考点1:机械基本概念
机械是由若干个零、部件连接构成,其中至少有一个零、部件是可运动的,并且配备或预定配备动力系统,是具有特定应用目的的组合。
机械包括:
(1)单台的机械。例如,木材加工机械、金属切削机床、起重机等。
(2)实现完整功能的机组或大型成套设备。即为同一目的由若干台机械组合成一个综合整体,如自动生产线、加工中心、组合机床等。
(3)可更换设备。可以改变机械功能的、可拆卸更换的、非备件或工具设备,这些设备可自备动力或不具备动力。
考点2:机械的分类
按照机械的使用用途,可以将机械大致分为10类。
(一)动力机械(二)金属切削机械(三)金属成型机床
(四)交通运输机械(五)起重运输机械(六)工程机械
(七)农业机械(八)通用机械(九)轻工机械(十)专用机械
考点3:机械使用过程中的危险有害因素的分类
机械使用过程中的危险可分为机械性危险和非机械性危险。
(一)机械性危险(运动,自身)
机械性危险包括与机器、机器零部件(包括加工材料夹紧机构)或其表面、工具、工件、载荷、飞射的固体或流体物料有关的可能会导致挤压、剪切、碰撞、切割或切断、缠绕、碾压、吸入或卷入、冲击、刺伤或刺穿、摩擦或磨损、抛出、绊倒和跌落、高压流体喷射等危险。
(二)非机械性危险(看不见)
非机械性危险主要包括电气危险(如电击、电伤)、温度危险(如灼烫、冷冻)、噪声危险、振动危险、辐射危险(如电离辐射、非电离辐射)、材料和物质产生的危险、未履行安全人机工程学原则而产生的危险等。
考点4:皮带的安全防护措施
皮带的传动装置防护采用金属骨架的防护 。与皮带的距离不应小于50mm。一般传动机构离地面2 m以下,应设防护罩。但在下列3种情况下,即使在2m以上也应加以防护。1皮带轮中心距之间的距离在3m以上;(长度)②皮带宽度在15cm以上;(宽度3皮带回转的速度在9m/min以上。(速度)这样万一皮带断裂,不至于伤人。
皮带的接头必须牢固可靠,安装皮带应松紧适宜。皮带传动机构的防护可采用将皮带全部遮盖起来的方法、或采用防护栏杆防护。
考点5:“三步法”
消除或减小相关的风险,应按下列等级顺序选择安全技术措施,即“三步法”。
第一步:本质安全设计措施,也称直接安全技术措施,指通过适当选择机器的设计特性和暴露人员与机器的交互作用,消除或减小相关的风险。此步是风险减小过程中的第一步,也是最重要的步骤。
第二步:安全防护或补充保护措施,也称间接安全技术措施。如果仅通过本质安全设计措施不足以减小
风险时,可采用用于实现减小风险目标的安全防护或补充保护措施。
第三步:使用信息,也称提示性安全技术措施。如果以上两步技术措施不能实现或不能完全实现时,应使用信息明确警告剩余风险,说明安全使用设备的方法和相关的培训要求等。
机械的可靠性设计
(1)使用可靠性已知的安全相关组件。指在预定使用、环境条件下,在固定的使用期限或操作次数内,能够经受住所有有关的干扰和应力,而且产生失效概率小的组件。需要考虑的环境条件包括冲击、振动、冷、热、潮湿、粉尘、腐蚀或磨蚀材料、静电、电磁场。由此产生的干扰包括失效、控制系统组件的功能暂时或永久失效。
(2)关键组件或子系统加倍(或冗余)和多样化设计。当一个组件失效时,另一个组件或其他多个组件能继续执行各自的功能,保证安全功能继续有效。采用多样化的设计或技术,避免共因失效(由单一事件引发的不同产品的失效,这些失效不互为因果)或共模失效(可能由不同原因引起,以相同故障模式为特征的产品失效)。
(3)操作的机械化或自动化设计。可通过机器人、搬运装置、传送机构、鼓风设备实现自动化,可通过进料滑道、推杆和手动分度工作台等实现机械化。减少人员在操作点暴露于危险,而限制由这些操作产生的风险。
