試論機(jī)械的安全性及可靠性

張雅靈

（上海安合環(huán)境檢測(cè)技術(shù)有限公司，上海 201613）

0 引言

機(jī)械的安全性與可靠性是影響機(jī)械穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素，保證機(jī)械的安全性與可靠性是機(jī)械生產(chǎn)廠家提升產(chǎn)品影響力與競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施之一。在具體工作中，一方面要注重機(jī)械安全性與可靠性提升措施的探索與研究，另一方面要注重結(jié)合歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)研究成果與理念，切實(shí)提升機(jī)械的安全性與可靠性，為我國(guó)機(jī)械的制造、使用以及發(fā)展提供重要的技術(shù)支持[1]。

1 機(jī)械安全性與可靠性概念解析

機(jī)械的安全性與可靠性，具體是指機(jī)械的操作安全性與可靠性的性能指標(biāo)。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械安全性與可靠性主要包含以下內(nèi)容：

（1）操作安全。具有安全保障的裝置或設(shè)施，因操作原因發(fā)生的事故在機(jī)械安全事故率中占比較高，達(dá)到15%左右，因此規(guī)范的操作可以提升機(jī)械的安全性與可靠性。

（2）防誤操作的聯(lián)鎖或者緊急關(guān)停裝置。這些裝置可以防止誤操作，并且可使由機(jī)械問(wèn)題引發(fā)的事故減少65%。

（3）預(yù)警系統(tǒng)。是機(jī)械的基本安全保障系統(tǒng)，可大幅度提升機(jī)械的安全性與可靠性。

（4）安全警示標(biāo)識(shí)與標(biāo)志。

（5）操作人員、維修人員可行走的安全通道。

（6）安全保障維修、安全作業(yè)的空間或設(shè)施。

（7）有在突發(fā)或者緊急狀態(tài)下保障操作人員安全的設(shè)備與裝置，例如防火器材與裝置等。這類(lèi)設(shè)備與裝置無(wú)論是對(duì)保證機(jī)械操作人員的安全，還是降低事故率，都發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，是保障機(jī)械安全與可靠的重要內(nèi)容。

2 提升機(jī)械安全性與可靠性的措施

2.1 機(jī)械管理與生產(chǎn)理念方面

以歐洲和日本為例，這些國(guó)家針對(duì)機(jī)械的生產(chǎn)與使用制定了獨(dú)立的法律法規(guī)，以保證機(jī)械的安全性與可靠性。對(duì)不符合法律法規(guī)的違法情節(jié)以及違規(guī)操作也做出了細(xì)致且明確的規(guī)定，其中包含以下內(nèi)容：警告并做出相應(yīng)的罰金處理；停產(chǎn)整頓；如果存在無(wú)視法規(guī)現(xiàn)象，則勒令其停止產(chǎn)品在市場(chǎng)銷(xiāo)售，對(duì)于情節(jié)較為嚴(yán)重的，要根據(jù)相關(guān)法律做出對(duì)應(yīng)的罰款，并且根據(jù)情節(jié)對(duì)企業(yè)法人做出禁閉處罰，如表1 所示。由表1 可以看出，澳大利亞、德國(guó)及西班牙等國(guó)的法律只針對(duì)違法行為做出罰金處理，處罰力度較輕；而法國(guó)則針對(duì)違法行為直接給予禁閉處罰，這種方式具有較大的威懾力；但是在機(jī)械安全性與可靠性管理方面，英國(guó)不僅會(huì)罰款，而且還會(huì)對(duì)法人代表給予禁閉處理，因此英國(guó)機(jī)械生產(chǎn)管理之嚴(yán)格在世界范圍內(nèi)較為突出，具有一定的代表性。

表1 部分國(guó)家對(duì)違反機(jī)械安全法律法規(guī)的處罰

2.2 新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用

目前，許多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備中，其中具有代表性的技術(shù)主要包含以下方面：

（1）安全防護(hù)預(yù)警傳感器。為了解決機(jī)械作業(yè)時(shí)無(wú)法觀察到視野盲區(qū)、影響機(jī)械安全性及可靠性的問(wèn)題，我國(guó)通過(guò)在設(shè)備中加裝安全防護(hù)預(yù)警傳感器來(lái)提升機(jī)械的安全性與可靠性。生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備時(shí)會(huì)在機(jī)械的關(guān)鍵部分加裝安全防護(hù)預(yù)警傳感器，并且將設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)讲僮魅藛T駕駛艙的顯示屏幕上，這樣既可以幫助操作者時(shí)刻掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而且可以借助預(yù)警監(jiān)測(cè)能力不受反射影響、檢測(cè)區(qū)域獨(dú)立設(shè)定以及抗環(huán)境光能力極強(qiáng)等方面的優(yōu)勢(shì)來(lái)全面提升機(jī)械的安全性及可靠性[2]。

（2）激光、超聲波與傳感技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。以日本等國(guó)為代表，在機(jī)械中通過(guò)激光防沖突裝置或者超聲波應(yīng)答式報(bào)警裝置來(lái)監(jiān)控機(jī)械的作業(yè)，當(dāng)人或物出現(xiàn)在機(jī)械操作半徑內(nèi)或者機(jī)械發(fā)生故障時(shí)都會(huì)做出報(bào)警警示，幫助機(jī)械操作者及時(shí)采取應(yīng)急處理措施，防止安全事故的發(fā)生，保證機(jī)械的安全性與可靠性。

（3）抗電磁波干擾系統(tǒng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，在施工或機(jī)械作業(yè)區(qū)域周?chē)鶗?huì)出現(xiàn)不同程度的電磁波干擾，這不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)生錯(cuò)誤操作與動(dòng)作，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)安全事故。因此，機(jī)械設(shè)備中加裝抗電子干擾系統(tǒng)也是提升機(jī)械安全性與可靠性的重要手段之一。

