為了保證安全生產(chǎn)，必須根據(jù)對機(jī)械設(shè)備的安全要求，進(jìn)行安全設(shè)計。在設(shè)計階段采取本質(zhì)安全的技術(shù)措施。本質(zhì)安全是指一般水平的操作者在判斷錯誤和誤操作的情況下，生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備仍能保證安全。

一、設(shè)備安全設(shè)計的主要內(nèi)容

1．設(shè)備本質(zhì)安全的意義

“安全第一、預(yù)防為主”的方針體現(xiàn)在當(dāng)安全和生產(chǎn)發(fā)生矛盾時，安全是第一位的。所有機(jī)械設(shè)備必須符合安全使用要求，在設(shè)備的使用壽命期內(nèi)保證操作者的安全。應(yīng)該要求操作者正確操作，但是把希望完全寄托在操作者的正確操作是危險的，必須使設(shè)備本身達(dá)到本質(zhì)安全。在設(shè)計階段必須考慮各種因素。經(jīng)過綜合分析，正確處理設(shè)備性能、產(chǎn)量、效率、可靠性、實用性、先進(jìn)性、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和安全性之間的關(guān)系。其中安全性是必須首先考慮的。

不安全的設(shè)計會導(dǎo)致不必要的傷害和事故。最好的辦法是采納使用單位包括操作者的建議，不斷改進(jìn)設(shè)計，提高設(shè)備的安全性。安全設(shè)計的目標(biāo)是產(chǎn)品100%達(dá)到質(zhì)量要求，具有100%可靠性和100%的操作維修安全性。本質(zhì)安全的設(shè)備具有高度的可靠性和安全性，可以杜絕或減少傷亡事故，減少設(shè)備故障，從而提高設(shè)備利用率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

2．設(shè)備本質(zhì)安全的指導(dǎo)思想

根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備安全設(shè)計的基本要求和制定安全技術(shù)措施的基本原則，為了實現(xiàn)設(shè)備的本質(zhì)安全，可以從三方面入手：

（1）設(shè)計階段。采用技術(shù)措施來消除危險，使人不可能接觸或接近危險區(qū)，如在設(shè)計中對齒輪采用遠(yuǎn)距離潤滑或自動潤滑，即可避免因加潤滑油而接近危險區(qū)；將危險區(qū)安全封閉；采用安全裝置；實現(xiàn)機(jī)械化和自動化等；這些都是設(shè)計階段應(yīng)該解決的。

（2）操作階段。建立有計劃的維護(hù)保養(yǎng)和預(yù)防性維修制度；采用故障診斷技術(shù)，對運行中的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；避免或及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障；對安全裝置進(jìn)行定期檢查，保證安全裝置始終處于可靠和待用狀態(tài)；提供必要的個人防護(hù)用品等。

（3）管理措施。指導(dǎo)機(jī)械的安全使用，向用戶及操作人員提供有關(guān)設(shè)備危險性的資料、安全操作規(guī)程、維修安全手冊等技術(shù)文件；加強(qiáng)對操作人員的教育和培訓(xùn)，提高工人發(fā)現(xiàn)危險和處理緊急情況的能力。

上述三方面中，設(shè)計階段所應(yīng)采取的措施是主要的。后兩方面的措施只是補(bǔ)充。

二、本質(zhì)安全的主要措施。

1．本質(zhì)安全的目的

本質(zhì)安全是指操作失誤時，設(shè)備能自動保證安全；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，能自動發(fā)現(xiàn)并自動排除，能確保人身和設(shè)備安全。為使設(shè)備達(dá)到本質(zhì)而進(jìn)行的研究、設(shè)計、改造和采取各種措施的最佳組合，都稱為本質(zhì)安全化。

本質(zhì)安全化的目的是：運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是安全科學(xué)的成就，從根本上消除能形成事故的主要條件；如果暫時達(dá)不到時，則采取兩種或兩種以上的相對安全措施，形成最佳組合的安全體系，達(dá)到最大限度的安全。同時盡可能采取完善的防護(hù)措施，增強(qiáng)人體對各種危害的抵抗能力。本質(zhì)安全化強(qiáng)調(diào)先進(jìn)技術(shù)手段和物質(zhì)條件在保障安全生產(chǎn)中的重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備本質(zhì)安全化程度也會不斷提高。不會停留在現(xiàn)有的水平上。

