机械安全设计的基本原则(6篇)

机械安全设计的基本原则篇1

关键词：制药化工设备机械基础；教学内容；体系；改革

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）51-0085-02

一、前言

制药化工设备机械基础课程是为满足现代制药工业的需求，在原《化工设备机械基础》课程基础之上进行教W改革，应运而生的一门课程。制药设备行业相对于制药工业而言，发展相对滞后，我国制药设备的复合人才还比较缺乏。目前开设制药设备机械专业学科的大专学校陆续增多，医药院校制药设备机械设计方面的教学还存在普遍被忽视的情况。在这种情况下，对原《化工设备机械基础》课程体系进行改革，将教学内容与制药设备机械行业、制药工业、现代化的设计方法和手段紧密相连，科学合理地构建制药设备机械设计学课程体系的教学内容，势在必行。

二、合理构建制药设备机械（设计）学教学内容

原化工设备机械基础包含：工程力学、化工设备材料、机械传动、容器设计及课程设计五部分内容。该课程的主要落脚点是化工设备，而制药设备与机械与药品的质量密切相关，制药设备与机械的质量直接关系是否能生产出合格药品，是否能通过GMP规范的验证。制药设备机械在卫生、洁净、耐腐蚀、无污染方面比化工设备的要求更为严格，原化工设备机械基础课程教学内容中未涉及现代设计方法方面的知识，这些都使得原化工设备机械基础的教学内容相对陈旧，不能满足现代制药工业、制药设备机械行业对人才培养的需求，因此要在化工设备机械基础课程的基础上，构建科学合理的、与制药设备机械紧密联系的教学内容，以满足制药设备机械及制药工业发展的需要。

笔者根据多年的教学及科研经验，进行总结及归纳，构建制药设备机械（设计）学方向的教学内容如下。

1.简化工程力学部分，强化工程安全安装和维护理念。工程力学是整个工程界的基础，其指导设备安全安装和设备合理维护、工程安全设计、设备安全运转的基础，该部分内容应予以保留。但由于制药化工设备机械基础课程学时的限制，可在教学内容上适当简化。对于静力学部分，可只介绍常见典型制药设备与机械的受力特点、分析方法；材料力学部分，结合工程实例，简化各种载荷下的受力及变形分析，简化强度条件、刚度条件及稳定性条件的理论公式推导，结合强度理论及刚度条件的应用，强化制药工业工程在建厂初期的设备及设施的合理安全安装，及制药设备机械和设施在使用过程中的安全操作及使用等知识。

2.联系制药工业，讲解制药设备机械材料学。原化工设备机械基础课程中，材料学部分内容主要涉及化工行业设备与机械材料的种类、性质及化工设备材料选择原则，重点为碳钢、铸铁、合金钢等，这些知识点已不能满足制药设备机械材料的需求。大多数的制药设备与机械，无论是固体制剂设备，还是包装材料及设备等都要求满足GMP要求，GMP规范中涉及制药设备机械选材的条款如下。（1）GMP（2010版）第74条规定：“生产设备不得对药品质量产生任何不利影响。与药品直接接触的生产设备表面应当平整、光洁、易清洗或消毒、耐腐蚀，不得与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质。”第98条规定：“纯化水、注射用水储罐和输送管道所用材料应当无毒、耐腐蚀；储罐的通气口应当安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器；管道的设计和安装应当避免死角、盲管。”（2）GMP（98版）附录第二节3款认为：“与药液接触的设备、容器具、管路等应采用优质耐腐蚀材质……过滤器材不得吸附药液组份和释放异物。禁止使用含石棉的过滤器材”；GMP（2010版）第41条规定：过滤器应当尽可能不脱落纤维。严禁使用含石棉的过滤器。过滤器不得因与产品发生反应、释放物质或吸附作用而对产品质量造成不利影响。美国CGMP中211.65条（a）款规定：“设备表面与组份、中间物料或药品接触时应不起反应，无吸着、吸附作用，以不致改变药品的安全性、鉴别特征、含量（或效价）、质量或纯度而使之超出法定或其他既定要求”。因此涉及制药设备机械及包装材料的选择应以不锈钢及符合卫生条件的非金属材料为主，使用普通碳素钢及铸铁的场合则很少。故制药设备机械材料学部分内容应结合制药设备机械和制药工业行业的实际情况，以讲解制药设备机械设计行业中采用的合金钢、医用非金属材料为主，碳钢、铸铁及有色金属材料为辅。现代医药包装材料多以PET、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等为主，广泛应用医药塑料包装瓶的制造。聚氯乙烯片材和聚酯主要是片材材料，合成纸和无纺布主要用于医疗器械的包装袋。而在有些腐蚀严重的场合会采用搪瓷及钛材作为制药设备机械的材料。这些知识点紧密地与制药设备机械及药物包装材料相结合，实用而有的放矢。

3.以药剂机械为载体，讲解机械传动部分。原化工设备机械基础课程中有机械传动部分内容，包括V带传动、齿轮传动、轴与联轴器、轴承、轮系及减速机。这些内容对于医药院校的学生来讲，因为没有实践应用环节及课程设计等实习环节而显得枯燥。在学时允许的情况下，教学中，拟辅以实例剖析，将这些机械部件与制药机械相联系，将其作为机械中的一个部件进行剖析；如结合小型手动压片机讲解轮系与减速机、齿轮传动、V带传动；以大型反应器和发酵罐为例讲解轴与联轴器等，可将枯燥的内容生动活化，使学生易于理解。