（4）繼電器技術(shù)。歐洲國(guó)家為了防止機(jī)械在作業(yè)中發(fā)生側(cè)翻事故，通過(guò)在機(jī)械設(shè)備支撐部件中安裝壓力繼電器來(lái)提升安全性與可靠性。當(dāng)支撐部件荷載過(guò)重時(shí)液壓缸中的壓力會(huì)不斷升高，這時(shí)繼電器會(huì)發(fā)揮作用，迫使機(jī)械設(shè)備停止工作，由此提升機(jī)械的安全性及可靠性。

（5）安全聯(lián)鎖技術(shù)。如法國(guó)的STI 安全聯(lián)鎖，被廣泛應(yīng)用到了能源電力、工業(yè)制造、軌道交通以及物流裝卸等行業(yè)的機(jī)械設(shè)備中，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使安全事故下降5%左右，為法國(guó)降低機(jī)械安全事故做出了巨大的貢獻(xiàn)。再如英國(guó)MTL 安全柵技術(shù)，其在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用使得機(jī)械設(shè)備的安全性得到了12%左右的提升，有效降低英國(guó)事故嚴(yán)重程度的20%，得到了社會(huì)各個(gè)行業(yè)的廣泛認(rèn)可。

2.3 新材料在機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)械在實(shí)際作業(yè)中往往會(huì)受到外界因素干擾，進(jìn)而影響機(jī)械的安全性與可靠性。如冬季施工中，機(jī)械表面往往會(huì)因?yàn)槁渌蛘弑└采w而影響操作者的視線與判斷，對(duì)此，日本研發(fā)了一種透明導(dǎo)電膜，將這種導(dǎo)電膜貼覆于機(jī)械表面，可以將冰雪快速融化，進(jìn)而保證機(jī)械操作者的良好視野[3]。隨著科技的發(fā)展，新材料的不斷研發(fā)，更多的新材料應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備，大大提升了機(jī)械的安全性及可靠性。

2.4 其他方面

歐洲部分國(guó)家為了提升機(jī)械的安全性及可靠性，還采取了眾多措施與方法。部分國(guó)家采取措施以提升駕駛室的安全性及可靠性，例如防滾翻駕駛室、防落物駕駛室、密封加壓式駕駛室等；還有部分國(guó)家是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)提升機(jī)械的安全性及可靠性，如在發(fā)動(dòng)機(jī)上方加裝防護(hù)罩，一方面可以有效防止外界灰塵等物質(zhì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損傷，另一方面可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)與噪聲的傳播；另有部分國(guó)家通過(guò)強(qiáng)制機(jī)械設(shè)備企業(yè)在聯(lián)鎖裝置上加裝滅火器，當(dāng)機(jī)械著火后可以及時(shí)滅火。以上為提升機(jī)械安全性及可靠性采取的部分措施，值得我國(guó)在提升機(jī)械安全性及可靠性時(shí)借鑒。

3 提升機(jī)械安全性及可靠性的建議

經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展背景下，隨著國(guó)際貿(mào)易往來(lái)的日漸頻繁，注重機(jī)械產(chǎn)品安全性及可靠性的提升，不僅可以增強(qiáng)我國(guó)機(jī)械在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，而且對(duì)于提升機(jī)械相關(guān)作業(yè)的安全性與工作效率具有積極影響與重要作用[4]。結(jié)合當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)機(jī)械安全性及可靠性提出以下建議：

（1）注重理念的轉(zhuǎn)變，逐步健全與完善相關(guān)法律制度。安全性與可靠性作為機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要參考指標(biāo)，不僅會(huì)影響機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且關(guān)系到人員的安全，所以更具有重要性。因此，要通過(guò)不斷完善相關(guān)法律制度與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)際接軌，為機(jī)械安全性與可靠性營(yíng)造良好的氛圍與基礎(chǔ)，在提升安全性與可靠性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的全面提升，推動(dòng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。

（2）注重學(xué)習(xí)與借鑒國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)理念與技術(shù)。歐洲等工業(yè)化國(guó)家在機(jī)械生產(chǎn)以及安全性與可靠性方面有著更系統(tǒng)、嚴(yán)密以及先進(jìn)的措施，值得國(guó)內(nèi)學(xué)習(xí)與借鑒。然后，注重相關(guān)技術(shù)、材料的研發(fā)與創(chuàng)新，通過(guò)新技術(shù)與新材料的應(yīng)用來(lái)提升機(jī)械的安全性與可靠性是最為直接的方法，同時(shí)也是提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要路徑之一。

（3）機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)需要消耗大量的資金，對(duì)于機(jī)械使用企業(yè)或者個(gè)人而言，采購(gòu)新設(shè)備負(fù)擔(dān)較大，因此對(duì)于通過(guò)改善修理來(lái)提升舊機(jī)械的安全性及可靠性極為關(guān)注。不僅要注重新技術(shù)與新材料的研發(fā)，而且還要加強(qiáng)研究舊機(jī)械的技術(shù)改造，在舊機(jī)械安全性與可靠性得到提升的同時(shí)，降低成本支出與資源消耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展背景下，機(jī)械市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)在不斷提升，對(duì)機(jī)械的安全性與可靠性廣為關(guān)注。因此，注重機(jī)械安全性及可靠性的研究，不僅可以豐富相關(guān)研究理論，而且可以為相關(guān)工作者提供重要的參考。此外，注重機(jī)械安全性與可靠性的提升無(wú)論是對(duì)提升機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，還是保證機(jī)械作業(yè)的安全性，都具有深遠(yuǎn)的影響與重要意義。