2．本質(zhì)安全化的主要內(nèi)容

設(shè)備的本質(zhì)安全措施可以通過設(shè)備本身和控制器的安全設(shè)計來實現(xiàn)。

（1）本質(zhì)安全化的基本思路。

①從根本上消除發(fā)生事故的條件。這是最理想的措施。許多機(jī)械事故是由于人體接觸了危險點，如果將危險操作采用自動控制，用專用工具代替人手操作，實現(xiàn)機(jī)械化等都是保證人身安全的有效措施。

②設(shè)備能自動防止操作失誤和設(shè)備故障。操作失誤是操作人員違反操作規(guī)程的行為，設(shè)備故障是設(shè)備或其零、部件的功能受到損傷或破壞，以致不能正常運轉(zhuǎn)而使其技術(shù)性能下降甚至完全喪失。這些現(xiàn)象在生產(chǎn)中是難以完全避免的。因此設(shè)備應(yīng)有自動防范措施，以避免發(fā)生事故。這些措施應(yīng)能達(dá)到：即使操作失誤，也不會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生事故；即使出現(xiàn)故障，應(yīng)能自動排除，切換或安全停機(jī)；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，不論操作人員是否發(fā)現(xiàn)，設(shè)備應(yīng)能自動報警，并作出應(yīng)急反應(yīng)，更理想的是還能顯示設(shè)備發(fā)生故障的部位。

（2）常用的措施。

⑴采用機(jī)械化、自動化和遙控技術(shù)。這是消除危險因素和人接觸最佳方案。機(jī)械的可靠性一般比人的可靠性高，人易受生理、心理以及外界因素的影響，一般認(rèn)為的人失誤率在1%以上。設(shè)計優(yōu)良的機(jī)械，其故障率至少在0.1%以下，使用可靠性高的零、部件，機(jī)械的故障率可達(dá)到0.01%。采用機(jī)械化、自動化和遙控技術(shù)代替人的手工操作，是提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，減少設(shè)備故障率，防止錯誤操作，保證操作者安全和設(shè)備安全最有效的措施。尤其適用于危險作業(yè)和在惡劣的作業(yè)環(huán)境中代替人進(jìn)行操作。

⑵采用可靠性設(shè)計，提高機(jī)械設(shè)備的可靠性。

⑶采用安全防護(hù)裝置。當(dāng)無法消除危險因素時，采用安全防護(hù)裝置隔離危險因素是最常用的技術(shù)措施。帶有聯(lián)鎖裝置的防護(hù)罩是最好的本質(zhì)安全措施。

⑷安裝保險裝置，保險裝置又叫故障保險裝置。這種裝置的作用與安全防護(hù)裝置稍有不同。它能在設(shè)備產(chǎn)生超壓、超溫、超速、超載、超位等危險因素時，進(jìn)行自動控制并消除或減弱上述危險。安全閥、單向閥、超載保護(hù)裝置、限速器、限位開關(guān)、爆破片、熔斷器、保險絲、力矩限制器、極限位置限制器等都是常用的保險裝置。

⑸采用自監(jiān)測、報警和處理系統(tǒng)。利用現(xiàn)代化儀器儀表對運行中的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測和故障診斷。當(dāng)出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，能自動報警，發(fā)出聲、光報警信號，并且動作出應(yīng)急反應(yīng)，如自動停機(jī)、自動切換到備用設(shè)備等。

⑹采用冗余技術(shù)。冗余技術(shù)是可靠性設(shè)計常采用的一種技術(shù)，即在設(shè)計中增加冗余元件或冗余（備用）設(shè)備，平時只用其中一個，當(dāng)發(fā)生事故時，冗余設(shè)備或冗余元件能自動切換。

⑺采用傳感技術(shù) 在危險區(qū)設(shè)置光電式、感應(yīng)式、壓力傳感式傳感器，當(dāng)人進(jìn)入危險區(qū)，可立即停機(jī)，終止危險運動。

