导图社区 中级注安师-安全生产技术基础-第一章机械安全技术
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安全生产技术基础
第一章 机械安全技术
第一节 机械行业安全概要
考点:机械危险部位极其安全防护措施
一、常考机械产品的主要类型
1.动力机械
电动机、内燃机、蒸汽机
2.金属切削机械
车床、铣床、拉床等机床
3.起重运输机械
起重机、运输机、升降机、卷扬机
4.工程机械
叉车、挖掘机、工程起重机、压实机、打桩机、钢筋切割机等
5.通用设备
水泵、风机、压缩机、阀门、真空设备、分离设备、减速机、气体净化设备等
二、转动的危险部位及防护措施
1.轴
转动轴
无凸起——光滑
松散的和轴有12mm净距的护套
有凸起——联轴器
固定式防护罩
2.辊
对旋式轧辊
钳形防护罩
牵引辊
钳形条
辊式输送机(辊轴交替驱动)
在驱动轴下游安装防护罩
如果所有辊轴都被驱动则无须安装防护罩
3.通风机
轴流通风机
安装在通风管道内部不存在危险
开放式叶片:防护网,网孔“既大又小”
径流通风机
安装在通风管道内部不存在危险
入口由一定长度的导管保护,覆盖防护网
4.轮
啮合齿轮
全封闭防护装置
防护罩内壁涂成红色
电气联锁
有辐轮
手动有辐轮来驱动机械部件有危险
防护措施
利用金属盘片来填充
在手轮上安装一个弹簧离合器
三、直线运动的危险部位
1.切割刀刃
暴露部分尽可能少
维护时,需要提供特殊的刀具
2.砂带机
砂带应该向远离操作者的方向运动
具有止逆装置,仅将工作区域暴露出来
3.机械工作台和滑枕
极限位置端面距离任何固定结构间距≥500mm
4.配重块
全程封闭
5.带锯机
切割部分露出,其他封闭
6.剪刀式升降机
利用帘布加以封闭
7.齿条和齿轮
固定式防护罩
8.输送链和链轮
危险来自输送链进入到链轮处及链齿
四、转动和直线运动的危险部及其防护——皮带
1.皮带传动
危险:皮带接头和皮带进入皮带轮的部位
金属骨架焊接金属网防护
2.皮带特性
传动精度低、易产热、易产生静电
3.皮带防护要求
防护网与皮带距离≥50mm
离地面<2m
设置防护罩
离地面>2m也需要设防护的情况
皮带轮中心距之间>3m
皮带宽>15cm
皮带回转速度>9m/s
五、实现机械安全的途径与对策
1.安全措施分类
(1)本质安全设计措施——直接安全技术措施(强调设计)
①合理的结构型式
形状、间距、稳定性
②限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
抗破坏、连接紧固、设置薄弱环节、良好平衡等
③本质安全的工艺过程和动力源
爆炸环境使用全气动或全液动装置、安全电源、泄压、改革工艺控制有害因素(焊接代替铆接、液压代替捶打成型、控制粉尘等)
④控制系统的安全设计
非正常作业冗余安全设计、动力中断后重启、报警监控、人机工程学、定向失效等
⑤材料和物质的安全性
力学、毒性、环境适应性、阻燃等
⑥机械的可靠性设计
关键组件的冗余性设计、维修性设计
⑦遵循人机工程学原则
(2)安全防护或补充保护措施——间接安全技术措施
①安全防护装置分类
防护装置
壳、罩、门、盖、栅栏等结构和封闭式装置
功能
隔离作用
防止人进入
阻挡作用
防止物体飞出
容纳作用
接受抛出物
其他作用
非机械危害因素
一般要求
稳定的生命周期
具有抗破坏性和不成为新的危险源
不出现漏保护区
分类
分类1
固定式防护装置
活动式防护装置
通过机械方法与邻近的固定元件相连,不用工具就可打开
联锁防护装置
不关闭就不能运行
分类2
封闭式
距离防护
不完全封闭
可调装置
分类3
金属铸造箱体
齿轮或传输距离不大的装置
金属骨架的防护网
皮带传输
栅栏
范围比较大的场合、移动机械、高处临边作业防护
开口要求
指尖≤6
指至指关节:6<x≤10
手:10<x≤30