4.结合制药设备机械工程实际，阐述内外压容器设计。制药设备机械内外压容器的设计及在用制药设备类容器的安全校核及安全评定、附件的选型及校核是本课程的重点。该部分采用新版的GB150-2011《钢制压力容器》的设计及安全校核方法，讲解制药工程用内压、外压容器的设计及在用设备的校核方法、设计参数的选择、容器附件的设计选型等内容。联系制药设备机械实例的设计，阐述设计及校核方法。如带夹套的反应器、提取罐、超临界萃取釜，这些设备为了满足使用过程中温度的要求，大多带有夹套。对于筒体部分，其往往承受内压，应按内压容器进行设计及校核；而超临界萃取釜频繁停车时，或内部压力小于夹套压力工作的反应器、提取罐及膜式蒸发器，筒体又承受外压，就必须按外压容器的设计方法进行设计和校核。结合制药设备机械及制药工业工程实际的教学内容，更为生动。

5.制药设备机械课程设计解析。为了紧密结合制药工业工程及制药设备机械专业方向的需求，增设制药设备机械设计学课程设计环节，选择典型制药设备与机械进行设计训练，可显著增强学生的知识为制药工业服务的理念。可结合药物化学方向的需求，设置化学制药工业中的化学反应器的工艺、结构及控制设计；也可用刮膜式蒸发器设计取代换热器设计，以及有选裥缘厥褂昧骰床干燥器；并将新型的制药设备与机械带入课程设计，介绍新型先进的制药设备及机械，使该课程设计内容真正与制药设备行业的需求紧密联系。通过训练，一方面，可将前期的工程力学、制药设备机械材料学、机械传动及设备机械设计部分的教学内容有机结合，使所学的知识得巩固；另一方面，可以根据现存制药设备中存在的问题、设备的研发方向，引导并鼓励学生进行创新设计，为制药设备机械行业向更高水平发展注入新的技术力量。

6.现代设计方法及技术。现代设计方法是随着科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科，其应用越来越广泛。因此，在制药设备机械设计学的教学中，增加现代设计及分析方法的内容，开阔学生视野，为后续的制药设备机械方向的科研及工程应用打下基础。现代设计方法包括：计算机辅助设计、优化设计、有限元法及CFD模拟设计等。在学时允许的情况下，在课程中，主要介绍计算机辅助设计、现代智能优化设计、或基于ANSYS的有限元法及CFD模拟方法，这些设计及分析方法可以为学生的毕业设计环节提供帮助，为制药设备机械的研发及解决工程中出现的问题提供先进的设计及分析手段。通过上述教学内容的调整，增强了紧密联系制药工业及制药设备机械行业的环节，达到教学内容服务于制药工业及制药设备机械行业的目的，课程的学时需要根据教学内容进行实时调整，以满足教学需要。

三、展望

制药化工设备机械基础课程的教学改革，旨在为制药设备机械及制药工业提供缺乏的人才，该课程改革和建设之路还任重道远。目前需编写满足要求的制药化工设备机械基础课程的教材，并强化制药设备机械设计学方向的教学改革、加强师资队伍建设，推动培养制药设备机械及制药工业行业培养复合型人才。

参考文献：

[1]田耀华.再议制药机械选材原则[J].中国制药设备，2007，（5）.

[2]于颖.制药工程制图[M].北京：化学工业出版社，2009.

TheCourseReformofBasisofPharmaceuticalEngineeringEquipmentandMachinery

YUYing，DAISu-mei，ZhANGLi

（SchoolofEngineering，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing，Jiangsu210009，China）

机械安全设计的基本原则篇2

关键词：建筑;工程预算;城市管理

为满足生产、生活的需要而建造的房屋及其附属工程称为建筑工程。人们对拟建房屋及其附属工程在建造前，对其所需要的物化劳动和活劳动的消耗都得事先加以计算，以衡量自己有没有力量去建造它。因此，根据拟建建筑工程的设计图纸、建筑工程预算定额、费用定额（即间接费定额）、建筑材料预算价格以及与其配套使用的有关规定等，预先计算和确定每个新建、扩建、改建和复建项目所需全部费用的技术经济文件，则称为建筑工程预算。根据设计阶段划分的不同、建筑工程预算可分为初步设计概算和施工图预算，统称基本建设预算或简称建设预算。

1简介建筑工程与建筑工程预算

建筑工程是指为满足人们的生产、生活的需要而建造的房屋及其附属工程。人们在拟建房屋及其附属工程的建造前，会对所需要的物化劳动和活劳动的消耗都得事先加以计算，以衡量自己有没有力量去建造它。因此，根据拟建建筑工程的设计图纸、建筑工程预算定额、费用定额（即间接费定额）、建筑材料预算价格以及与其配套使用的有关规定等，预先计算和确定每个新建、扩建、改建和复建项目所需全部费用的技术经济文件，则称为建筑工程预算。