⑻安裝緊急停車開關(guān)。

⑼向操作者提供機(jī)械關(guān)鍵安全功能是否正常（設(shè)備的自檢功能）的信息。

⑽設(shè)計程序聯(lián)鎖開關(guān)。設(shè)計對出現(xiàn)錯誤指令時，禁止啟動的操縱器。這些關(guān)鍵程序只有在正常操作指令下才能啟動機(jī)械。

⑾配備使操作者容易觀察的，能顯示設(shè)備運行狀態(tài)和故障的顯示器。

⑿采用多重安全保障措施。對于危險性大的作業(yè)，要求設(shè)備運行絕對安全可靠。為了防止出現(xiàn)故障和發(fā)生誤操作，應(yīng)采用雙重或多重安全保障措施，使設(shè)備運行萬無一失。

二、可靠性設(shè)計

1．可靠性技術(shù)和可靠性設(shè)計

設(shè)備在規(guī)定的時期內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力稱為設(shè)備的可靠性?？煽啃约夹g(shù)已成為提高使用壽命、減少設(shè)備故障、實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要手段?？煽啃约夹g(shù)和安全技術(shù)有密切的關(guān)系，但兩者又不完全相同。

許多可靠性技術(shù)采用的方法已被安全技術(shù)所采用，許多基本概念也用到安全技術(shù)和安全管理上。安全技術(shù)所用到的事故樹分析（FTA）就是沿用可靠性工程的故障樹分析方法。故障模式影響分析（FMEA）和故障模式影響及危害度分析（FMECA）也是可靠性工程的重要方法。安全技術(shù)措施有許多也是可靠性技術(shù)常用到的措施。因此，可以說安全技術(shù)的基礎(chǔ)是可靠性技術(shù)。但是可靠性技術(shù)不能完全代替安全技術(shù)。可靠性技術(shù)只能解決物質(zhì)條件的安全，安全技術(shù)還要解決操作設(shè)備的人的安全。當(dāng)然如果沒有可靠性技術(shù)提供物質(zhì)保證，安全技術(shù)也是無能為力的。設(shè)備的本質(zhì)安全在很大程度上要依靠可靠性技術(shù)。

可靠性設(shè)計是設(shè)備安全設(shè)計的重要內(nèi)容。任何設(shè)備都必須具備一定的工作性能，要求使用方便、容易維修、經(jīng)久耐用。在設(shè)計時，應(yīng)該綜合考慮下列因素：

（1）經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備用途和使用條件；

（2）設(shè)備設(shè)計的復(fù)雜性和成熟程度；

（3）設(shè)備制造時的復(fù)雜性和難度；

（4）設(shè)備結(jié)構(gòu)上不出現(xiàn)故障，即“結(jié)構(gòu)可靠性”高；

（5）精度滿足使用要求，即“使用可靠性高”；

（6）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力高，即設(shè)備的可靠性高。這個時期的使用壽命（無故障工作時間），在可靠性工程中稱為“保險期”，要求使用壽命長；

（7）設(shè)備有效性高，即故障率低；

（8）維修性高，出了故障能很快發(fā)現(xiàn)并容易排除故障；

（9）對設(shè)備安全性的要求。

后6個因素都與設(shè)備的可靠性有關(guān)。

2．可靠性設(shè)計的基本知識

（1）可靠性設(shè)計的意義。

可行性設(shè)計是可靠性工程的重要組成部分。這里只介紹與機(jī)械安全有關(guān)的基本知識，以便設(shè)備管理人員、安全工作人員能運用所介紹的知識在工作中正確地處理下列問題：

①比較和選擇可靠性高的設(shè)備；

②對設(shè)備故障進(jìn)行記錄、分析，研究故障機(jī)理，隨時將故障資料反饋給設(shè)備設(shè)計、制造單位，以便改進(jìn)設(shè)計和提高制造質(zhì)量，從而提高設(shè)備的可靠性；

③針對現(xiàn)有設(shè)備在運行中暴露出來的不安全因素，在現(xiàn)有設(shè)備上設(shè)計一些簡單易行、可靠的安全裝置，以確保設(shè)備的安全運行；