保护装置
分类
联锁装置
防止危险机械功能在特定条件下运行
双手操作式装置
需双手同时操纵
能动装置
与启动控制一起使用,只有连续操作时,才能使机器执行预定功能
限制装置
防止机械危险状态超过设计限度
保持-运行控制装置
手动控制装置,只有当手对操纵器作用,机器才能启动并保持功能
敏感保护设备
探测人体或人体局部
有限运动控制装置
机器元件做有限运动
有源光电保护装置
可探测特定区域内不透光物体
特征
危险事件即将发生时,停止危险过程
停机后需要重启机器才能工作
光电式、感应式保护装置应具有自检和报警功能
保护装置必须与控制系统一起操作形成整体
定向失效模式,考虑关键件的加倍冗余,必要时考虑自动监控
装置选择
机械正常运行、操作者不需要进入
固定式防护装置
机械正常运行、需多次进入
联锁装置、自动停机装置、可调防护装置、自动关闭防护装置、双手操纵装置、可控防护装置;
非运行状态的其他作业期间(清理、维修)需进入——手动控制模式、止-动操纵装置或双手操纵装置、点动-有限运动操纵装置等
补充装置
急停装置
救援逃生装置
隔离和能量耗散装置
提供方便且安全搬运机器及零部件的装置
起重吊钩自动抓取设备、叉车的叉臂定位装置等
安全进入机器的措施
开口朝向安全、固定高度的停层配备联锁防护装置等
(3)使用信息——提示性安全技术措施
使用原则
依次采用安全色、安全标志、警告信号、警报器
采用使用机器的国家语言、图形符号和安全标志>文字信息
警告超载信息提前发出警告
安全色的使用不能取代防范事故的其他安全措施
简单机器:标志和使用说明书;复杂机器:还应提供安全图表、运行状态信号等
安全色和安全标志
红色:禁止、紧急
黄色:警告、异常
绿:提示、正常
蓝:指令、强制性
信号和警告装置
听觉信号
警告听觉信号<紧急听觉信号<紧急撤离听觉信号
视觉信号
警告视觉信号<紧急视觉信号
视听信号特征
短促紧急、序列命令、拖延正常
试听信号安全要求
可觉察性
≥65dB
警告视觉信号>背景亮度5倍;
紧急视觉信号>背景亮度10倍;
可分辨性
警告视觉信号:黄色、橙黄色
紧急视觉信号:红色
优先级要求
险情信号优先于其他所有试听信号;紧急>警告,紧急撤离>all
使用顺序:本—防—信
六、机械布置要求
1.机械布置要求
多层建筑物
底层:有振动、腐蚀、用水量大的工艺
顶层:有粉尘、毒气、腐蚀性气体和火灾危险性较大的工艺
靠外墙、厂房下风侧
散发热量、腐蚀性、尘毒危害或者电磁辐射严重的工序
危害相同的工序宜集中或相邻布置,不同危害工序应相互隔离
整体要求
运输路线避免与人流、铁路与道路平面交叉
主要生产区、仓库、动力区道路——环形布置
高层厂房,占地面积>3000m2的甲(闪点<28℃,爆炸极限<10%、热自燃、强氧化剂)、乙(60℃>闪点>28℃,爆炸极限>10%)、丙类(60℃<闪点,可燃固体)厂房和占地面积>1500m2的乙、丙类仓库,应设置环形消防通道。
厂区尽端式道路应有便捷的消防车回转场地(L>12,15,18m)
道路上部管架和栈桥等再干道净高≥5m
车间横向主要通道宽度≥2000mm (2m),机床之间的次要通道宽度≥1000mm (1m)
主要人流和货流出入口数量≥2个,厂房内部须设置纵横贯通的消防通道
厂房大门比最宽运输件宽度大60cm,净高度大30m
加工车间通道尺寸
冷加工≤热加工
机床布置要求
机床尺寸
小型≤6m
中型6~12m
大型>12m,或>10t
特大型>30t
安全距离
机床操作面间距
1.1 1.3 1.5 1.8
机床后面、侧面离墙柱
0.8 1 1 1
机床操作面离墙柱
1.3 1.5 1.8 2
2.布局要求
机床应设置防护挡板,重型机床>50cm的操作平台应该设置≥1.05m的防护栏杆
危害物质排放设备——密闭、排风
有跌落危险处——设栏杆或盖板
登高设备——钢梯,3m以上钢直梯应设置安全护笼
