機(jī)械產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)

田艷云

【摘 要】 論述了產(chǎn)品安全性的內(nèi)涵，闡述了機(jī)械產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)容，分析影響產(chǎn)品安全性的基本因素。通過(guò)分析影響產(chǎn)品安全的潛在因素，建立安全設(shè)計(jì)的基本思路、基本程序和基本方法。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)械產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)

【Abstract】 This paper discusses the meaning of product safety， describes the security content of mechanical product design technology to analyze the basic factors affecting the safety of their products. By analyzing the underlying factors that affect product safety， establish the basic security design ideas， basic program and basic methods.

【Key words】 MechanicalDesign Product Safety

1 引言

安全性是產(chǎn)品的一種共有的固有屬性。它指產(chǎn)品所具有的不導(dǎo)致人員傷亡、系統(tǒng)毀壞、重大財(cái)產(chǎn)損失或不危及人員健康和環(huán)境的能力。這里，這種能力是由設(shè)計(jì)所決定的，它與可靠性、維修性和保障性等密切相關(guān)，是各種產(chǎn)品必須滿(mǎn)足的首要設(shè)計(jì)要求，是通過(guò)設(shè)計(jì)所賦予的固有屬性，產(chǎn)品一旦被設(shè)計(jì)制造出來(lái)，其安全性也隨之固定。安全性所具有的品質(zhì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)所賦予的。面向安全性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是從物（產(chǎn)品）的因素考慮，用設(shè)計(jì)手段改善和完善產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)避免發(fā)生事故的能力。

因此，產(chǎn)品的形成過(guò)程也就是產(chǎn)品安全性的形成過(guò)程，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用的全過(guò)程，甚至是產(chǎn)品整個(gè)生命周期。經(jīng)濟(jì)地取得滿(mǎn)意的產(chǎn)品安全涉及到產(chǎn)品的整個(gè)生命環(huán)的所有階段。只有了解了產(chǎn)品安全形成的過(guò)程，才能尋找相應(yīng)的技術(shù)和手段來(lái)控制和提高產(chǎn)品安全性。產(chǎn)品的安全性是設(shè)計(jì)和制造進(jìn)去的，并非檢驗(yàn)出來(lái)的，因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品最終安全性和成本的關(guān)鍵。

2 機(jī)械產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容

2.1 安全設(shè)計(jì)的基本要求

產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足其安全要求，包括在生產(chǎn)、安裝、使用以及維護(hù)過(guò)程中，在預(yù)計(jì)的條件下使用不會(huì)對(duì)人員以及財(cái)產(chǎn)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。目的是消除產(chǎn)品整個(gè)壽命周期內(nèi)（包括安裝和拆卸）的任何事故風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)這些風(fēng)險(xiǎn)時(shí)由于可預(yù)見(jiàn)的非正常情況產(chǎn)生的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范與程序，如設(shè)計(jì)要求、計(jì)算方法等等的規(guī)定，同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足各類(lèi)部件以及材料性能的約束。按照實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品具備本質(zhì)安全特性的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用產(chǎn)品自身所具備的安全特性防止危險(xiǎn)的產(chǎn)生，盡可能消除或減少風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 危險(xiǎn)識(shí)別

危險(xiǎn)識(shí)別在機(jī)械安全設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位，它的目的是描述危險(xiǎn)的性質(zhì)和識(shí)別它們各自危險(xiǎn)所產(chǎn)生的后果。在對(duì)機(jī)械進(jìn)行安全設(shè)計(jì)、制定有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，必須要對(duì)必須要對(duì)機(jī)器可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別。它是安全評(píng)價(jià)和安全設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，危險(xiǎn)識(shí)別的準(zhǔn)確與否，直接影響到安全性能的好壞[1]。機(jī)器可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)主要分為2大類(lèi)：

（1）機(jī)械危險(xiǎn)；主要包括擠壓危險(xiǎn)、剪切危險(xiǎn)、切割危險(xiǎn)、纏繞危險(xiǎn)、吸人或卷入危險(xiǎn)、沖擊或碰撞危險(xiǎn)、刺傷或扎傷危險(xiǎn)、摩擦和磨損危險(xiǎn)、高壓流體噴射危險(xiǎn)等。（2）非機(jī)械危險(xiǎn)；主要包括電氣危險(xiǎn)、熱危險(xiǎn)、噪聲危險(xiǎn)、振動(dòng)危險(xiǎn)、輻射危險(xiǎn)、材料或物質(zhì)產(chǎn)生的危險(xiǎn)、未遵循人類(lèi)工效學(xué)原則而產(chǎn)生的危險(xiǎn)及綜合性危險(xiǎn)等。

2.3 安全評(píng)價(jià)

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是在危險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)有工藝水平對(duì)機(jī)器在每種危險(xiǎn)狀態(tài)下可能產(chǎn)生傷害的概率和嚴(yán)重度進(jìn)行全面評(píng)估和判定。安全評(píng)價(jià)的目的是幫助設(shè)計(jì)者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平，以及由此引起的各種約束確定最優(yōu)的安全措施，使機(jī)器達(dá)到最高安全水平。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通常包括以下3個(gè)方面的要素[2]：

（1）評(píng)估可能傷害的嚴(yán)重度?？赏ㄟ^(guò)傷害的范圍、傷害的限度、傷害的嚴(yán)重度等因素進(jìn)行評(píng)估。（2）人們暴露于危險(xiǎn)區(qū)的頻率。通過(guò)對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的性質(zhì)、頻次、持續(xù)時(shí)間和人數(shù)等因素來(lái)進(jìn)行評(píng)估。（3）預(yù)測(cè)危險(xiǎn)出現(xiàn)的概率。主要對(duì)以下因素進(jìn)行預(yù)測(cè)：機(jī)器及其它元器件的可靠性及有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，類(lèi)似機(jī)器事故歷史資料。

3 機(jī)械產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，在選擇安全設(shè)計(jì)的最優(yōu)方法時(shí)，必須遵循以下原則：

3.1 結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)

機(jī)械安全設(shè)計(jì)的第一步是對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素如下：（1）使機(jī)器外觀達(dá)到本質(zhì)安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）使機(jī)器有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到安全的設(shè)計(jì)；（3）合理規(guī)定和計(jì)算零部件的強(qiáng)度和應(yīng)力；（4）合理選用材料；（5）選用本質(zhì)安全技術(shù)和動(dòng)力源；（6）應(yīng)用強(qiáng)制機(jī)械作用原則；（7）應(yīng)用人機(jī)工程原則；（8）應(yīng)用人類(lèi)工效學(xué)原則；（9）提高機(jī)器及零件的可靠性；（10）使機(jī)器的調(diào)整、維修點(diǎn)位于危險(xiǎn)區(qū)之外。

3.2 安全防護(hù)措施的選用與設(shè)計(jì)

對(duì)通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍不能避免或充分減小的危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)合理選用和設(shè)計(jì)安全裝置和（或）防護(hù)裝置進(jìn)行防護(hù)。

3.3 提供充分的安全使用信息

對(duì)通過(guò)合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和采用安全防護(hù)措施都無(wú)法消除或充分減小的那些遺留風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)通過(guò)提供安全使用信息的方式通知和警告用戶(hù)和使用者，使他們?cè)谑褂脵C(jī)器時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)救安全措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛曉敏等.機(jī)械安全設(shè)計(jì)方法的研究.中國(guó)機(jī)械工程第12卷第12期.

[2]楊利芳.產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的安全設(shè)計(jì).endprint