(4)机械设备的维修性设计。设计应考虑机械的维修性,当产品一旦出故障,易发现、易拆卸、易检修、易安装,维修性是产品固有可靠性的指标之一。维修性设计应考虑以下要求:1将维护、润滑和维修设定点放在危险区之外;2检修人员接近故障部位进行检查、修理、更换零件等维修作业的可达性,3零、组部件的标准化与互换性,4同时,必须考虑维修人员的安全。
考点6:防止机械危险的安全措施
(1)有可能造成缠绕、吸入或卷入等危险的运动部件和传动装置(如链传动、齿轮齿条传动、带传动、蜗轮传动、轴、丝杠、排屑装置等)应予以封闭、设置防护装置或使用信息提示。
(2)凡在作业上方有物料传输装置、带传动装置以及上方可能有坠落物件的下方,应设置防护廊、防护棚、防护 等防护。
(3)运动部件与运动部件之间、运动部件与静止部件(包括墙体等构筑物)之间,不应存在挤压危险和剪切危险,否则应限定避免人体各部位受到伤害的最小安全距离。
(4)运动部件在有限滑轨运行或有行程距离要求的,应设置可靠的限位装置。
(5)对于有惯性冲击的机动往复运动部件,应设置缓冲装置。
考点7:砂轮机的安全要求
(一)砂轮主轴
砂轮主轴端部螺纹应满足防松脱的紧固要求,其旋向须与砂轮工作时旋转方向相反,砂轮机应标明砂轮的旋转方向;端部螺纹应足够长,切实保证整个螺母旋入压紧(L>1cm);主轴螺纹部分须延伸到紧固螺母的压紧面内,但不得超过砂轮最小厚度内孔长度的1/2(h>H/2)。
(二)砂轮卡盘
一般用途的砂轮卡盘直径不得小于砂轮直径的1/3,切断用砂轮的卡盘直径不得小于砂轮直径的1/4;卡盘结构应均匀平衡,各表面平滑无锐棱,夹紧装配后,与砂轮接触的环形压紧面应平整、不得翘曲;卡盘与砂轮侧面的非接触部分应有不小于1.5mm的足够间隙。
(三)砂轮防护罩
砂轮防护罩一般由圆周构件和两侧面构件组成,防护罩留有一定形状的开口,防护罩应满足以下安全技术要求:
(1)砂轮防护罩的总开口角度应不大于90°,如果使用砂轮安装轴水平面以下砂轮部分加工时,防护罩开口角度可以增大到125°。而在砂轮安装轴水平面的上方,在任何情况下防护罩开口角度都应不大于65%
(2)砂轮防护罩任何部位不得与砂轮装置各运动部件接触,砂轮卡盘外侧面与砂轮防护罩开口边缘之间的间距一般应不大于15mm。
(3)防护罩上方可调护板与砂轮圆周表面间隙应可调整至6mm以下;托架台而与砂轮主轴中心线等高,托架与砂轮圆周表面间隙应小于3mm。
考点8:砂轮机的使用安全技术
(1)砂轮只可在单向旋转,有裂纹或损伤等缺陷的砂轮绝对不准安装使用,使用过程中,任何情况下都不允许超过砂轮的最高工作速度。
(2)应使用砂轮的圆周表面进行磨削作业,不宜使用侧面进行磨削。
(4)禁止多人共用一台砂轮机同时操作。
(5)砂轮机的除尘装置应定期检查和维修。
(6)发生砂轮破坏事故后,应检查防护罩、卡盘、主轴和紧固螺母。
考点9:压力机的离合器
离合器分为刚性离合器和摩擦离合器。
刚性离合器以刚性金属键作为接合零件,构造简单,不需要额外动力源,但不能使滑块停止在行程的任意位置,只能使滑块停止在上死点。
摩擦离合器借助摩擦副的摩擦力来传递扭矩,结合平稳,冲击和噪声小,可使滑块停止在行程的任意位置。
离合器在设计时应保证:
(1)离合器与制动器的联锁控制动作应灵活、可靠,不得相互干涉。一般采用离合器-制动器组合结构,以减少二者同时结合的可能性。
(2)采用规格尺寸、质量、刚度上应一致的压缩弹簧接合制动器和脱开离合器。
(3)制动器和离合器设计时应保证任一零件(如能量传递或螺栓)的失效,不能使其他零件快速产生危险的联锁失效。