2初步设计预算及施工图预算

建筑工程预算中根据设计阶段划分的不同，可将建筑工程预算分为初步设计概算和施工图预算，统称基本建设预算或简称建设预算。

2.1初步设计预算

初步设计预算是最终花费的前身，相当于一幅图的草图，一般做设计预算的在没有最终结算之前的设计预算都统称为初步设计预算。

初步设计预算的步骤：找到主题并依据主题做出预算；收集相关资料加以佐证；整理分析资料摆出多种界面；设计出多种思路；依据用途、需要选出最合适的一种预算设计模式。

2.2施工图预算

施工图预算是指在施工图设计阶段，根据施工图纸，通过编制造价文件对拟建工程所需投资进行的预先测算和确定。预算造价较概算造价更为详尽和准确，但要受概算造价的控制。施工图预算的主要作用是：是确定安装工程造价和主要物资需用量的依据；是编制投标价格、签订工程建设合同和进行工程结算等的基础；是业主和承包商进行经济核算、编制施工计划和银行拨款等的依据。

3定额预算的内容及其编制原则依据

3.1定额预算

它是由国家及各地区编制和颁发的一种法令性指标。预算定额是规定消耗在单位工程基本结构要素上的劳动力、材料和机械数量上的标准，是计算建筑安装产品价格的基础属于计价定额，是建筑工程预算定额和安装工程预算定额的总称。预算定额是工程建设中一项重要的技术经济指标反映了在完成单位分项工程消耗的活劳动和物化劳动的数量限制。这种限度最终决定着单项工程和单位工程的成本和造价。

在我国，现行的工程建设概算、预算制度，规定了通过编制概算和预算确定造价。概算定额、概算指标、预算定额等则为计算人工、材料、机械（台班）的耗用量、提供统一的可靠的参数。同时，现行制度还赋予了概算、预算定额和费用定额以相应的权威性。这些定额和指标成为建设单位和施工企业之间建立经济关系的重要基础。

预算定额是确定单位分项工程或结构构件单价的基价，在按定额计价模式的条件下，它体现国家、建设单位（业主）和建筑施工企业（承包商）之间的一种经济关系。因此，本文主要探讨预算定额编制的原则及依据。编辑本段预算定额的组成内容：

（1）预算定额总说明

1）预算定额的适用范围、指导思想及目的作用。

2）预算定额的编制原则、主要依据及上级下达的有关定额修编文件。

3）使用本定额必须遵守的规则及适用范围。

4）定额所采用的材料规格、材质标准，允许换算的原则。

5）定额在编制过程中已经包括及未包括的内容。

6）各分部工程定额的共性问题的有关统一规定及使用方法。

（2）工程量计算规则

工程量是核算工程造价的基础，是分析建筑工程技术经济指标的重要数据，是编制计划和统计工作的指标依据。必须根据国家有关规定，对工程量的计算做出统一的规定。

（3）分部工程说明

1）分部工程各定额项目工程量的计算方法。

2）分部工程定额内综合的内容及允许换算和不得换算的界限及其他规定。

3）使用本分部工程允许增减系数范围的界定。

（4）分项工程定额表头说明

1）在定额项目表表头上方说明分项工程工作内容。

2）本分项工程包括的主要工序及操作方法。

（5）定额项目表

1）分项工程定额编号（子目号）。

2）分项工程定额名称。

3）预算价值（基价）。其中包括：人工费、材料费、机械费。

4）人工表现形式。包括工日数量、工日单价。

5）材料（含构配件）表现形式。材料栏内一系列主要材料和周转使用材料名称及消耗数量。次要材料一般都以其他材料形式以金额"元"或占主要材料的比例表示。

6）施工机械表现形式。机械栏内有两种列法：一种是列主要机械名称规格和数量，次要机械以其他机械费形式以金额"元"或占主要机械的比例表示。

7）预算定额的基价。人工工日单价、材料价格、机械台班单价均以预算价格为准。

8）说明和附注。在定额表下说明应调整、换算的内容和方法。

3.2定额预算编制原则依据

（1）社会平均水平原则

预算定额理应遵循价值规律的要求，按生产该产品的社会平均必要劳动时间来确定其价值。也就是说，在正常的施工条件下，以平均的劳动强度、平均的技术熟练程度，在平均的技术装备条件下，完成单位合格产品所需的劳动消耗量就是预算定额的消耗水平。

（2）简明适用的原则

预算定额要在适用的基础上才力求简明。

（3）坚持统一性和因地制宜的原则

（4）专家编审责任制原则

（5）与公路建设相适应的原则

（6）贯彻国家政策、法规的原则

4定额预算的种类与作用

4.1定额预算种类

（1）按专业性质分

分为建筑工程定额和安装工程定额两大类。建筑工程预算按适用对象又分为建筑工程预算定额、水利建筑工程概算定额、市政工程预算定额、铁路工程预算定额、公路工程预算定额、土地开发整理项目预算定额、通信建设工程费用定额、房屋修缮工程预算定额、矿山井巷预算定额等。安装工程预算定额按适用对象又分为电气设备安装工程预算定额、机械设备安装工程预算定额、通信设备安装工程预算定额、化学工业设备安装工程预算定额、工业管道安装工程预算定额、工艺金属结构安装工程预算定额、热力设备安装工程预算定额等。

（2）从管理权限和执行范围分

预算定额可分为全国统一定额、行业统一定额和地区统一定额等。全国统一定额由国务院建设行政主管部门组织指定，行业统一定额有国务院行业主管部门指定；地区统一定额由省、自治区、直辖市建设行政主管部门制定。

（3）预算定额按物资要素区分

劳动定额、材料消耗定额和机械定额，但它们互相依存形成一个整体，作为预算定额的组成部分，各自不具有独立性。

4.2预算定额的作用

（1）预算定额是编制施工图预算、确定和控制建筑安装工程造价的基础

施工图预算是施工图设计文件之一，是控制和确定建筑安装工程造价的必要手段。编制施工图预算，除设计文件决定的建设工程的功能、规模、尺寸和文字说明是计算分部分项工程量和结构构件数量的依据外，预算定额是确定一定计量单位工程人工、材料、机械消耗量的依据，也是计算分项工程单价的基础。