高噪声、高振动设备相对集中,应布置在厂房端头,尽可能设置隔声墙或隔声走廊等
灭火器材定点存放、无杂物、用过后不放回原处
采光照明
天然光、辅助人工光
设置一般照明或局部照明
光照度
备用照明的照度值>10%一般照明值
安全照明的照度值>10%一般照明值
水平疏散通道的照度值≥1lx,垂直疏散通道的照度值≥5lx
避免眩光和频闪,窗口不宜为视觉背景
物资堆放
用黄色、白色划出明显界限或架设围栏
白班存放为每班加工量1.5倍,夜班存放为加工量2.5倍
直接存放再地面
一般堆垛高度<1.4m,高:低面宽度<3
第二节 金属切削机床安全技术
考点1 金属切削机床存在的主要危险
一、机床基本工作原理
1.基本危险因素
(1)机械性危险
卷绕、挤压、冲击、物体坠落打击、飞出物打击、滑倒、绊倒、跌落
(2)非机械性危险
电气、热、噪声、振动、辐射、材料和物质危险、忽视人机工程学的危险
(3)其他危险
第一类危险
故障、功能紊乱导致的危险(倒了、坏了、停电了)
第二类危险
安全措施错误、安全装置缺陷或定位不当
机床系统压力失灵引起危险
气动排气装置安装不当
考点2 金属切削机床的安全技术措施
一、安全措施
吸入、卷、缠等部件——封闭、设置防护装置或使用信息提示
上方有传送装置——设置防护网
运动部件有限滑轨运行或有行程距离要求——设置可靠的限位装置
有惯性冲击的机动往复运动部件——设置缓冲装置
运动部件不允许同时运动——控制机构联锁,不能实现联锁——设置警告标志
机床输送高压流体——设置安全阀或溢流阀
粉尘浓度最大值<10mg/m3,平均浓度<3mg/m3;显示器视距至少0.3m,操作台1.3-2m,噪声<90dB
夹持装置
加紧过程结束应与机床运转开始相联锁,放松与机床运转结束相联锁
机床运转时,工件夹紧装置不应该动作;未达安全预紧力,工件驱动装置不应动作;
第三节 砂轮机安全技术
一、砂轮机危险特性
1.砂轮机加工特点
运动速度高
砂轮非均质结构,结构强度低
磨削产生大量热量与粉尘
2.砂轮机危害因素
机械伤害
非机械伤害
噪声
粉尘
二、砂轮机技术要求
1.主轴
砂轮主轴端部螺纹应满足防松脱紧固要求——旋向与砂轮工作方向相反
主轴螺纹部分不得超过砂轮最小厚度内孔长度的1/2
2.砂轮卡盘
卡盘直径
一般用途:卡盘直径不得超过砂轮直径1/3
切断用:卡盘直径不得超过砂轮直径1/4
间距
卡盘与砂轮侧面非接触部分>1.5mm间隙
3.砂轮防护罩
开口角度≤90°,安装在水平面以下≤125°。水平面上方≤65°;
砂轮卡盘外侧面与砂轮防护罩开口边缘间距≤15mm;
防护罩上方可调护板与砂轮圆周表面间距≤6mm,磨损时间距≤1.6mm
工件托架与主轴中心线等高,与砂轮圆周表面间隙<3mm,磨损时<2mm
4.其他安全要求
绝缘电阻:电源接线端子和接地端绝缘电阻≥1MΩ
粉尘:<10mg/m3
只能单向旋转,标记砂轮旋转方向
新砂轮、经第一次修整的砂轮及运转不平衡的砂轮——平衡试验
第四节 冲压(剪)机械安全技术
考点1 冲压事故分析
一、冲压机基本工作原理
二、冲压机事故特点
特点
危险状态:滑块做上下往复直线运动
操作危险区:投影面积
危险时间:下行程
危险事件:挤压、剪切等机械伤害
原因
操作单一、频率高、噪声和振动大、设备本身原因
三、冲压过程危险有害因素
机械伤害
噪声、振动、电气危害、高温
四、安全对策
采用工具送取料
涉及安全化模具,缩小模口危险区、设置滑块小行程
提高送取料的机械化和自动化水平
采用安全装置,保证下行程人手在危险区之外
考点2 压力机作业区的安全防护
一、对策措施建议
1.离合器
刚性离合器:只能使滑块停止在上死点
摩擦离合器
可停在任意位置
2.安全要求
制动器和离合器联锁可靠、灵活
禁止使用带式制动器来停止滑块
制动器和离合器在气动、液动和电气失灵情况——离合器立即脱开,制动器立即制动
