機(jī)電設(shè)備安全性研究

呂雷 侯捷

摘 ?要：文章研究了部分國家和地區(qū)的機(jī)電設(shè)備安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)備的危險(xiǎn)來源及安全要求等展開論述，以便于工程師研發(fā)更安全、更低風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，進(jìn)而幫助國內(nèi)機(jī)電設(shè)備的制造企業(yè)將其產(chǎn)品推廣至國外市場(chǎng)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)備;安全性;相關(guān)研究

中圖分類號(hào)：TD608 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）03-0111-01

如今世界經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭逐步加劇，勞動(dòng)力成本日漸提高，很多企業(yè)也將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)提上了日程。一部分企業(yè)抓住機(jī)遇生產(chǎn)各類自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備并因此得到發(fā)展，然而生產(chǎn)自動(dòng)化卻帶來了設(shè)備在工作中的安全問題。筆者針對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全性能展開相關(guān)研究。

1 ?大多數(shù)機(jī)電設(shè)備的危險(xiǎn)來源

近幾年，逐漸上漲的勞動(dòng)力成本致使企業(yè)必須讓自身產(chǎn)品的生產(chǎn)更加自動(dòng)化，許多自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)廠家也成功把握了這樣的機(jī)遇并因此得到了發(fā)展，然而自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)也導(dǎo)致了自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)某些安全問題。大多數(shù)機(jī)電設(shè)備往往容易在這三個(gè)方面出現(xiàn)危險(xiǎn)：①物理傷害。所謂物理傷害，即設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)操作人員造成的機(jī)械性傷害、噪音、輻射、觸電、激光等危險(xiǎn)光源、部分危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)等對(duì)人體的傷害以及對(duì)設(shè)備自身造成的損害。②電氣傷害。所謂電氣傷害，即電氣零件出現(xiàn)故障帶來的傷害以及電氣對(duì)設(shè)備的損壞。③電磁輻射造成的傷害。此傷害即電磁輻射使得電氣控制出現(xiàn)異常進(jìn)而造成的電器傷害及機(jī)械性傷害、輻射對(duì)設(shè)備帶來的損害等。

2 ?現(xiàn)階段機(jī)電設(shè)備安全性研究的情況

2.1 ?世界主流國家區(qū)域的相關(guān)研究

在歐洲的很多國家，其機(jī)電設(shè)備往往推行CE標(biāo)準(zhǔn)并將該標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。由于標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行效果較好，因此企業(yè)在生產(chǎn)中使用歐洲國家生產(chǎn)的符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備也很少發(fā)生安全事故。北美地區(qū)包括美國在內(nèi)都將UL標(biāo)志視為公認(rèn)的產(chǎn)品安全認(rèn)證標(biāo)志，且該認(rèn)證已經(jīng)是國際上非常嚴(yán)格的認(rèn)證，只是此種認(rèn)證并不強(qiáng)制執(zhí)行。貼此標(biāo)志的產(chǎn)品已經(jīng)有著被眾多消費(fèi)者接受的信譽(yù)程度，相當(dāng)于持有一張質(zhì)量安全方面的信譽(yù)卡。正因?yàn)榇?，UL標(biāo)志現(xiàn)在已經(jīng)是機(jī)電產(chǎn)品涉足北美地區(qū)市場(chǎng)的通行證，UL認(rèn)證在美國極具權(quán)威性。進(jìn)行該認(rèn)證主要是為了將各種設(shè)備、材料及系統(tǒng)進(jìn)行是否危害生命及財(cái)產(chǎn)的確認(rèn)，檢查其是否處于安全狀態(tài)，并對(duì)外界公布相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果。UL出版的標(biāo)準(zhǔn)有數(shù)百種，這些標(biāo)準(zhǔn)的很大一部分已經(jīng)被美國相關(guān)機(jī)構(gòu)采納?？傮w看來，該標(biāo)準(zhǔn)可以分為如下幾項(xiàng)：對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求;對(duì)產(chǎn)品原材料的要求;對(duì)測(cè)試方法及儀器的相關(guān)要求;對(duì)產(chǎn)品元器件的部分要求;對(duì)產(chǎn)品的說明書及標(biāo)志的要求等。