④指導(dǎo)制訂提高可靠性、維修性的方案。

（2）可靠度和故障率。

①可靠性和可靠度?？煽啃允窃u價設(shè)備在使用壽命期內(nèi)可信賴程度的指標(biāo)。是指設(shè)備在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。而設(shè)備在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率為可靠度。可以用可靠度對設(shè)備的可靠性進(jìn)行具體的試驗、測量和比較，也就是可以對可靠性進(jìn)行定量的測定和衡量，并加以表示。

a可靠度研究的對象 可靠度研究的對象可以是一個系統(tǒng)、一臺設(shè)備或其中一個零件。設(shè)備是由千百個零件組成的，如果其中一個零件出現(xiàn)故障，有可能使整個設(shè)備出現(xiàn)故障；因此研究設(shè)備可靠度要從研究零件入手。

b規(guī)定的條件 包括設(shè)備所處的作業(yè)環(huán)境、使用條件和維修條件。

作業(yè)環(huán)境：溫度、濕度、壓力、振動、沖擊、粉塵、日曬、雨淋等；

使用條件：負(fù)荷大小和性質(zhì)，操作人員的技術(shù)水平等；

c規(guī)定的時間隨著設(shè)備使用時間的延長、零部件的磨損、材料的腐蝕老化而使性能下降，可靠性也將下降，因此可靠性是時間的函數(shù)。使用時間不同的設(shè)備，其可靠性是不能等價比較的。規(guī)定的時間一般應(yīng)以能達(dá)到以最少修理費用和停工損失來確定，如機(jī)床一般選定為兩次計劃修理之間的時間（無故障工作時間）

d規(guī)定的功能 指既有明確的功能指標(biāo)，如功率、流量、速度等，又有明確的失效（出現(xiàn)故障、不能正常工作）界限，如設(shè)備質(zhì)量下降到制造時質(zhì)量的百分之幾就應(yīng)報廢等。

②故障和故障率。故障表示設(shè)備處于不正常狀態(tài)。設(shè)備在投入使用和運行過程中，由于某種原因，使設(shè)備或其零、部件喪失了其規(guī)定功能的事件稱為故障。由此可見，可靠性和故障是反映設(shè)備運行正反兩個方面的狀態(tài)。

故障率是指在任意給定的時間內(nèi)，設(shè)備或零件出現(xiàn)故障的概率以λ表示。隨著時間延長，故障率增加。

③零件可靠度與設(shè)備可靠度

的關(guān)系。一臺設(shè)備是由許多零、部件組成的，設(shè)備有兩種構(gòu)成方式；串聯(lián)和并聯(lián)。

a串聯(lián)系統(tǒng)設(shè)備。這種設(shè)備工作時，其組成部分需要同時工作。在串聯(lián)設(shè)備中，任何一個零件失效，整個設(shè)備就無法工作。因此，為了使設(shè)備不出現(xiàn)故障，要求所有零件在同一時間內(nèi)都不能出現(xiàn)故障。

整個設(shè)備的可靠度要由全部零件不發(fā)生故障來保證，因此整個設(shè)備的可靠R應(yīng)該是構(gòu)成該設(shè)備的所有零、部件的可靠度的乘積。設(shè)備的可靠度不可能高于其最差零件的可靠度，即設(shè)備的可靠度受所使用零件中可靠底最低零件的制約。舉例說明，一臺設(shè)備由n個零件組成，則其可靠度為

R=R＜sub＞1＜/sub＞R＜sub＞2＜/sub＞R＜sub＞3＜/sub＞……R＜sub＞n＜/sub＞

由上式可見，不管使用的其他零件可靠度多高，只要其中有一個零件可靠度很低，該設(shè)備的可靠度就不會高。即使所有零件的可靠度都很高，也只能接近1，不可能等于1。隨著設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，零件數(shù)量增加，整個設(shè)備的可靠度要降低。因此，可靠性技術(shù)的關(guān)鍵是提高零件的可靠度和盡量減少設(shè)備的零件數(shù)。設(shè)計人員應(yīng)選用可靠度高的零件和簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)來提高設(shè)備的可靠度。

b并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)備。只有各組成部分的零件都出現(xiàn)故障，整個設(shè)備才會出現(xiàn)故障，由于可靠度和故障率的關(guān)系是