(4)离合器及其控制系统应保证在气动、液压和电气失灵的情况下,离合器立即脱开,制动器立即制动。
(5)禁止在机械压力机上使用带式制动器来停止滑块。
(6)脚踏操作与双手操作规范应具有联锁控制。
(7)在离合器、制动器控制系统中,须有急停按钮。在执行停机控制的瞬时动作时,必须保证离合器立即脱开、制动器立即接合。急停按钮停止动作应优先于其他控制装置。
考点10:压力机的安全防护装置
安全保护装置包括活动、固定栅栏式、推手式、拉手式等。
安全保护控制装置包括双手操作式、光电感应保护装置等。如果压力机工作过程中需要从多个侧面接触危险区域,应为各侧面安装提供相同等级的安全防护装置。危险区开口小于6mm的压力机可不配置安全防护装置。
双手操作式安全保护控制装置
双手操作式安全装置的工作原理是将滑块的下行程运动与对双手的限制联系起来,必须符合以下要求:
(1)双手操作的原则。不能只用一只手、同一手臂的手掌和手肘、小臂或手肘、手掌和身体的其他部分来启动输出信号,必须双手同时推按操纵器,离合器才能接合滑块下行程;在滑块下行过程中,松开任一按钮,滑块立即停止下行程或超过下死点。
(2)重新启动的原则。对于被中断的操作控制需要恢复以前,应先松开全部按钮,然后再次双手按压后才能恢复运行。
(3)最小安全距离的原则。安全距离是指操纵器的按钮或手柄到压力机危险线的最短直线距离。安全距离应根据压力机离合器的性能,通过计算来确定。
(4)操纵器的装配要求。两个操纵器(按钮或操纵手柄的手握部位)的内缘装配距离至少相隔260mm。为防止意外触动,按钮不得凸出台面或加以遮盖。
刨刀轴
刀轴由刨刀体、刀轴主轴、刨刀片和压刀组成,装入刀片后的总成,称为刨刀轴或刀轴。刀轴的各组成部分及其装配应满足以下安全要求:
(1)刀轴必须是装配式圆柱形结构,严禁使用方形刀轴。刀体上的装刀梯形槽应上底在外,下底靠近圆心,组装后的刀槽应为封闭型或半封闭型。保证夹紧后在运转中不得松动或刀片发生径向滑移。
(2)组装后的刨刀片径向伸出量不得大于1.1 mm。
(3)组装后的刀轴须经强度试验和离心试验,试验后的刀片不得有卷刃、崩刃或显著磨饨现象。
(4)刀轴的驱动装置所有外露旋转件都必须有牢固可靠的防护罩,并在罩上标出单向转动的明显标志;须设有制动装置,在切断电源后,保证刀轴在规定的时间内停止转动。
平刨床遮盖式安全装置的安全技术要求如下:
(1)非工作状态下,护指键(或防护罩)必须在工作台面全宽度上盖住刀轴。
(2)刨削时仅打开与工件等宽的相应刀轴部分,其余的刀轴部分仍被遮盖。未打开的护指键或护罩部分必须能自锁或被锁紧。
(3)应有足够的强度与刚度。
(4)安全装置闭合灵敏,从接到闭合指令开始到护指键或防护罩关闭为止,闭合时间不得大于80ms。爪形护指键式的相邻键间距应小于8mm。
(5)装置不得涂耀眼颜色,不得反射光泽。
考点12:带锯机安全技术
(一)带锯条的安全要求
(1)带锯条的锯齿应锋利,齿深不得超过锯宽的1/4,锯条厚度应与匹配的带锯轮相适应。避免小轮选用大厚度锯条,造成断裂伤人。
(2)锯条焊接应牢固平整,接头不得超过3个,两接头之间长度应为总长的1/5以上,接头厚度应与锯条厚度基本一致。
(3)严格控制带锯条的横向裂纹,裂纹超长应切断重新焊接。
(二)操控机构的要求
(1)启动按钮应设置在能够确认锯条位置状态、便于调整锯条的位置上。
(2)启动按钮应灵敏、可靠,不应因接触振动等原因而产生误动作。
(3)上锯轮机动升降机构应与锯机启动操纵机构联锁;下锯轮应装有能对运转进行有效制动的装置。
(4)必须设置急停控制按钮。
考点13:圆锯机安全技术