（2）预算定额是对设计方案进行技术经济比较、技术经济分析的依据

设计方案在设计工作中居于中心地位。设计方案的选择要满足功能、符合设计规范，既要技术先进又要经济合理。根据预算定额对方案进行技术经济分析和比较，是选择经济合理设计方案的重要方法。对设计方案进行比较，主要是通过定额对不同方案所需人工、材料和机械台班消耗量等进行比较。这种比较可以判明不同方案对工程造价的影响。对于新结构、新材料的应用和推广，也需要借助于预算定额进行技术分项和比较，从技术与经济的结合上考虑普遍采用的可能性和效益。

（3）预算定额是施工企业进行经济活动分项的参考依据

实行经济核算的根本目的，是用经济的方法促使企业在保证质量和工期的条件下，用较少的劳动消耗取得预定的经济效果。在目前，我国的预算定额仍决定着企业的收入，企业必须以预算定额作为评价企业工作的重要标准。企业可根据预算定额，对施工中的劳动、材料、机械的消耗情况进行具体的分析，以便找出低工效、高消耗的薄弱环节及其原因。为实现经济效益的增长有粗放型向集约型转变，提供对比数据，促进企业提供在市场上的竞争的能力。

（4）预算定额是编制标底、投标报价的基础

在深化改革中，在市场经济体制下预算定额作为编制标底的依据和施工企业报价的基础的作用仍将存在，这是由于它本身的科学性和权威性决定的。

（5）预算定额是编制概算定额和估算指标的基础

概算定额和估算指标是在预算定额基础上经综合扩大编制的，也需要利用预算定额作为编制依据，这样做不但可以节省编制工作中的人力、物力和时间，收到事半功倍的效果，还可以使概算定额和概算指标在水平上与预算定额一致，以避免造成执行中的不一致。

5预算定额与施工定额的区别和关系

预算定额不同于施工定额，它不是企业内部使用的定额，不具有企业定额的性质。

预算定额是一种具有广泛用途的计价定额。因此，须按照价值规律的要求，以社会必要劳动时间来确定预算定额的定额水平。即以本地区、现阶段、社会正常生产条件及社会平均劳动熟练程度和劳动程度，来确定预算定额水平。这样的定额水平，才能使大多数施工企业经过努力，能够用产品的价格收入来补偿生产中的消费，并取得合理的利润。

预算定额是以施工定额为基础编制的。施工定额给出的是定额的平均先进水平，所以确定预算定额时，水平相对要降低一些。预算定额考虑的是施工中的一般情况，而施工定额考虑的是施工的特殊情况。预算定额实际考虑的因素比施工定额多，要考虑一个幅度差，幅度差是预算定额与施工定额的重要区别。所谓幅度差，是指在正常施工条件下，定额未包括，而在施工过程中又可能发生而增加的附加额。

建筑工程预算是决定和控制工程项目投资的重要措施和手段，是进行招标、考核企业经营管理水平的依据，是项目投标标准的重要手段,也是工程前期和后期工程造价的考核依据。随着建筑事业的发展，工程预算在建筑企业管理中的地位越来越重要。工程预算的有效实施必将成为保障成本控制和增强企业竞争力的关键。

参考文献

［1］《甘肃省建筑工程预算定额》.

机械安全设计的基本原则篇3

关键词：石油机械设计；自动化优势；

中图分类号：TE9文献标识码：A文章编号：1674-3520（2015）-05-00-01

一、石油机械自动化技术

我国石油产量位居全球第四，是仅次于俄罗斯、阿拉伯和美国的石油大国，尤其是建国后石油产业的发展尤其迅速。石油产业的发展，对机械设备的要求也越来越高，所以也对同石油机械自动化技术多的发展和应用。我国宝鸡石油机械，在传统陆地设备的基础上，还在海洋石油开采上取得不小的成绩，新技术的应用越来越普遍，在全球领域内也属于高端技术领域。另外，我国不仅在开采条件上有所创新，在开采深度上也取得了不小的突破，石油机械自动化程度越来越高。如今石油企业的管理相对更加灵活，科技投入力度逐渐加大，石油机械从设计到制作都经历的技术上的提升，为石油机械的自动化创造了有力的条件。石油机械自动化技术能够很好的提高石油产业的发展实力，提升我国在国际石油市场的竞争力。

二、石油机械设计自动化的基本原则

（一）机器功能的要求

人类设计和使用机器是为了满足人们的具体需求，对于机器来说功能往往比机器本身更加关键，同样的，石油机械的自动化也应当遵循功能有限的原则。首先石油机械应当具备石油生产的具体功能，在机械工程中能够处理物质出入、能量处理和工作信息，这样才能在工作中发挥具体的作用帮助完成相关的工作。其次是利用新科技新方法提升功能的使用和效率，在传统电器机械的基础上，灵活运用自动化技术形成机电一体化，让石油机械更好的发挥功能，使用更加便捷。

