注冊安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》課堂筆記－第十六講 機械和人機系統(tǒng)的可靠性設(shè)計  

第十六講  機械和人機系統(tǒng)的可靠性設(shè)計

一、大綱要求：

1.了解機械安全定義、機械安全的特性；機械失效三個階段和維修度、有效度、平均無故障工作時間的定義；人機信息與能量交換系統(tǒng)模型、人的可靠性分析。

2.熟悉機械設(shè)備故障診斷技術(shù)；可靠性定義、故障率定義、可靠性預(yù)計、人機界面設(shè)計、維修性設(shè)計、機械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計要點；人機系統(tǒng)、人機功能分配、人機系統(tǒng)可靠性計算。

3.掌握人機系統(tǒng)常見的事故及其原因；人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則。

二、重點、難點： 

1. 人機系統(tǒng)常見的事故及其原因；

2. 機械的可靠性定義、機械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計要點。

3. 人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則。

三、內(nèi)容講解：

16.1.1  機械的安全特性

一、機械安全的定義及特性

(一)機械安全定義
機械安全是指機器在按使用說明書規(guī)定的預(yù)定使用條件下，執(zhí)行其功能和在對其進(jìn)行運輸、安裝、調(diào)試、運行、維修、拆卸和處理時對操作者不發(fā)生損傷或危害其健康的能力。它包括兩個方面的內(nèi)容：
（1)在機械產(chǎn)品預(yù)定使用期間執(zhí)行預(yù)定功能和在可預(yù)見的誤用時，不會給人身帶來傷害；
(2)機械產(chǎn)品在整個壽命周期內(nèi)，發(fā)生可預(yù)見的非正常情況下任何風(fēng)險事故時機器是安全的。
(二)機械安全的特性
現(xiàn)代機械安全應(yīng)具有以下幾方面的特性：
1.系統(tǒng)性
現(xiàn)代機械的安全應(yīng)建立在心理、信息、控制、可靠性、失效分析、環(huán)境學(xué)、勞動衛(wèi)生、計算機等科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上，井綜合與系統(tǒng)地運用這些科學(xué)技術(shù)。
2．防護(hù)性
通過對機械危險的智能化設(shè)計，應(yīng)使機器在整個壽命周期內(nèi)發(fā)揮預(yù)定功能，包括誤操作時，其機器和人身均是安全的，使人對勞動環(huán)境、勞動內(nèi)容和主動地位的提高得到不斷改善。
3．友善性
機械安全設(shè)計涉及到人和人所控制的機器，它在人與機器之間建立起一套滿足人的生理特性、心理特性，充分發(fā)揮人的功能的、提高人機系統(tǒng)效率的安全系統(tǒng)，在設(shè)計中通過減少操作者的緊張和體力來提高安全性，并以此改善機器的操作性能和提高其可靠性。
4．整體性
現(xiàn)代機械的安全設(shè)計必須全面、系統(tǒng)地對導(dǎo)致危險的因素進(jìn)行定性、定量分析和評價，整體尋求降低風(fēng)險的最優(yōu)設(shè)計方案。

【例題】單項選擇題
在進(jìn)行機械的安全設(shè)計時，必須全面、系統(tǒng)地對導(dǎo)致危險的因素進(jìn)行定性、定量分析和評價，這反映了機械安全的（   ）特性。

A. 系統(tǒng)性 
B. 全面性 
C. 友善性 
D. 整體性 
E. 防護(hù)性
〖答案〗 D

二、人機系統(tǒng)常見的事故及其原因

(一)常見的事故
1．卷入和擠壓
這種傷害主要來自旋轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)零部件，即兩旋轉(zhuǎn)件之間或旋轉(zhuǎn)件與固定件之間的運動將人體某一部分卷入或擠壓。這是造成機械事故的主要原因，其發(fā)生的頻率最高，約占機械傷害事故的47．7％。
2．碰撞和撞擊
這種傷害主要來自直線運動的零部件和飛來物或墜落物。例如，做往復(fù)直線運動的工作臺或滑枕等執(zhí)行件撞擊人體；高速旋轉(zhuǎn)的工具、工件及碎片等擊中人體；起重作業(yè)中起吊物的墜落傷人或人從高層建筑上墜落傷亡等。
3．接觸傷害
接觸傷害主要是指人體某一部分接觸到運動或靜止機械的尖角、棱角、銳邊、粗糙表面等發(fā)生的劃傷或割傷的機械傷害和接觸到過冷過熱及絕緣不良的導(dǎo)電體而發(fā)生凍傷、燙傷及觸電等傷害事故。

(二)事故原因
1．機械設(shè)備存在先天性潛在缺陷
屬于這一類的潛在安全隱患涉及面很廣，從設(shè)計到制造諸如零件材料缺陷及材料選擇不當(dāng)、基礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng)、強度計算不準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)、操縱控制機構(gòu)設(shè)計不當(dāng)、顯示裝置設(shè)置不當(dāng)、無安全防護(hù)裝置以及制造中的加工裝配不當(dāng)?shù)鹊取?BR>2．設(shè)備磨損或惡化
使用過程中由于磨損、老化降低了設(shè)備的可靠性而產(chǎn)生新的潛在危險因素，如裂紋、腐蝕等缺陷，但由于未被發(fā)現(xiàn)而“帶病”運轉(zhuǎn)。
3．人的不安全行為
有的是由于安全意識差而做的有意的行為或錯誤的行為，有的則是由于人的大腦對信息處理不當(dāng)而所做的無意行為，如誤操作或誤動作。人的任何一種不安全行為都可能導(dǎo)致事故發(fā)生。
絕大多數(shù)人機事故是可以采取故障診斷等預(yù)先識別技術(shù)加以防范的。

【例題】多項選擇題
某工廠雇傭童工，操縱無安全防護(hù)裝置的機器進(jìn)行生產(chǎn)，發(fā)生手指擠壓事故，在這個案例中，事故的原因有（   ）。

A. 工廠雇傭的童工 
B. 機器后天的磨損、老化 
C. 無安全防護(hù)裝置  
D. 操縱控制機構(gòu)設(shè)計不當(dāng)  
E. 制造中的加工裝配不當(dāng)
〖答案〗 A C