圆锯机是以圆锯片对木材进行铝切加工的机械设备。锯片的切割伤害、木材的反弹抛射打击伤害是主要危险,手动进料圆锯机必须装有分料刀;自动进料圆锯机须装有止逆器、压料装置和侧向防护挡板,送料辗应设防护罩。圆锯机应满足以下所述要求。
分料刀
分料刀是设置在出料端减少木材对锯片的挤压并防止木材反弹的装置
不同尺寸的锯片应采用相应规格的分料刀。分料刀的安全要求如下:
(2)应有足够的宽度以保证其强度和刚度,受力后不会被压弯或偏离正常的工作位置。其宽度应介于锯身厚度与锯料宽度之间,在全长上厚度要一致。
(3)分料刀的引导边应是楔形的,以便于导入。其圆弧半径不应小于圆锯片半径。
(4)应能在锯片平面上作上下和前后方向的调整,分料刀顶部应不低于锯片圆周上的最高点;与锯片最靠近点与锯片的距离不超过3mm,其他各点与锯片的距离不得超过8mm。
考点14:铸造作业安全技术措施
(一)工艺要求
1.工艺布置
结合防尘防毒技术综合考虑工艺设备和生产流程的布局。污染较小的造型、制芯工段应位于全年最小频率风向的下风侧。砂处理、清理等工段宜用轻质材料或实体墙等设施与其他部分隔开;大型铸造车间的砂处理、清理工段可布置在单独的厂房内。造型、落砂、清砂、打磨、切割、焊补等工序宜固定作业工位或场地,以方便采取防尘措施。在布置工艺设备和工作流程时,应为除尘系统的合理布置提供必要条件。
2.工艺设备
凡产生粉尘污染的定型铸造设备(如混砂机、筛砂机、带式输送机等),制造厂应配置密闭罩,非标准设备在设计时应附有防尘设施。型砂准备及砂的处理应密闭化、机械化。输送散料状干物料的带式输送机应设封闭罩。混砂不宜采用扬尘大的爬式翻斗加料机和外置式定量器,宜采用带称量装置的密闭混砂机。炉料准备的称量、送料及加料应采用机械化装置。
3.工艺方法
在采用新工艺、新材料时,应防止产生新污染。冲天炉熔炼不宜加萤石。应改进各种加热炉窑的结构、燃料和燃烧方法,以减少烟尘污染。回用热砂应进行降温去灰处理。
4.工艺操作
在工艺可能的条件下,宜采用湿法作业。落砂、打磨、切割等操作条件较差的场合,宜采用机械手遥控隔离作业。
浇注作业。浇注作业一般包括烘包、浇注和冷却三个工序。
浇注前检查浇包是否符合要求,升降机构、倾转机构、自锁机构及抬架是否完好、灵活、可靠;浇包盛铁水不得太满,不得超过容积的80%,以免洒出伤人;浇注时,所有与金属溶液接触的工具,如扒渣棒、火钳等均需预热,防止与冷工具接触产生飞溅。
造型和制芯作业。很多造型机、制芯机都是以压缩空气为动力源,为保证安全,防止设备发生事故或造成人身伤害,在结构、气路系统和操作中,应设有相应的安全装置,如限位装置、联锁装置、保险装置。
(二)建筑要求
铸造车间应安排在高温车间、动力车间的建筑群内,建在厂区其他不释放有害物质的生产建筑的下风侧。厂房主要朝向宜南北向。厂房平面布置应在满足产量和工艺流程的前提下同建筑、结构和防尘等要求综合考虑。铸造车间四周应有一定的绿化带。
铸造车间除设计有局部通风装置外,还应利用天窗排风或设置屋顶通风器。熔化、浇注区和落砂、清理区应设避风天窗。有桥式起重设备的边跨,宜在适当高度位置设置能启闭的窗扇。
(三)除尘
1.炉窑
(1)炼钢电弧炉。排烟宜采用炉外排烟、炉内排烟、炉内外结合排烟。通风除尘系统的设计参数应按冶炼氧化期最大烟气量考虑。电弧炉的烟气净化设备宜采用干式高效除尘器。
(2)冲天炉。冲天炉的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。当粉尘的排放浓度在400-600mg/m2时,最好利用自然通风和喷淋装置进行排烟净化。
2.破碎与碾磨设备
