科技风２０１７年９月上 机械化工ｊ ＤＯＩ：１０．１９３９２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１—７３４１．２０Ｉ７１７１４ 新标准下机械设备设计安全性的思考 徐亚勇 江苏省江都中等专业学校江苏江都２２５２００ 摘要：新版ＥＮ ＩＳＯ１３８４９一ｌ机械安全标准已得到欧洲多数机器制造企业的认可，这也给机械设备设计安全带来了新的思考 本文从机械设计具体注意事项出发，阐述了笔者自己的思考。 关键词：ＥＮ ＩＳＯ１３８４９一ｌ；机械设备；设计；安全性 新版ＥＮ ＩＳＯ１３８４９—１机械安全标准已获得欧洲大多数机器 制造商认可作为ＥＮ９５４—１的改进．在危险评估过程和技术文件 档案方面提出更高的要求。国内类似的标准主要是ＧＢ５０８３・８５ 和ＧＢ１２８０１－９１，这些基于生产设备安全的标准的提出既是对对 机械设备安全性带来了新的挑战，也给机械设备安全设计提出 了全新的思考。 １机械设备安全设计概述 使用机械进行生产活动的最首要保证的就是人的安全。 尽管近年来业界加强了在动力科学、强度科学、可靠性分析等 设备安全的周边学科的研究，也开始与数学建模等新型学科积 极合作，但并未从根本上杜绝机械设备灾难性事故的发生，汽 车断轴、钢缆断裂、电梯骤停等都时有发生。为了减少类似事 故的发生，除了要加强生产质量的监控外，加大机械设备的安 全设计相当重要。 安全设计作为现代设计方法的重要组成，是当下机械发展 的热点，也是科技界必须直面的重大挑战。它主要应用安全科 学的理论与方法，在设计时通过对机械设备内部具有为限发生 可能性的环节进行必要的识别，充分的分析和可能性评价，并由 此对设备结构、防护装置及使用信息进行考量，在此基础上实施 设备设计。通过使用具备安全性能、足够安全系数和必要的安 全防护装置，将操作人员与设备中存在危险的部分进行隔离，使 操作人员有效规避危险。机械安全设计是一门综合性学科，涵 盖有基础机械设计、工程技术、管理技术及支撑技术等多学科知 识，细分来说主要有生理学、优化技术、系统工程、安全规范与标 准、安全设计、ＣＡＤ、ＣＡＰＰ、信息技术、机械行业数据库等。 ２研究阶段及研究内容 在新标准的影响下，新方法以机械设备为研究对象，以多 学科知识为基础衍生处新的安全设计方法。其主要内容包括： ①应用安全科学、机械科学、设计科学等知识来研究机械设备 的安全检测和评价理论。通过对检测和评价理论的完善，借助 科学的理论及方法，对机械设备有发生危险可能性的环节进行 甄别、分析、鉴定和评估。②根据安全评价结果，应用计算机科 学、力学、人体工程学、材料学、数学等知识对机械设备的结构、 防护装置等进行设计方法研究，形成对已有方法的有效完善。 ③以机械设备的安全设计方法为主要依据对机械设备的通用 方法进行提炼。其大致思路流程是：选择研究对象并确立设计 指标一运用安全设计方法进行分析一试制样品并试验一修改 完善设计至满意。 ３机械设备安全设计要点 机械设备的安全技术要点主要措施，一般可分为直接措 施、间接措施和指示性措施三类。 直接安全技术是消除机器本身不安全因素的最主要也是 效果最为明显的措施。直接安全措施直接从设备自身来消除 不安全因素，保证操作者的人身安全。目前最为主流的做法就 是尽可能的采用机械化作业代替人工作业。例如加工中心，操 作者只需要抓持工件辅助夹持，此后便有设备完成夹紧，此后 关闭防护面罩，利用ＣＡＤ和ＣＡＭ软件画图编程，输入机床后， 加工中心便能自行完成整个零部件的加工作业，加工全程再无 需人工作业，加工精度高且速度快，在隔离设备与操作者的同 时。也隔离了危险源，避免了工件和刀具未夹紧，切削飞溅，携 作者因接近高速旋转件带来的危险。再比如说，设备进给系 中大量设置限位开关，传动系统中的过载保护装置、液压系 中设置限压阀或溢流阀等、控制电路中采用电器互锁、自锁 置也都是为确保操作人员的安全而额外设置的。需要持续葫 供恒定压力的场合，为防止空压机故障导致意外失压，常安 有另一台空压机或蓄能器作为做备用压力源使用，这些都是屉 于直接安全技术。 间接措施则是通过采用具有安全有效的防护装置来加拍 设备安全，尤其在设备无法采用直接措施时考虑采用。一般传 法是增加安全防护装置，安全保护装置是在操作过程中出现定 险状况时，能够保证操作人员免受机械性损伤的装置。以防 罩和防护栅网等安全措施最为常见，例如机械传动环节皮 轮、链轮处设置有安全护罩。吊装设备（如电梯等）边缘留有 足够尺寸的安全距离，需攀高操作的设 爬梯处设置的适当 度的护栏，牵引设备如曳引轮、张紧轮处安装轴上的防护装置。 指示性措施则是在 前两者无法实现，或不能 完全实现安全作用的基 础上采取的安全措施。 其通过文字、符号、颜色、 标记、灯光、声音等传递 信息，提出示警。此类措 施在生产最为常见，比如 高速旋转设备处标记的 请勿触摸、回转设备处的 回转半径内请勿站人、高 压设备处的高压危险、设 常见符号娄安全标示图 备中标示的最大承重等都属于文字类警示；符号类指示性措 则如图所示；颜色类标记如数控机床中急停按钮设置为鲜艳 红色，警示性颜色一般也多采用红、黄、蓝、绿等安全色。灯 类警示则一般采用三色灯管，在不同条件发出不同颜色的烟 光，传递不同信息，一般出现安全问题时同时并随有警示音。 以上三类安全措施，无论是采取单一方法还是多种皆施 问题的关键都取决于操作者本身能否给予足够的重视，否则一 切安全措施都是空谈。 ４结语 安全责任重于泰山，设备的安全又得益于设计时出于对互 全的周到考虑和严格保证。设备设计人员如果在设备设计 程能紧绷安全的弦，设计中通盘考虑，反复琢磨，仔细论证，村 信经过全体人员的通力协作，设备的安全水平一定能更上 台阶。 参考文献： ［１］胡斌梁．关于机械设备的绿色与安全设计的思考［Ｄ］． 中国安全科学学报，２００５，０２． ［２］武福东．机械设备的可靠性设计和维修保养［Ｄ］．技席 与市场技术研发，２０１３，２０． ［３］李浩森．浅谈如何实现机械设备的安全性［Ｄ］．学界 ２００８，０４． １６５