（二）新科技的使用

石油机械的自动化主要还是依赖于新科技，机械自动化产品的功能可能与传统机械有所不同，采用了新技术实现原始技术的功能，存在一定的兼容性或适用性的问题，在面对不同问题是，要做到完全的功能与问题严格对应。机械自动化相比传统机械来说，功能更多，效率更高，集成性强，所以为了更好的让自动化机械发挥作用，除了机械最基本的功能外，还应当尽可能的使用新科技增加其他功能。石油机械的自动化，必须倚靠新技术的使用，而新技术的发展也正好为自动化发展提供了更大的空间。

（三）符合安全原则

传统机械设备结构复杂，操作起来也要诸多不便，所以在工作中很容易发生故障，影响工期，维修起来也可能威胁人身安全。石油机械自动化必须以安全性为第一原则，本身石油产业就属于高危工作，自动化机械更要注意采取一定的措施尽量规避安全隐患。石油机械自动化提供了更好的操作交互和故障检测功能，维修和调整更加方便，安全系数也更高。

三、自动化技术在石油机械设计中应用的重要性

石油企业的发展需要不断的创新和改革，不断提升产业的核心竞争能力。创新和新产品的研究，才能尽快的提供满足生产要求的机械设备。计算机技术的发展和应用，为石油机械自动化技术的创新提供了良好的基础，也是实现机械自动化创新的关键，在传统机械的接触上借助计算机技术实现良好的功能延伸和改进。

借助计算机技术科技将单一的技术整合起来，形成一个多功能的符合功能体系。石油机械工作使用时，工作人员需要经常的与设备和机器进行交互，不同机械功的协作可以借助自动化技术很好的解决。所以说自动化技术在机械设计中形成了更好的功能体系，降低了使用机械设备完成工作的难度，减少手动操作量也就很大程度上避免了误操作带来的安全隐患，操作工人数量也可以大大减少，只需要通过对中心控制设备进行操作，就可以观察到整个工作体系的工作状态，智能化的检测功能，还能帮助工作者快速的判断工作中的问题并及时的解决。石油机械的自动化，将大量的操作步骤简化，以监督代替繁复的操作，借助自动化技术，既能确保操作的准确度，又能确保操作的及时性，让机械始终处于正常而高效的工作状态。自动化技术将技术和功能积极的联系在一起，石油机械能够一直保持安全高效的工作状态，大大提高了石油生产效率，降低了没必要的投入和资源的浪费。

四、石油机械设计自动化的优点

（一）提高工作效率和工作质量

石油机械自动化与传统机械相比，工作信息处理也采用自动化模式，操作控制也都以自动化集中化的模式进行，所以控制和信息反馈的效率明显高于传统分散化的模式，而且在计算机技术的辅助下，信息和控制更加准确快速，工作效率大大提高，质量也有不小的提升。自动化技术的使用，让机械操作的难度大大降低，消除部分工作者主观因素的印象，尽可能的以客观条件实现更多的工作，也能大幅度提升生产能力和工作效率。

（二）提高安全性能

自动化产品与传统机械最直接的差异就是能够自动监控和自动诊断，整个机械体系都在自动化系统的掌控之中，工作状态下可以采取一定的措施避免问题的产生，检修和维护也更加全面，大大降低了机械故障发生的概率，既能减少工作成本，还能确保工期不被延误。自动化控制的灵敏度和准确度相比较于人工操作来说优势明显，能够很好的规避因为人工操作失误对机械产生的损害。

（三）适用性更强

自动化设计理念将多技术多功能良好的整合在一起，功能性适用性很强，能够适应更多的工作情形。石油机械的自动化体系，灵活的设计和安排功能应用，为实际工作创造更多的使用接口，智能化的操作具有很强的适用性，所以就能够在更多的工作环境进行使用。

五、结语

石油机械是石油产业发展的关键，在技术不断更新的今天，石油机械设计也应当跟上时代的脚步，追求更高的安全性和更高的工作效率。石油机械设计的自动化满足石油产业的各种发展要求，也是未来石油机械发展的主流趋势，石油工作者应当抓住机遇，发挥创新优势，合理使用技术，开发更加先进的石油机械。

参考文献：

[1]林理强.浅析提高机械设计自动化水平的有效途径[J].机电信息.2012（27）

机械安全设计的基本原则篇4

关键词：机械安全技术；机械安全设计；机械故障诊断

1前言

机械安全关系到生产人员的人身安全、企业的财产安全，是可持续发展的重要组成部分。作为安全学科的一部分，机械安全无论在理论体系方面还是在应用方面，仍然存在许多问题和不足，需要人们努力去完善和解决。

2机械安全技术的发展简史

机械安全技术源于机械故障诊断技术，美国是发源地。在欧洲，英国最早开展这项活动，瑞典、丹麦、法国、挪威、葡萄牙等虽然起步较晚，但是进步很快。亚洲反应相对慢一些。日本于20世纪70年代初开始研究这项技术，我国于70年代末开始接触机械诊断技术，于80年代正式研究它，真正应用是90年代。机械安全技术另外一个重要的组成部分就是机械安全设计。20世纪80年代，由于市场竞争激烈，加上机械事故的日益增多，世界各国通过对传统安全工程设计方法的反思，在常规的机械设计基础上提出了机械安全设计的概念。机械安全技术与传统的机械设计及安全工程设计方法相比，主要体现在以下几个方面：