颚式破碎机上部,直接给料,落差小于1m时,可只做密闭罩而不排风。不论上部有无排风,当下部落差大于或等于1m时,下部均应设置排风密封罩。球磨机的旋转滚筒应设在全密闭罩内。
考点15:锻造安全技术措施
锻压机械的结构不但应保证设备运行中的安全,而且应能保证安装、拆卸和检修等各项工作的安全;此外,还必须便于调整和更换易损件,便于对在运行中应取下检查的零件进行检查。
(1)锻压机械的机架和突出部分不得有棱角或毛刺。
(2)外露的传动装置(齿轮传动、摩擦传动、曲柄传动或皮带传动等)必须有防护罩。防护罩需用链安装在锻压设备的不动部件上。
(3)锻压机械的启动装置必须能保证对设备进行迅速开关,并保证设备运行和停车状态的连续可靠。
(4)启动装置的结构应能防止锻压机械意外地开动或自动开动。
设备上使用的模具都必须严格按照图样上提出的材料和热处理要求进行制造,紧固模具的斜模应经退火处理,锻锤端部只允许局部滓火,端部一旦卷曲,则应停止使用或修复后再使用。
(5)电动启动装置的按钮盒,其按钮上需标有“启动”“停车”等字样。停车按钮为红色,其位置比启动按钮高 10~12mm。
(6)高压蒸汽管道上必须装有安全阀和凝结罐,以消除水击现象,降低突然升高的压力。
(7)蓄力器通往水压机的主管上必须装有当水耗量突然增高时能自动关闭水管的装置。
(8)任何类型的蓄力器都应有安全阀。安全阀必须由技术检查员加铅封,并定期进行检查。
(9)安全阀的重锤必须封在带锁的锤盒内。
(10)安设在独立室内的重力式蓄力器必须装有荷重位置指示器,使操作人员能在水压机的工作地点上观察到荷重的位置。
(11)新安装和经过大修理的锻压设备应该根据设备图样和技术说明书进行验收和试验。考点16:劳动强度及分级
WBGT指数又称湿球黑球温度,是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量,单位为℃。体力劳动强度指数I。体力劳动强度指数1是区分体力劳动强度等级的指标,指数大反映劳动强度大,指数小反映劳动强度小。
考点17:人的心理特征
安全心理学的主要研究内容和范畴包括以下几个方面。
考点19:人与机器特性的比较
人的特点:灵活性、可塑性、随机应变、分析判断、利用经验、归纳推理、有感情、多通道接受信息、处理柔软物体、精细调整、个别感官强等。
机器特点:学习能力差,灵活性差、输出值域宽广(可大可小)、动作快、精确度高、稳定性好、特定信息的感受能力强、同时完成多种操作、恶劣的(不良的)环境、感受读宽、检测范围宽、可靠性高、处理液体、气体和粉状体比人强、正确计算,不会修正,多通道复杂动作、图形识别能力弱、一次性成本高等。
考点20:人机系统
在人机系统中,人始终处于核心并起主导作用,机器起着安全可靠的保障作用。
(一)人机系统的类型
人机系统按系统的自动化程度可分为人工操作系统、半自动化系统和自动化系统三种。
人机系统按有无反馈控制可分为闭环人机系统和开环人机系统两类。反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新对系统发生作用的机制。
人机系统按系统中人机结合的方式可分为人机串联系统、人机并联系统和人机串、并联混合系统等类型。(二)人机系统的可靠度计算
人机系统组成的串联系统的可靠度可表达为:Rs= RH * RM
式中 Rs–人机系统可靠度;
RH— 人的操作可靠度;RM—机器设备可靠度。
并联人的操作可靠度计算公式:
RH=[1-(1-R1)(1-R2)]
R1——甲的可靠度; R2——乙的可靠度
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