R=1-λ

對并聯(lián)系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)備故障率為

λ=λ＜sub＞1＜/sub＞λ＜sub＞2＜/sub＞λ＜sub＞3＜/sub＞……λ＜sub＞n＜/sub＞

R =1-（1-λ＜sub＞1＜/sub＞）（1-λ＜sub＞2＜/sub＞）（1 -λ＜sub＞3＜/sub＞）……（1 -λ＜sub＞n＜/sub＞）

由于可靠度<1，上式表明，設(shè)備的可靠度大于任一構(gòu)成零件的可靠度。

在設(shè)計時，只要有可能，采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)備有利于提高設(shè)備的可靠度。

3．可靠性設(shè)計

可靠性設(shè)計是用最少的費用，設(shè)計出可靠性高的設(shè)備。除了主要依靠設(shè)計人員外，生產(chǎn)、維修、質(zhì)量管理及使用人員都應(yīng)該對設(shè)備質(zhì)量提出意見和建議。設(shè)計人員在綜合各方面有關(guān)設(shè)備性能、可靠性、安全性等技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，在設(shè)計階段作好提高可靠性、發(fā)現(xiàn)和預(yù)防各種危險因素的工作。

設(shè)備可靠度分為固有可靠度和使用可靠度。固有可靠度是指設(shè)計時確定的目標(biāo)值、預(yù)測值或用可靠性試驗確認(rèn)的特征量。使用可靠度是指設(shè)備設(shè)計后，經(jīng)過制造、組裝、運輸、貯存、安裝、調(diào)試、使用、維修等實際使用過程中達(dá)到的可靠度。由于受各種條件的制約，使用可靠度要低于固有可靠度。

（1）提高使用可靠度。為了保證必要的使用可靠度，設(shè)計人員必須使設(shè)計出來的設(shè)備容易操作，最大限度地減輕操作者的體力和腦力消耗以及精神緊張狀況，使操作者能以充沛的精力進(jìn)行勞動，并容易維修，這是提高設(shè)備可靠性的重要條件。

使用單位最關(guān)心的是設(shè)備應(yīng)具有一定的可靠性的維修性，要求設(shè)計和制造單位提供本質(zhì)安全的設(shè)備，從根本上來保證安全生產(chǎn)。如果設(shè)備先天不足，可靠性低，要靠使用和維修中另加防護(hù)裝置或采取其他措施來預(yù)防事故，來提高使用可靠性，無論從安全方面和經(jīng)濟(jì)方面來說都是事倍功半的。另加的安全裝置可能會影響或破壞設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能。因此最好的辦法是在設(shè)計階段提高設(shè)備的可靠性。

（2）可靠性設(shè)計的主要內(nèi)容。

①確定合理的安全系統(tǒng)。安全系數(shù)是指零件理論承載能力與實際承受負(fù)荷之比。為了使構(gòu)件可靠地工作，理論計算強(qiáng)度應(yīng)大于實際負(fù)荷，其余量就是由安全系數(shù)決定的。在確定安全系數(shù)時，既要考慮環(huán)境溫度、濕度振動、沖擊等條件和使用中超負(fù)荷、誤操作的后果，保證零部件在使用中不發(fā)生永久變形、疲勞損傷、蠕變等缺陷，還要考慮所付出的經(jīng)濟(jì)代價是否合算。應(yīng)該選擇用最低的費用就能保證設(shè)備性能的安全系數(shù)。通過選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，可以少用材料而能大大提高零件的剛性；設(shè)計合理的機(jī)構(gòu)可以使零部件的負(fù)荷分布合理，以達(dá)到變形小，磨損均勻，盡量減少零件變形、磨損對設(shè)備輸出參數(shù)的影響等，都可以增加零件所允許承受的負(fù)荷。安全系數(shù)過高，不但用料多、設(shè)備重、成本增加，而且可能增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