①系统性，它自始至终运用了系统工程的思想，将机械作为一个系统来考虑；

②综合性，机械安全设计综合运用了心理学、控制论、可靠性工程、环境科学、工业工程、计算机及信息科学等方面的知识；

③科学性，机械安全设计包括了机械安全分析、安全评价与安全设计。

机械安全技术法规与标准也是机械安全技术的一个重要组成部分。为了推动机械安全技术，欧洲共同体理事会于1985年与欧洲标准化委员会（CEN）达成协议，由CEN负责机械安全标准的制定工作。为了完成这一任务，CEN专门建立了23个有关机械安全的标准化委员会，另外还有将近40个技术委员会的工作与机械安全工作有关。这些标准化技术委员会先后一共制定了600多项机械安全方面的标准。在欧共体带动下，国际标准化组织（1SO）与CEN先后签订了"技术信息交换协议"，即里斯本协议、"技术合作协议"，即维也纳协议，并于1991年1月成立了"机械安全技术委员会"（即ISO/TCl99）。

3机械安全技术的现状及目前存在的主要问题

3.1机械故障诊断技术

（1）计算机技术的发展使得在线监测技术日益完善。在线工况监视与测量技术的实现使得视情维修制度这种科学的维修制度有了技术保障，并且使得实时诊断成为可能，并且已有众多的机械故障诊断软件系统可供实用。

（2）故障诊断方法不断出现新成果。灰色分析、时间序列分析、倒频谱分析、全息谱分析、故障诊断人工智能专家系统、人工神经网络系统等技术已经大量应用于机械故障诊断，并且很多技术已经趋向成熟，如超声波技术、声发射技术、热象诊断技术、油样分析技术等。

3.2机械安全设计

经过30多年的发展，机械安全设计在国外已形成一套比较成熟的方法。从20世纪90年代开始，欧盟和美国把机械安全设计正式列入国家先进制造技术的体系之中，并将其作为重点扶植的研究领域。美国在90年代已建立起一套机械安全设计--风险评价模式和设计程序，其目的是将机械的隐患与危险消除在设计过程的每一环节上，从而保证机械安全。

机械安全设计的主要内容由危险识别、风险评价与安全设计组成。

3.3机械安全法规与标准

目前在机械安全方面影响最大的行政法规是欧洲共同体所制定与的机械安全指令98/37/EC。该指令从1998年8月起实施。机械安全指令98/37/EC最早的版本是1989年的89/392/EEC，中间还有两个版本：91/368/EEC与93/44/EEC。按照机械安全指令98/37/EC的规定，除了医疗器械、低压电器设备及建筑用升降机设备外，所有机器和安全性零件都在其适用范围。指令由正文及7个附件组成。

4机械安全风险评价的方法

目前应用于机械设计风险评价方法主要有风险矩阵法、风险图法、评分法、定量风险评价等。这些方法既可以对危险的风险水平进行排序，确定最严重的危险，也可以通过减少风险的多少去评估采取的措施，从中选择出最有效的解决措施。

①风险矩阵法风险矩阵法是一个简单有效的风险评价方法，最早应用于项目管理过程中识别风险重要性。它将决定危险事件风险的两种因素即所有种类的伤害严重度和引起伤害的概率，按其特点划分为相对的等级，形成风险矩阵，即多维表格，来定性地衡量风险大小。

根据确定风险要素，一般选择严重度和伤害发生的概率两个要素。严重度的等级通常可分为灾难的、严重的、中等的、轻微的：伤害发生的概率的等级可以是数字值，如从10到1表示从高到低的级别，也可以按发生的可能性分级，如非常可能、可能、不太可能、不可能。

②风险图法风险图以决策树为基础发展而来。用决策树方法形成风险图时，先确定每个节点和路径的规则。从要分析的风险开始，风险图中的每个节点代表一个风险参数，如：一个节点是严重度，另一个节点是发生概率；从这些节点分出的每个分枝代表一类参数的规则，如针对"严重度"这个节点，其分枝可能是"轻微的"、或"严重的"；依次最后确定出风险指标，画出相应的风险图。

③评分法和定量风险评价评分法是在风险评价中给风险要素打分，然后通过数学运算确定危险状态的风险指标。评分通常使用的参数大于两个，不受大多数方法如风险矩阵和风险图等由于分析参数的数量增加而带来的限制。应用方法即为，根据实际情况定出取值范围，在此基础上给各个参数打分，然后根据一定的运算规则（如相乘、相加或混合运算）求出总分值，作为各个危险状态的风险指标。

数控磨床砂轮破碎伤人是一个必须避免的危险。在用故障树分析中，应将该危险作为顶事件。然后找出产生数控磨床砂轮破碎伤人的危险的原因，当砂轮高速旋转破碎和防护装置失效同时发生，才能产生破碎伤人的危险。而引起砂轮高速旋转破碎的原因又可细分为：砂轮有缺陷、砂轮安装有缺陷、操作使用不当三个主要原因，而且这三个原因中任一个发生，都会造成砂轮破碎。然后逐个分析这三个原因，对于操作使用不当，是由进给量过大、进给速度过快、超过额定转速运转、工件装夹不当四个原因引起，因为不能再次细分了，所以作为基本事件通称底事件，并用或门联接；对于砂轮有缺陷，只有当砂轮本身有缺陷和对新砂轮检查不利同时发生时，才能产生缺陷，用与门联接，而只要砂轮质量不合格、保管中严重受潮、砂轮有裂纹三个条件具备一个，就会导致砂轮本身有缺陷，砂轮有裂纹可能在保管或搬运中产生，这也是基本事件：对于砂轮安装的缺陷，可能由于安装压力过大、砂轮规格型号选择不当、砂轮附件选用装配不当三个原因中的一个造成，用或门联接，而砂轮附件选用装配不当可能是由于法兰盘太小、砂轮孔和轴间隙过大、砂轮工作面选择错误三个基本事件中之一造成的，用或门联接。分析的结果最后，形成"砂轮破碎伤人"的故障树。