制动器和离合器使任一零件失效不能使其他零件快速产生危险的联锁失效
急停按钮优于其它
设置单次行程操作时不得连续冲压
脚踏操作和手操作应具有联锁控制
脚踏采用脚踏板式,电气开关控制能自动复位,周围防护罩
二、冲压机安全技术措施
1.冲压机防护装置
固定式安全防护装置
双手操作安全装置
光电保护装置
其他安全装置
推拉护手装置
安全操作附件
只能代替人手,不能取代安全装置
急停按钮
<0.2s时间快速制动
2.防护装置安全要求
滑块运行时人不能进入危险区;下行程时当人进入危险区,滑块能停止下行or超过下死点
开口<6mm的压力机可以不配置安全防护装置
3.双手操作安全装置
双手操作原则:双手必须同时推按操纵器
重新启动原则:松开再次双手按压
两个操纵器间隔26cm,按钮不得凸出台面或加以遮盖
只能保护操作者,不能保护他人
4.光电保护装置
保护范围:覆盖
自保功能:滑块停止需要复位才能再次启动
回程不保护
自检功能
响应时间:≤20ms
最小安全距离:根据压力机离合器的性能计算
三、剪切板安全技术
要求
1.刀架上的刀片应该固定可靠,不能仅靠摩擦安装固定
2.单次循环模式下刀架与压料脚这只能工作一个行程
3.后部落料危险区设置阻挡装置
4.在剪切板前后均设置紧急停止按钮
5.每个检测区域只安装一个复位装置
6.不得同时剪切两种不同规格、不同材质的板料,不得叠料剪切,手部离剪刀口≥20cm
7.不得单人操作,必须2-3人协同进料
安全防护装置
固定式防护装置
联锁防护装置
光电保护装置
安全距离根据剪切板总停止响应时间和操作者接近危险区域速度计算
第五节 木工机械安全技术
考点1 木材加工特点和危险因素
一、木工加工机械基本样式
二、危险有害因素分类
机械危险
木材生物效应、化学危害、木粉尘伤害、火灾爆炸危险、噪声振动
事故频次:平刨床第一,机械类圆锯机和带锯机
考点2 木工平刨床安全技术
刨刀轴
1.刀轴圆柱形结构,禁止用方形;刀槽应为封闭型和或半封闭型
2.刨刀片径向伸出量不得>1.1mm
3.刀轴需要经过强度试验和离心试验
4.外露旋转件必须有防护罩,并具有制动装置
考点3 带锯机安全技术
1.带锯条
锯齿深度不得超过锯宽的1/4,锯条焊接接头不得超过3个,两接头之间长度应为总长1/5以上
严格控制横向裂纹,裂纹超长应切断重新焊接;不接受纵向裂纹
锯条厚度应与锯轮相适应,避免小轮用大厚度锯条
2.操纵装置
上锯轮(从动)与启动操纵机构联锁,下锯轮(主动)具有制动作用;必须设置急停控制按钮
3.安全防护装置
上锯轮内衬有缓冲材料;防护罩应罩住锯轮至少3/4以上表面;上锯轮处于最高位置时,上端与防护罩内衬应有≥10cm的足够间隔
锯轮、主运动带轮应作平衡试验
噪声<90dB,机床设置有效排屑口
考点4 圆锯机
一、圆锯机危害
1.危害类型
手动进料圆锯机必须装有分料刀
自动进料圆锯机需装有止逆器、压料装置和侧向防护挡板
二、圆锯机要求
1.锯片与锯轴
横向稳定性和刚度是主要安全指标
锯片与法兰盘应与锯轴的旋转中心线垂直
圆锯片连续断裂2齿或连续裂纹时停止使用,圆锯片有裂纹不允许修复使用
安全防护装置
安全防护罩
自闭式或者可调式防护装置
分料刀
较锯片厚,宽度在锯片厚度和锯料厚度之间;顶部不低于锯片周围最高点
引导边为楔形,圆弧半径不小于圆锯片半径
最靠近锯片距离≤3mm。其他各点≤8mm
第六节 铸造安全技术
一、铸造技术知识
1.铸造设备分类
砂处理装置
造型制芯设备
抛砂机、射芯机
金属冶炼设备
铸造清理设备
落砂机、抛丸机
2.铸造作业危险有害因素
火灾及爆炸、灼烫、机械伤害、高处坠落、噪声振动、高温与热辐射
尘毒危害
CO:冲天炉、电炉
CO2:烘烤砂型
SO2:铸型、浇包、砂芯干燥、浇筑
二、铸造作业安全技术措施
1.工艺要求
工艺布置
风向:污染较小的造型、制芯工段