②冗余設(shè)計（貯備設(shè)計）。冗余技術(shù)是設(shè)備所包含的為完成規(guī)定功能所必不可少的組成部分元件的成分（包括硬件或軟件）。當(dāng)冗余為硬件時也稱貯備。在設(shè)計中，除必要的零、部件外，還可額外附加一套備用零件或備用機(jī)構(gòu)，當(dāng)設(shè)備個別零件、部件出現(xiàn)故障時，整個設(shè)備仍能正常工作。這種設(shè)計稱為冗余設(shè)計，所增加的元件，零部件稱為冗余元件。如雙排滾珠軸承中有一排損壞，另一排照常工作。機(jī)械的多重保險裝置都是冗余設(shè)計。

如果設(shè)備本身可靠性很高，再增加冗余設(shè)計就不合算了。但是高度危險的設(shè)備，安全是壓倒一切的因素，即使設(shè)備可靠度很高，為了防止萬一發(fā)生事故，也應(yīng)采用冗余設(shè)計，如果對可靠性很高的設(shè)備，按照冗余設(shè)計并聯(lián)連接時，必須注意：

a應(yīng)經(jīng)常檢查起分流作用的閥、開關(guān)和管道的有效性；

b應(yīng)采取措施保證那些很少使用但可能使用的冗余設(shè)備經(jīng)常處于完好待用狀態(tài)。

在進(jìn)行冗余設(shè)計時，要避免盲目性：

a在設(shè)備尺寸、質(zhì)量有嚴(yán)格限制的場合，如果采用冗余設(shè)計，將備件勉強(qiáng)裝入較小的容積內(nèi)，則有可能由于散熱面積減小，使溫度上升；或由于振動、沖擊、溫度等環(huán)境條件同時使用于冗余部分而失去了排除故障的能力；由于冗余部分平時不用，因疏忽大意而采用了可靠度差的零件。上述種種原因反而會降低設(shè)備的可靠性。

b必須注意冗余部分的分配不能產(chǎn)生差錯。如雙發(fā)動機(jī)飛機(jī)，即使有一臺發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障，飛機(jī)也不會失速或失去平衡。

③耐環(huán)境設(shè)計。為預(yù)防設(shè)備、零部件在實際使用中可能遇到的各種環(huán)境如高、低溫、潮濕、磁場、真空、粉塵、雨淋、腐蝕等因素的影響，在設(shè)計上要采取對付環(huán)境作用的措施。在設(shè)備設(shè)計、制造階段，要進(jìn)行以可靠性試驗為主的耐久性、壽命、高低溫、環(huán)境、振動、沖擊等試驗。在設(shè)備上裝設(shè)特別的調(diào)節(jié)器或緩沖器，可以用來預(yù)防設(shè)備在運輸、搬運、貯存和使用中遇到的高溫、振動、沖擊等外界作用的影響。

④簡化結(jié)構(gòu)和采用標(biāo)準(zhǔn)化零、部件在滿足設(shè)備功能要求的前提下，提高設(shè)備可靠性的秘訣是盡可能使用結(jié)構(gòu)簡單的零件，減少零件數(shù)量和種類，采用標(biāo)準(zhǔn)零件和標(biāo)準(zhǔn)電路，概括地說，就是簡單化和標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化零件，由于有豐富的批量生產(chǎn)和使用經(jīng)驗，能充分消除缺陷和薄弱點。標(biāo)準(zhǔn)化零件的互換性好，在維修中可加速故障的診斷和修復(fù)，市場供應(yīng)充足，可減少備件的貯備，價格便宜，還可減少加工工具及測試設(shè)備的品種和數(shù)量。