2.2 ?國內(nèi)機(jī)電設(shè)備安全性的相關(guān)研究

很長時(shí)間以來，我國對(duì)安全生產(chǎn)并沒有引起充分重視，在產(chǎn)品安全方面也缺乏較高的要求。現(xiàn)如今社會(huì)輿論壓力逐漸增大，我國也因此不得不重視產(chǎn)品的安全性能，然而仍然有很多操作人員在工作時(shí)受傷，產(chǎn)品的安全性能并不理想。甚至個(gè)別工廠年年都會(huì)發(fā)生一些嚴(yán)重的事故，數(shù)量如此多的因工受傷事故，令人難以想象。比這些更加可怕的是某些大型人身傷亡事故的發(fā)生，如煤礦瓦斯爆炸、溫州動(dòng)車事故等。頒布新勞動(dòng)法之后，操作工人有了更加強(qiáng)烈的維權(quán)意識(shí)，企業(yè)也務(wù)必要求產(chǎn)品的生產(chǎn)商為其提供安全產(chǎn)品，并且在生產(chǎn)中著重考慮安全問題。采購設(shè)備時(shí)，很多企業(yè)都對(duì)產(chǎn)品有相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)要求。與此同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備要想進(jìn)入國外市場(chǎng)就需要受到國外標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的要求，為了將產(chǎn)品推廣到國際市場(chǎng)，企業(yè)也不得不提高設(shè)備的安全性能。

3 ?機(jī)電設(shè)備在安全性能方面需要考慮的內(nèi)容

3.1 ?對(duì)安全的一般性要求

該類要求主要包括各類基本的防護(hù)手段，如人機(jī)工學(xué)相關(guān)原理、操作環(huán)境要求、充足的照明設(shè)備、避免危險(xiǎn)物質(zhì)對(duì)人體的傷害、防止設(shè)備移動(dòng)和運(yùn)輸中出現(xiàn)的危險(xiǎn)狀況等。設(shè)計(jì)制造的各類設(shè)備需要確保在進(jìn)行正常操作、安裝、維護(hù)及調(diào)試時(shí)不會(huì)對(duì)人體造成任何傷害。如果出現(xiàn)誤操作，務(wù)必盡快將人員轉(zhuǎn)移，不能讓操作人員處于危險(xiǎn)范圍。

種種可能發(fā)生的危險(xiǎn)狀況務(wù)必要盡可能消除，對(duì)于不能消除的危險(xiǎn)務(wù)必采用各類手段將其降低。事先一定要詳細(xì)告知設(shè)備的使用者，有哪些危險(xiǎn)已經(jīng)通過措施的采取得到了降低但并未被消除，并積極培訓(xùn)使用者，如有必要可讓操作者購買某些安全保護(hù)裝置。因?yàn)椴僮髦胁豢杀苊鈺?huì)出現(xiàn)誤操作狀況，所以當(dāng)出現(xiàn)誤操作時(shí)，避免設(shè)備損壞的設(shè)計(jì)不可缺少?？梢詫?duì)操作人員穿戴的服裝等種類進(jìn)行預(yù)估，以使得意外發(fā)生時(shí)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行安全保護(hù)。

