置。见图4

 

图4  自关闭式防护装置示例

 

（三）可调式防护装置。

可调式防护装置为整体或者部分可调的固定式或活动式防护装置。手动可调式防护装置为手动完成调整且在特定操作过程中保持调整量的可调式防护装置。见图5。

 

图5  摇臂钻床或台式钻床上的可调式防护装置示例

 

（四）联锁式防护装置

联锁式防护装置是与联锁装置联用的防护装置，同机器控制系统一起实现以下功能：

——在防护装置关闭前，其“遮蔽”的危险机器功能不能执行；

——在危险机器功能运行时，如果打开防护装置，则发出停机指令；

—— 在防护装置关闭后 ， 防护装置 “遮蔽”的危险机器功能可以运行，关闭防护装置不会启动危险机器功能。见图6、图7。

 

图6  联锁铰链防护装置示例（关闭时，危险区被封闭）

 

图7  联锁滑动防护装置示例

 

1、带启动功能的联锁防护装置（带控制功能的防护装置）。

特殊形式的联锁防护装置，一旦其到达关闭位置，便发出触发机器危险功能的命令，无需使用单独的启动控制。

2、带防护锁定的联锁防护装置。

与联锁装置、防护锁定装置联用的防护装置，同机器控制系统一起实现以下功能：

——在防护装置关闭和锁定前，其“遮蔽”的危险机器功能不能执行；

——在防护装置“遮蔽”的危险机器功能所产生的风险消失前，防护装置保持关闭和锁定状态；

—— 在防护装置关闭和锁定后 ，被 防护装置 “遮蔽”的危险机器功能可以运行，关闭和锁定防护装置不会启动危险机器功能。见图8。

 

说明 ：1——防护锁定装置示例

图 8  采用固定式距离防护装置和带防护锁定的联锁防护装置进行安全防护的示例