考點 2：實現機械安全的途徑與對策措施(考頻 10 次)
(一)本質安全設計措施
1.合理的結構型式
2.限制機械應力以保證足夠的抗破壞能力
3.使用本質安全的工藝過程和動力源
4.控制系統的安全設計
5.材料和物質的安全性
6.機械的可靠性設計
7.遵循安全人機工程學的原則
(二)安全防護措施
1.防護裝置
通常采用殼、罩、屏、門、蓋、柵欄等結構和封閉式裝置，用于提供保護的物理屏障，將人與危險隔離，為機器的組成部分。
1)防護裝置的類型
類型 | 概念 |
固定式防護裝置 | 保持在所需位置(關閉)不動的防護裝置。不用工具不能將其打開或拆除。 |
活動式防護裝置 | 通過機械方法(如鐵鏈、滑道等)與機器的構架或鄰近的固定元件相連接，并且不用工具就可打開。 |
聯鎖防護裝置 | 防護裝置的開閉狀態直接與防護的危險狀態相聯鎖，只要防護裝置不關閉，被其“抑制”的危險機器功能就不能執行，只有當防護裝置關閉時，被其“抑制”的危險機器功能才有可能執行;在危險機器功能執行過程中，只要防護裝置被打開，就給出停機指令。 |
2.保護裝置
類型 | 概念 |
聯鎖裝置
| 用于防止危險機器功能在特定條件下(通常是指只要防護裝置未關閉)運行的裝置。可以是機械、電氣或其他類型的。 |
能動裝置 | 一種附加手動操縱裝置，與啟動控制一起使用，并且只有連續操作時，才能使機器執行預定功能。 |
保持-運行控制裝置 | 一種手動控制裝置，只有當手對操縱器作用時，機器才能啟動并保持機器功能。 |
雙手操縱裝置 | 至少需要雙手同時操作，以便在啟動和維持機器某種運行的同時，針對存在的危險，強制操作者在機器運轉期間，雙手沒有機會進入機器的危險區，以此為操作者提供保護的一種裝置。 |
敏感保護裝置 | 用于探測人體或人體局部，并向控制系統發出正確信號以降低被探測人員風險的設備。 |
有源光電保護裝置 | 通過光電發射和接收元件完成感應功能的裝置，可探測特定區域內由于不透光物體出現引起的該裝置內光線的中斷。 |
機械抑制裝置 | 在機構中引入的能靠其自身強度，防止危險運動的機械障礙(如楔、軸、撐桿、銷)的裝置。 |
限制裝置 | 防止機器或危險機器狀態超過設計限度(如空間限度、壓力限度、載荷力矩限度等)的裝置。 |
有限運動控制裝置(也稱行程限制裝置) | 與機器控制系統一起作用的，使機器元件做有限運動的控制裝置。 |
(三)安全信息的使用
1.安全色
(1)紅色。紅色表示禁止、停止、危險或提示消防設備、設施的信息。紅色用于各種禁止標志、交通禁令標志、消防設備標志;機械的停止按鈕、剎車及停車裝置的操縱手柄;機械設備的裸露部位(飛輪、齒輪、皮帶輪的輪輻、輪轂等);儀表刻度盤上極限位置的刻度、危險信號填等。
(2)黃色。黃色表示注意、警告的信息。黃色用于如警告標志、皮帶輪及其防護罩 的內璧、砂輪機罩的內壁、防護欄桿、警告信號旗等。
(3)藍色。藍色表示必須遵守規定的指令性信息。藍色用于道路交通標志和標線中警告標志等。
(4)綠色。綠色表示安全的提示性信息。綠色用于如機器的啟動按鈕、安全信號旗以及指示方向的提示標志，如安全通道、緊急出口、可動火區、避險處等。
2.信號和警告裝置
(1)含義明確性。對信號最首要的要求是具有某些典型模式和賦予一個特定的特征，使信號含義明確，確保無歧義地識別傳遞。
(2)可察覺性。信號必須清晰可鑒，聽覺信號應明顯超過有效掩蔽閾值，在接收區 內的任何位置都不應低于 65dB(A)。緊急視覺信號應使用閃爍信號燈，以吸引注意并產 生緊迫感，警告視覺信號的亮度應至少是背景亮度的 5 倍，緊急視覺信號亮度應至少是背景亮度的10 倍，即后者的亮度應至少 2 倍于前者，頻閃效應會削弱閃光信號的可察覺性。聽覺信號和視覺信號宜同時使用時，聲光的同步可提高信號的可察覺性。
(3)可分辨性。險情信號應與所用的其他所有信號明顯區分。聽覺險情信號應使其從接收區內所有其他聲音中清晰地突顯;視覺險情信號中，警告視覺信號應為黃色或橙黃 色，緊急視覺信號應為紅色;不管移動信號源的移動速度或方向怎樣變化，險情信號都應 確保在各種不利環境下得以識別。
(4)有效性。險情信號應定期復查，且無論有任何其他相關變化(如啟用某種新信 號、背景噪聲發生變化等),都應復查信號的有效性。
(5)設置位置。險情信號宜設置于緊鄰潛在危險源的適當位置，應在作業地點的可 聽可視范圍之內，使人員能及時察覺、正確理解險情性質并采取應急措施。
(6)優先級要求。任何險情信號應優先于其他所有視聽信號;緊急信號應優先于所有警告信號，緊急撤離信號應優先于其他所有險情信號。
歷年真題
1、【2021 年真題】機械產品設計應考慮維修性，以確保機械產品一旦出現故障，易發現、易檢修。下列機械產品設計要求中，不屬于維修性考慮的是()。
A.足夠的檢修活動空間
B.零部件的標準化與互換性
C.故障部位置于危險區以外