①一定要防止設(shè)備的某些附件，如用來對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)維護(hù)的附件對(duì)人體造成傷害。②一定要避免機(jī)械設(shè)備所的材料及產(chǎn)品、排泄物等的材料傷害人體。③一定要確保設(shè)備無論是維護(hù)還是進(jìn)行操作時(shí)照明都充足。④還要避免零件上反射過于強(qiáng)烈的光線造成操作人員的眩暈、照明區(qū)域的陰影帶來的操作風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)動(dòng)的物件上光線頻繁閃爍對(duì)人造成的傷害。⑤保證設(shè)備能夠被運(yùn)輸及移動(dòng)，且在運(yùn)輸及移動(dòng)時(shí)不會(huì)受損、發(fā)生碰撞和掉落。在人工搬運(yùn)器械零件時(shí)，務(wù)必要保證搬運(yùn)的過程中零件和相關(guān)操作人員的安全，同時(shí)保證器械起吊裝置及附件良好。⑥要保證設(shè)備將人體工學(xué)原理充分考慮，保證設(shè)計(jì)的機(jī)器適應(yīng)人體不同身高、耐力及臂展長度的差異性，保證人體與機(jī)器的部件間空間大小足夠，保證器械的操作頻率、使用速度在人體能承受的范圍內(nèi)，避免工作人員過度疲勞。⑦人機(jī)界面的設(shè)置力求簡單易懂，操作者容易理解。⑧需要采用某些措施避免操作環(huán)境缺氧，而且防止有害氣體向操作區(qū)域排放。

3.2 ?防護(hù)設(shè)備的相關(guān)要求

①對(duì)于固定性防護(hù)設(shè)備，要保證其不能徒手移動(dòng)、卸下，一定要通過工具拆卸，且拆除裝置后對(duì)該裝置進(jìn)行固定的系統(tǒng)必須再設(shè)備上保留。②對(duì)于互鎖型設(shè)備，要確保互鎖防護(hù)設(shè)備處于打開狀態(tài)時(shí)能夠固定在設(shè)備上，且對(duì)該設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)務(wù)必在其工作時(shí)進(jìn)行。此外，該類裝置還需要停止命令，即設(shè)備關(guān)閉時(shí)不會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)狀況。③對(duì)于特殊防護(hù)設(shè)備，要保證操作者在危險(xiǎn)區(qū)工作時(shí)設(shè)備的移動(dòng)部件停止工作，且設(shè)備處在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)人不能碰到移動(dòng)物件。

3.3 ?設(shè)備的控制系統(tǒng)與裝置安全性基本要求

3.3.1 ?控制系統(tǒng)要求

①在操作過程中要避免產(chǎn)生危險(xiǎn)情況，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，要力求能夠避免外部影響及故意誤操作。②在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要保證當(dāng)其硬件及軟件處于默認(rèn)狀態(tài)時(shí)、整個(gè)系統(tǒng)在默認(rèn)邏輯下以及合理的誤操作情況下不出現(xiàn)危險(xiǎn)。③要保證設(shè)備不能出現(xiàn)意外啟動(dòng)狀況，且當(dāng)停止命令發(fā)出時(shí)設(shè)備能夠及時(shí)停止。④要確保設(shè)備的停止命令與安全防護(hù)裝置始終處于有效狀態(tài)。

3.3.2 ?控制裝置要求

①裝置標(biāo)識(shí)務(wù)必清晰、容易理解，且必要時(shí)有插圖解釋。②控制裝置的安裝位置要安全且便于工作人員操作。如果該裝置為移動(dòng)部件則要充分考慮其移動(dòng)中的安全問題。③該裝置要力求堅(jiān)固性，避免可以預(yù)見的外力對(duì)其造成損壞。④如果要通過不同的步驟對(duì)該裝置進(jìn)行操作，要將每個(gè)步驟在相關(guān)說明中明確表示。⑤要保證操作者身處區(qū)域的安全性。

某控制裝置在設(shè)置時(shí)，為避免操作者出現(xiàn)危險(xiǎn)設(shè)置了阻止功能。當(dāng)操作者處在危險(xiǎn)的位置時(shí)裝置的阻止功能會(huì)啟動(dòng)，進(jìn)而裝置會(huì)停止工作，與此同時(shí)危險(xiǎn)指示燈自動(dòng)點(diǎn)亮，這樣有效地避免了裝置運(yùn)行中的危險(xiǎn)狀況。

4 ?結(jié) ?語

筆者結(jié)合國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從一般性要求、防護(hù)設(shè)備要求、控制裝置與系統(tǒng)要求等方面針對(duì)機(jī)電類設(shè)備的安全性能展開相關(guān)探討，希望為設(shè)計(jì)人員提供參考。

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