安全生產技術考試要點：第四章安全人機工程3
第三節機械的安全特性及故障診斷技術 w 主要內容：機械安全的定義及特性，人機系統常見事故及原因，機械設備故障診斷技術。w 一、機械安全的定義及特性w （一）機械安全定義w （二）機械安全的特性 現代機械安全應具有以下幾方面的特性 : w 1. 系統性n 現代機械的安全應建立在心理、信息、控制、可靠性、失效分析、環境學、勞動衛生、計算機等科學技術基礎上, 並綜合與系統地運用這些科學技術。w 2. 防護性n 通過對機械危險的智慧型化設計，應使機器在整個壽命周期內發揮預定功能，包括誤操作時, 其機器和人身均是安全的, 使人對勞動環境、勞動內容和主動地位的提高得到不斷改善。 w 3. 友善性n 機械安全設計涉及到人和人所控制的機器, 它在人與機器之間建立起一套滿足人的生理特性、心理特性, 充分發揮人的功能的、提高人機系統效率的安全系統, 在設計中通過減少操作者的緊張和體力來提高安全性, 並以此改善機器的操作性能和提高其可靠性。w 4. 整體性n 現代機械的安全設計必須全面、系統地對導致危險的因素進行定性、定量分析和評價, 整體尋求降低風險的最優設計方案。 二、人機系統常見的事故及其原因 w ( 一 ) 常見的事故w 1. 捲入和擠壓w 這種傷害主要來自鏇轉機械的鏇轉零部件, 即兩鏇轉件之間或鏇轉件與固定件之間的運動將人體某一部分捲入或擠壓。這是造成機械事故的主要原因, 其發生的頻率最高, 約占機械傷害事故的 47.7% 。 w 2. 碰撞和撞擊n 這種傷害主要來自直線運動的零部件和飛來物或墜落物。例如, 做往復直線運動的工作檯或滑枕等執行件撞擊人體；高速鏇轉的工具、工件及碎片等擊中人體；起重作業中起吊物的墜落傷人或人從高層建築上墜落傷亡等。w 3. 接觸傷害n 接觸傷害主要是指人體某一部分接觸到運動或靜止機械的尖角、稜角、銳邊、粗糙表面等發生的劃傷或割傷的機械傷害和接觸到過冷過熱及絕緣不良的導電體而發生凍傷、燙傷及觸電等傷害事故。 w ( 二 ) 事故原因w 1. 機械設備存在先天性潛在缺陷n 屬於這一類的潛在安全隱患涉及面很廣, 從設計到製造諸如零件材料缺陷及材料選擇不當、基礎設計不當、強度計算不準、結構設計不當、操縱控制機構設計不當、顯示裝置設定不當、無安全防護裝置以及製造中的加工裝配不當等等。 w 2. 設備磨損或惡化n 使用過程中由於磨損、老化降低了設備的可靠性而產生新的潛在危險因素, 如裂紋、腐蝕等缺陷, 但由於未被發現而“帶病”運轉。w 3. 人的不安全行為n 有的是由於安全意識差而做的有意的行為或錯誤的行為, 有的則是由於人的大腦對信息處理不當而所做的無意行為, 如誤操作或誤動作。人的任何一種不安全行為都可能導致事故發生。n 絕大多數人機事故是可以採取故障診斷等預先識別技術加以防範的。 三、機械設備故障診斷技術w ( 一 ) 機械設備狀態監測及故障診斷模型w 故障診斷是研究機械設備運行狀態變化的信息, 進而識別、預測和監視機械運行狀態的技術方法。 在設備狀態監測和故障診斷中, 設備的狀態向量是設備異常或故障信息的重要載體，是設備故障診斷的客觀依據，所以及時而正確地掌握狀態向量是進行診斷的先決條件，為此就要用感測器或其他檢測手段進行狀態信號的監測。 ( 二 ) 故障診斷的基本流程及實施步驟 w 故障診斷包括診斷文檔建立和診斷實施兩大部分。診斷實施過程是故障診斷的中心工作，它可以細分為4 個基本步驟:w (1) 信號檢測。按不同診斷目的選擇最能表征設備狀態的信號, 對該類信號進行全面地檢測, 並將其匯集在一起, 形成一個設備工作狀態信號子集, 該子集稱為初始模式向量。w (2) 特徵提取 ( 或稱信號處理 ) 。將初始模式向量進行維數變換、形式變換, 去掉冗餘信息, 提取故障特徵, 形成待檢模式。w (3) 狀態識別。將待檢模式與樣板模式 ( 故障檔案)對比, 進行狀態分類。w (4) 診斷決策。根據判別結果採取相應的對策。對策主要是指對設備及其工作進行必要的預測和干預。 ( 三 ) 故障診斷與狀態監測 w 故障診斷與狀態監測是廣義故障診斷中不可分割的兩個有機組成部分。嚴格地講, 狀態監測和故障診斷是兩個不同的概念。狀態監測一般由現場操作人員進行。故障診斷則一般由專門人員進行, 他們只是在確定設備已發生異常的基礎上對異常設備進行處理，提取故障特徵, 識別設備狀態並提出診斷決策。雖然理論上兩者是有根本差異的, 但實際中由於兩者的密切相關性, 往往把狀態監測也劃歸在故障診斷的研究範疇中, 統稱為設備的故障診斷與監測或簡稱為故障診斷。由於狀態監測是故障診斷的前提, 因此有時也把狀態監測稱為故障診斷實施的第一階段, 而把狹義故障診斷稱為故障診斷實施的 第二階段。 w （四）振動監測與診斷技術故障診斷與狀態監測的技術包括振動監測與診斷技術等內容。