5发展趋势

机械安全设计的基本原则篇5

【关键词】机械；设计；安全性

一般机械设备的安全性所指的是在机械正常运行的情况之下保障操作机械的工作人员人身安全，而这样就需要相关技术人员在对机械进行设计的时候就对设计的安全性进行科学且合理的把握，将安全性的理念融入进机械设计之中，做到有备无患，增强机械设计的安全性，减少机械自身所存在的安全隐患。

1提升机械设计安全性的因素

若想要使机械设施的设计更具有安全性，首先需要做的就是对机械的安全系统中各个要素之间的关系有一个较为详尽的了解，而一般情况之下所有的机械设施设计的安全性能，被分为电气安全、机械安全以及作业人员的人身安全三大要素。

以与机器有直接接触的工作人员安全性为例，假如需要工作人员登上高处对一台大型的机械进行操作控制。而机械的操作者仅需借助扶梯攀爬上高处平台即可顺利完成机械设施生产的目的，如果仅仅实现机械的应用功能，这样就足够了。不过，从安全性的角度上来考虑的话，就会发现在这工作过程之中有很多不稳定因素会对工作人员的安全产生威胁。这样的工作程序对工作人员的安全性欠缺考虑，因为只要作业具有高度的存在，人可能就会因为心理、生理亦或是其他的主观因素而造成工作失误，导致发生坠落的事故。另外，若存在了如平台立足平面狭小使工作人员立足不稳、自然光线不足、温度过高等一些客观方面的危险因素，发生坠落等危险事故的可能性则会增大，同时，如果机械操作者距离坠落基面越远，坠落所造成的危险就会越严重。

对于人的此种存在状态而言，若想真正的实现机械操作的安全性就必须先将物与人的关系协调，利用一系列的安全防范措施来予以解决。如，在易发生坠落事故的临边位置加设防护栏杆，能够有效的将危险与人隔离开来；设置均匀的阶梯梯级，以免工作人员在攀登时脚踏空；还要在较高的体字之上，设置安全护圈，这是为了预防工作人员仰翻坠地的保护措施。对安全防护措施的设计应该根据工作人员的人体测量参数及生物力学的相关数据来决定，而当需要保护的对象发生了变化之后，安全防护设施也需要作出相应的调整。

2遵守机械设计安全性的规范

在利用机械生产工作的过程之中一定要保证工作人员人身安全及健康，在我国的标准化法之中也有极其明确的规定：财产、人身安全是强制性的标准。机械的安全标准是保证劳动者生命安全的技术凭据，当今世界上所有发达的工业国家都对机械工作人员的人身安全有着较高的重视，所以对于机械操作安全方面的问题，许多的国家都是强制执行的，而另外的一些国家则以法律的形式对产品设计做出了标准的生产安全规范。

特别是工业极其发达的工业国家，对于机械产品设计标准化的工作都非常的重视，因而，对于相关设备方面的安全卫生标准已经形成了系列化的模式。由于国际贸易快速的发展以及以经济为背景的国际市场之间的竞争显得日趋激烈，但为了避免地区和国家之间出现立法差别，尽快的消除国际范围之内会产生的机械产品贸易技术的问题，各个国家之间都在考虑着建立一个能够普遍接受的法律法规。

必须要在生产设备正常运行生产满足工业需要的同时，保证工作人员的人身安全以及健康，提升我国工业产品在当前国际市场的竞争实力。顺应国际上安全卫生标准化工作发展的趋势，本着“基础标准、卫生、安全、环保标准优先采取国际标准”规则，要根据国际标准之中有关于人身安全、环境保护及卫生等方面的标准采取措施尽可能的给予等效采用。而在机械设施的设计上应该遵循参照全国机械安全标准化的技术委员会制定的机械安全标准体系表，根据国际标准规范的划分，即C（专业机械的安全标准），B（安全通用的标准），A（安全基础的标准）这三大类，对机械的设计进行安全且标准化的设计。

3人性化的机械安全设计

如今在装备制造业工作的母机之中机械安全、电气安全方面的问题显得特别的突出。机床产品的制造过程内，只要涉及到锻压、用电以及金属切割等之类的危险程序，如果不予以高度的重视，就有极大的几率会引起生产安全方面的事故发生。所以，在当前机械设计研究之中人性化的安全性设计是一个极为重要的话题，这就需要设计师根据人机工程的理论为思想指导，尽量充分的考虑到应该如何的让使用者对机床的操作熟练的掌握，轻松的解决人机对话、故障诊断、系统安全、程序设计等诸多难题。而这就是人性化设计的关键之处，同时也是怎样设计出一个稳定和谐的人机系统、创造良好人机互动的先决条件。

当充分具备安全性的工作成为了人们择业与提高职业生活的主要因素的时候，机械在设计过程之中所显露出的人性化的理念，则与工作的安全性能有着某种契合性。这样的变化则代表了将来机械设施制造主流发展的趋势――机械设计过程中要秉持“以人身安全为本，注重对人的保护”的原则。