集中采暖地区的非采暖季节最小频率风向的下风向(主导风向的上风向)
非集中采暖地区的全年最小频率风向的下风向
隔离:砂处理、清理工段可布置在单独厂房,与其他部分隔开
工艺设备
产生粉尘的定性铸造设备应配密闭罩
混砂不宜用扬尘大的爬式翻斗加料机械,宜用密闭混砂机
工艺方法
冲天炉熔炼不宜加萤石(有毒气体)
工艺操作
宜采用湿法作业
浇注:烘包、浇注(最多80%,与金属溶液接触的工具需要预热)、冷却
2.建筑要求
铸造车间
下风向;天窗排风或设置屋顶通风器
浇注工段应设避风天窗
厂房
南北向
3.除尘要求(干弧机天)
电弧炉
按冶炼氧化期最大烟气量考虑
烟气净化设备宜采用干式高效除尘器
冲天炉:排烟净化宜采用机械排烟净化设备,包括高效旋风除尘器、颗粒层除尘器、电除尘器
鄂式破碎机
上部直接给料,落差<1m,可只做密闭罩而不排风
下部落差≥1m,不论上部有无排风都应该设置排风密闭罩
球磨机
旋转滚筒应设在全密闭罩内
第七节 锻造安全技术
1.危险有害因素
机械伤害
灼烫、火灾爆炸、尘毒、噪声振动、高温和热辐射
2.锻造作业安全要求
外露的传动装置必须设置防护罩,用铰链安装在锻压设备的不动部件上
较大的空气锤或者空气-蒸汽自由锤一般是手柄操作,应设置简易操作室或屏蔽装置
模锻锤的脚踏板应置于某种挡板之下,锻锤端部只允许局部淬火
高压蒸汽管道必须装有安全阀和凝结罐,消除水击现象
蓄力器应装有安全阀(铅封)
蓄力器通往水压机的主管上必须装有自动关闭水管的装置
安全阀的重锤必须在带锁的锤盒里
重力式蓄力器必须装有荷重位置指示器
第八节 安全人机工程基本知识
一、人的生理特性
(1)人的生理特性
1.人的特征参数
尺度参数
动态参数
生理参数
生物力学参数
2.人体能量代谢:基础代谢、安静代谢、活动代谢
(2)人的心理特征
1.能力:顺利完成某种任务的心理特征
2.性格:冷静型(黏液质)、活泼型、急躁型(多血质)、轻浮型和迟钝型
3.需要
4.情感与情绪:急躁和烦躁情绪
5.意志
二、人的疲劳特性
(1)WBGT湿球黑球温度:评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参数,℃;高温作业:WBGT指数≥25℃。
(2)接触时间率:一个工作日内实际接触高温作业的累计时间与8h的比率
(3)体力劳动强度分级表
计算方法I=TMSW*10
T:劳动时间率=工作日净劳动时间/工作日总时间
M:8h工作日代谢率(KJ)
S:性别系数,男性=1,女性=1.3
W:体力劳动方式系统,搬=1,扛=0.4,推拉=0.05;
(4)常见职业体力劳动强度分级描述
Ⅰ轻劳动≤15
坐姿
立姿
Ⅱ中等劳动15< ≤20
两个部位同时工作
Ⅲ重劳动20< ≤25
臂和躯干负荷工作(搬重物、挖掘、割草、锤锻、铲等)
Ⅳ极重劳动>25
大强度挖掘、搬运等
三、疲劳分类
1.疲劳定义
肌肉疲劳
精神疲劳
2.疲劳产生的原因
工作条件
作业者本身的因素
消除疲劳的途径
四、机器特性
1.机器的优势
信息接收:范围广
信息处理:速度快、可靠性高、图形识别能力强
2.人的优势
处理柔性物体、修正、精细调整、灵活性、决策
五、人机系统类型
分类1
人工操作系统
半自动化系统
人:操作者与控制者
安全性取决于人机功能分配的合理性、机器的本质安全性、人为失误状况
自动化系统
人:监视者和管理者
安全性取决于机器本质安全、机器的冗余系统是否失灵以及人处于低负荷时的应激反应变差
分类2
闭环人机系统
有反馈回路,系统输出直接作用于系统的控制
开环人机系统
无反馈回路
人机系统可靠性计算
串联
Rs=RH*RM
并联
正常情况:Rs=RH*RM
异常情况:Rs=[1-(1-R1)*(1-R2)]*RM
人机作业环境
照明环境
避免眩光
视觉显示器之间亮度差避免>10:1
色彩环境
蓝色、紫色最容易引起人眼疲劳,红橙次之