D.關鍵零部件的多樣化設計
【參考答案】D
【解析】D 選項錯誤。屬于機械的可靠性設計。
機械設備維修性設計是機械可靠性設計的一項內容。
維修性設計應考慮以下要求：
①將維護、潤滑和維修設定點放在危險區之外;
②檢修人員接近故障部位進行檢查、修理、更換零件等維修作業的可達性;
③零、組部件的標準化與互換性;
④同時，必須考慮維修人員的安全。
2、【2021 年真題】本質安全設計措施是指通過改變機器設計或工作特性，來消除危險或減少與危險相關的風險的安全措施。下列采用的安全措施中，屬于本質安全措施的是()。
A.采用安全電源
B.設置防護裝置
C.設置保護裝置
D.設置安全標志
【參考答案】A
【解析】A 選項正確。采用安全電源是屬于本質安全措施的。
B 選項錯誤。設置防護裝置是安全防護措施，是第二步。
C 選項錯誤。設置保護裝置是安全防護措施，是第二步。
D 選項錯誤。設置安全標志是安全信息使用，是第三步。
3、【2022 年真題】安全防護措施是指從人的安全需求出發，采用特定的技術手段防止或限制各種危險的安全措施，包含的防護裝置，保護裝置及其他補充措施，其中防護裝置有固定式，運動式，聯鎖式，柵欄式等，關于防護裝置特性的說法正確的是()。
A.固定式防護裝置位置固定，不能打開或拆除
B.聯鎖式防護裝置的開閉狀態與防護對象的危險狀態相聯鎖
C.活動式防護裝置與機器的構架相連接，使用工具才能打開
D.柵欄式防護裝置用于防護傳輸距離不大的傳動裝置
【參考答案】B【解析】A 錯誤，固定式防護裝置。保持在所需位置(關閉)不動的防護裝置。不用工具不能將其打開或拆除。
B 正確，聯鎖式防護裝置。防護裝置的開閉狀態直接與防護的危險狀態相聯鎖
C 錯誤，活動式防護裝置。通過機械方法(如鐵鏈、滑道等)與機器的構架或鄰近的固定元件相連接，并且不用工具就可打開。
D 錯誤。機械傳動機構常見的防護裝置有用金屬鑄造或金屬板焊接的防護箱罩，一般用于齒輪傳動或傳輸距離不大的傳動裝置的防護。柵欄式防護適用于防護范圍比較大的場合，或作為移動機械移動范圍內臨時作業的現場防護，或高處臨邊作業的防護等。
4、【2022 年真題】關于砂輪機的顏色,下列說法正確的是()。
A.砂輪防護欄顏色為藍色
B.砂輪防護罩內壁顏色為黃色
C.砂輪防護罩外為褐色
D.砂輪轉盤為紅色
【參考答案】B
【解析】B 項正確，黃色。黃色表示注意、警告的信息。黃色用于如警告標志、皮帶輪及其防護罩的內壁、砂輪機罩的內壁、防護欄桿、警告信號旗等。
5、【2023 年真題】旋轉機械的傳動外露部分，沖壓設備的施壓部分等都必須裝設安全防護裝置，由于安全防護裝置的形式較多，應根據運動的性質和人員進入危險區的需要來選擇安全防護裝置。機械正常運行期間，操作者不需要進入危險區的場合，應優先選用的防護裝置是()。
A.固定式防護裝置
B.活動式防護裝置
C.聯鎖式防護裝置
D.可調式防護裝置
【參考答案】A
【解析】機械正常運行期間操作者不需要進入危險區的場合，優先考慮選用固定式防護裝置，包括進料、取料裝置，輔助工作臺;適當高度的柵欄，通道防護裝置等。故選 A。
6、【2023 年真題】信號預警裝置類別包括聽覺信號、視覺信號以及試聽組合信號，設計和應用視聽信號應遵循安全人機工程學原則。下列關于試聽信號安全要素的說法中，正確的是()。
A.聽覺信號在接收區的任何位置應不低于 65dB(A)
B.緊急視覺信號亮度應至少是背景亮度的 5 倍
C.視覺險情信號中，警告視覺信號的顏色應為紅色
D.所有視聽信號應優先于其他險情信號
【參考答案】A
【解析】選項 A 正確，信號必須清晰可鑒，聽覺信號應明顯超過有效掩蔽閾值，在接收區內的任何位置都不應低于 65dB(A)。
選項 B 錯誤，緊急視覺信號應使用閃爍信號燈，以吸引注意并產生緊迫感，警告視覺信號的亮度應至少是背景亮度的 5 倍，緊急視覺信號亮度應至少是背景亮度的 10 倍，即后者的亮度應至少 2 倍于前者，頻閃效應會削弱閃光信號的可察覺性。
選項 C 錯誤，視覺險情信號中，警告視覺信號應為黃色或橙黃色，緊急視覺信號應為紅色。
選項 D 錯誤，任何險情信號應優先于其他所有視聽信號;緊急信號應優先于所有警告信號，緊急撤離信號應優先于其他所有險情信號。故選 A。
總結而言，實現機械安全是一項系統工程，需要我們從多個角度出發，采取綜合措施。中科建安通過對中級注安考試中實現機械安全途徑與對策措施的精講，不僅為考生提供了豐富的理論知識和實際案例分析，更希望大家能夠在今后的工作中，將安全管理的理念融入到日常生產的每一個環節。讓我們共同銘記，安全是生產的基石，也是每一位工程師應承擔的責任。愿每一位中級注安都能成為推動企業安全進步的中堅力量，保障人民生命財產安全，為社會的和諧穩定做出自己的貢獻。
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