机械产品安全设计

【摘 要】 论述了产品安全性的内涵，阐述了机械产品安全设计技术的内容，分析影响产品安全性的基本因素。通过分析影响产品安全的潜在因素，建立安全设计的基本思路、基本程序和基本方法。

【关键词】 机械产品安全设计

【Abstract】 This paper discusses the meaning of product safety， describes the security content of mechanical product design technology to analyze the basic factors affecting the safety of their products. By analyzing the underlying factors that affect product safety， establish the basic security design ideas， basic program and basic methods.

【Key words】 MechanicalDesign Product Safety

1 引言

安全性是产品的一种共有的固有属性。它指产品所具有的不导致人员伤亡、系统毁坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。这里，这种能力是由设计所决定的，它与可靠性、维修性和保障性等密切相关，是各种产品必须满足的首要设计要求，是通过设计所赋予的固有属性，产品一旦被设计制造出来，其安全性也随之固定。安全性所具有的品质是产品设计所赋予的。面向安全性的产品设计强调的是从物（产品）的因素考虑，用设计手段改善和完善产品在全生命周期内避免发生事故的能力。

因此，产品的形成过程也就是产品安全性的形成过程，影响产品质量的因素贯穿于产品设计、制造、使用的全过程，甚至是产品整个生命周期。经济地取得满意的产品安全涉及到产品的整个生命环的所有阶段。只有了解了产品安全形成的过程，才能寻找相应的技术和手段来控制和提高产品安全性。产品的安全性是设计和制造进去的，并非检验出来的，因此，产品设计是决定产品最终安全性和成本的关键。

2 机械产品安全设计的内容

2.1 安全设计的基本要求

产品设计应满足其安全要求，包括在生产、安装、使用以及维护过程中，在预计的条件下使用不会对人员以及财产带来风险。目的是消除产品整个寿命周期内（包括安装和拆卸）的任何事故风险，及时这些风险时由于可预见的非正常情况产生的。产品设计必须满足相关技术标准，符合相应的设计规范与程序，如设计要求、计算方法等等的规定，同时应满足各类部件以及材料性能的约束。按照实现产品具备本质安全特性的要求进行设计，利用产品自身所具备的安全特性防止危险的产生，尽可能消除或减少风险。

2.2 危险识别

危险识别在机械安全设计中占有十分重要的地位，它的目的是描述危险的性质和识别它们各自危险所产生的后果。在对机械进行安全设计、制定有关安全标准和风险评价时，必须要对必须要对机器可能产生的危险进行识别。它是安全评价和安全设计的主要依据，危险识别的准确与否，直接影响到安全性能的好坏[1]。机器可能产生的危险主要分为2大类：

（1）机械危险；主要包括挤压危险、剪切危险、切割危险、缠绕危险、吸人或卷入危险、冲击或碰撞危险、刺伤或扎伤危险、摩擦和磨损危险、高压流体喷射危险等。（2）非机械危险；主要包括电气危险、热危险、噪声危险、振动危险、辐射危险、材料或物质产生的危险、未遵循人类工效学原则而产生的危险及综合性危险等。

2.3 安全评价

风险评价是在危险分析的基础上，根据现有工艺水平对机器在每种危险状态下可能产生伤害的概率和严重度进行全面评估和判定。安全评价的目的是帮助设计者根据现有技术水平，以及由此引起的各种约束确定最优的安全措施，使机器达到最高安全水平。风险评价通常包括以下3个方面的要素[2]：

（1）评估可能伤害的严重度。可通过伤害的范围、伤害的限度、伤害的严重度等因素进行评估。（2）人们暴露于危险区的频率。通过对进入危险区的性质、频次、持续时间和人数等因素来进行评估。（3）预测危险出现的概率。主要对以下因素进行预测：机器及其它元器件的可靠性及有关统计数据，类似机器事故历史资料。

3 机械产品安全设计

根据风险评估的结果进行安全设计，在选择安全设计的最优方法时，必须遵循以下原则：

3.1 结构安全设计

机械安全设计的第一步是对其进行结构设计，结构安全设计应考虑的主要因素如下：（1）使机器外观达到本质安全的结构设计；（2）使机器有关运动参数达到安全的设计；（3）合理规定和计算零部件的强度和应力；（4）合理选用材料；（5）选用本质安全技术和动力源；（6）应用强制机械作用原则；（7）应用人机工程原则；（8）应用人类工效学原则；（9）提高机器及零件的可靠性；（10）使机器的调整、维修点位于危险区之外。

3.2 安全防护措施的选用与设计

对通过合理的结构设计仍不能避免或充分减小的危险或风险，应合理选用和设计安全装置和（或）防护装置进行防护。

3.3 提供充分的安全使用信息

对通过合理结构设计和采用安全防护措施都无法消除或充分减小的那些遗留风险，应通过提供安全使用信息的方式通知和警告用户和使用者，使他们在使用机器时采取相应的补救安全措施。

参考文献：

[1]盛晓敏等.机械安全设计方法的研究.中国机械工程第12卷第12期.

[2]杨利芳.产品设计中的安全设计.