在采用簡單化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計時，應(yīng)注意：

a有些設(shè)計人員可能不滿足于簡單設(shè)計和使用標(biāo)準(zhǔn)零件，而想有所創(chuàng)新。應(yīng)該使他們了解：采用已規(guī)范化的以及經(jīng)過性能試驗或現(xiàn)場使用考驗過的設(shè)計和零件是提高可靠性的成功經(jīng)驗。作為提高可靠性的對策與復(fù)雜化的方案相比，簡單化和標(biāo)準(zhǔn)化是比較現(xiàn)實的作法。

b用戶可能要求設(shè)計人員設(shè)計能在各種不常出現(xiàn)的最惡劣使用條件下確保其可靠性的設(shè)備，即進(jìn)行極端性的極限設(shè)計。由于是預(yù)防極端情況，會使設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，使用的非標(biāo)準(zhǔn)零件也會增加，降低設(shè)備正常使用中的可靠性，反而不能取得理想的結(jié)果。

c設(shè)計時應(yīng)考慮制造的難易程度：即采用現(xiàn)行的工藝；所需工藝的數(shù)量和種類；各工藝對設(shè)備性能的影響；是否需要開發(fā)新工藝等。采用成熟的制造工藝，有利于提高可靠度。

⑤提高聯(lián)接部位和可動零部件和可靠度 設(shè)備的聯(lián)接部位有螺栓、焊接部位、銷子、鍵、密封器等；可動零、部件有軸和軸承、嚙合的齒輪、皮帶和皮帶輪、聯(lián)軸節(jié)等。這些部位故障率高，易誘發(fā)事故，是設(shè)計中應(yīng)充分注意的重點部位，應(yīng)采取措施提高其可靠度。

⑥配備必要的安全防護(hù)裝置安全防護(hù)裝置可以防止誤操作、超載和外部環(huán)境突變，如停電而引起的故障和事故，或控制故障和事故的影響范圍。

⑦采用狀態(tài)監(jiān)測，故障診斷技術(shù)和自動控制技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的作用。為了使設(shè)備長期保持出廠時的精度和功能，現(xiàn)代設(shè)備應(yīng)具有適應(yīng)條件變化的功能，以及恢復(fù)喪失的工作性能和輸出參數(shù)變化的功能，可以采用自動化技術(shù)自動補(bǔ)償零部件的磨損量，使機(jī)械長期保持標(biāo)準(zhǔn)工作精度。自動化技術(shù)還廣泛應(yīng)用自動監(jiān)測、自動報警、自動排除故障、自動停機(jī)、自動切換備用設(shè)備、自動噴水滅火等場合。

⑧充分考慮人的因素。機(jī)械是由人操作的，機(jī)械與人形成了人機(jī)系統(tǒng)。與機(jī)械出現(xiàn)故障一樣，人機(jī)操作不是絕對可靠的。人的可靠性一般要低于機(jī)械的可靠性。設(shè)計時應(yīng)充分考慮人的特點和能影響他正確操作的因素。要根據(jù)人的正常工作能力如反應(yīng)能力、接受信息和處理信息的能力、耐疲勞性、容許限度、人的局限性等，設(shè)計合理的作業(yè)環(huán)境和操作方法。

人對各種刺激的反應(yīng)時間大體范圍是：視覺信號50~225ms，聽覺信號120~180ms，溫度觸覺信號150~240ms，疼痛信號400~1000ms。由此可見，人對聽覺信號反應(yīng)最快，設(shè)備采用聽覺報警信號，可以使操作者盡早引起注意。

設(shè)備的顯示器應(yīng)使人容易看到和聽到，而且在長期觀察和監(jiān)聽時不易疲勞。設(shè)備操縱動作應(yīng)合乎人的習(xí)慣，如手柄向上扳就是操縱運動部件向上運動。操縱力要適當(dāng)，用力過小易于意外啟動或停機(jī)，用力過大，使操作者費力而容易受傷或疲勞。

控制器和顯示器要集中，數(shù)量盡可能少。人的差錯率與操作的復(fù)雜程度和工作量成正比。應(yīng)盡量發(fā)揮機(jī)械控制器和傳感器對信號感覺靈敏、反應(yīng)速度快，能夠準(zhǔn)確重復(fù)完成大量規(guī)定動作等特點，減少操作者的勞動強(qiáng)度。

由于生理、心理、體力、疾病等因素，操作者出現(xiàn)誤操作是不可避免的。為了保證安全，應(yīng)考慮到一旦操作失誤可能引起的后果，在設(shè)計中采取必要的預(yù)防措施。

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文章名稱：《機(jī)械設(shè)備的安全設(shè)計》

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