4总结

当前世界科学技术的发展迅速，这也就给机械设施行业的发展提供了源源不绝的动力，而此种动力使得工作效率在逐渐的提升，更加重要的是，现如今以装备制造业为基础的人类工业化，其进程正在以一种极为迅猛的速度向前推进。所以尽可能的在机械设计的过程之中就对其进行“找茬”，严防死角，防微杜渐，从根源上减少机械自身所存在的安全隐患。工业自动化开始逐渐的重视机械设计的安全性及安全装置的思考，工业生产方面，工业人文精神逐渐在人们心中集聚以及“以人为本”的思想精髓也在人们心中积淀，最终机械设计安全性的考虑会逐渐增强机械的安全措施，减少机械的安全隐患，机械的安全性会随着科技的发展而更进一步的落实以及完善。

【参考文献】

机械安全设计的基本原则篇6

摘要：随着工业化生产的发展，各行各业的机械设备越来越多，自动化的机械设备正逐步成为各生产的主力军，机械事故的不断发生，也越来越引起了人们的关注机械的安全性，因此，机械的安全性必须从本质安全入手，在机械设计时，同时考虑安全设计。

关键词：机械设计；安全设计；危险识别

中图分类号：TH12文献标识码：A

机械是现代化生产中各行各业不可缺少的生产设备，从机械的发展历史看，机械是用来代替人的劳动，目前已从简单的工具发展到完全自动化的机械。在生产的人机环境系统中，机械与人相比，它有许多人所不可能具备的优点，主要是：提高劳动生产率、能量大、功率大、精度高、灵敏度好、耐用性强、可靠性高、运转速度快、适应性强等。

由于人与机械的广泛接触，就有可能对人产生损伤或者危害人的健康，机械作业是一种事故多发性作业，近年来，机械设备的事故比较多，发生机械事故的原因可归纳为人的不安全行为、设备的不安全状态和环境的不安全因素等三个方面，据统计，造成机械伤害事故中的直接原因，由于设备的不安全状态，因防护缺陷（没有防护、防护不当、保险装置、信号装置缺乏等）而造成的各类事故占机械伤害事故的71.56%。我国机械伤害事故中，多数事故也与防护不当有密切有关，因此，重视机械的安全性是十分重要的。

为了从根本上防止机械伤害的隐患，应尽量采用各种有效地先进的技术手段，从根本上消除危险的存在；使机器具有自动防止误操作的功能；使机器具备完善的自我保护能力；优先采用安全保护措施，就必须从设计入手。在机械的设计时，就要考虑机械的本质安全，设计有安全可靠的各种防护措施、安全保障装置等。全面分析、研究机械运行、使用、维修中可能存在的不安全因素、可能发生事故的可能性及事故的危害程度，把保证机械的运行、使用、维修安全贯穿于整个设计中。

机械安全设计作为现代设计方法的重要组成部分,随着先进制造技术的推动和市场对机械产品需求的多样化,通过10多年来对传统安全工程的摒弃、扩展和延伸,逐步形成了以系统工程理论为指导,以基础科学、工程技术以及管理科学构成的多层次的安全科学。机械安全设计的主要包括以下内容：

1、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。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、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。

(1)风险评价要素风险评价通常包括以下3个方面的要素:

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。

(2)风险评价的定性方法

风险要素评估完成后,需对机器进行危险评价,以确定机器是否达到安全要求。

(3)综合运用各种系统安全分析和评价方法

采用系统工程方法进行风险评价已有近20年的历史,发展了数十种系统安全分析方法,能从各种不同的角度对系统进行风险评价。从分析的数理角度出发,这些方法可分为定性分析和定量分析。从分析的逻辑观点出发,又可分为归纳法和演绎法。其中,不少方法是相似的、重复的,但是按照系统寿命周期的时间进程,这些系统安全分析方法之间又互有联系,各有利弊。

在伤亡事故分析预测方面,比较常用的系统安全分析方法有初步危险分析(PHA)、故障类型和影响危险度分析(FMECA)、事件树分析(ETA)、故障树分析(FTA)、管理疏忽和危险树分析(MORT)等。其中,在我国乃至国际上应用最广泛的是故障树分析。

3、机械安全设计

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：

（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，在不影响正常功能实现、使用的情况下，凡人体易接近的机械外形结构应平整、光滑、不应有易引起损伤的锐角、尖角、突出物、粗糙表面等。

②使机器有关运动参数达到安全的设计;直线运动部件之间或直线运动部件与静止部件（包括墙、柱）之间的距离，必须符合有关安全距离的规定，应保证不该通过的身体部位不能通过。限制操作力、运动件的质量和速度、往复运动件的运动距离和加速度、机器的噪声和振动、机器的表面温度等。

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;使机器与所有动力源或其他供给断开。断开必须做到既可见（动力源连续性明显中断），又能通过允许检查断开装置上操纵器的位置而确认，并且还必须明确表示出机器的那些部分已被断开。如果需要（例如：对于大型机器或在设施中），将所有切断装置锁定在“断开”位置。机械的动力源不管什么原因中断或波动后，要重新建立时不得导致危险状态。

尤其是：

A、机器不得意外起动；

B、一旦停机命令发出，机器必须停止运转；

C、机器的运动部分或由机械夹持的工件不得落下或抛出；

D、不得防碍自动或手动停止机器的运动部分；

E、防护装置必须保持完全有效。

F、采取措施保证在断开点的下游不再有：位能（如：电解、可以释放的液压或机械能）；动能（如：通过惯性可以继续运动的部件）。

在一旦停机命令发出，机器必须停止运转的措施效果通过工作安全系统进行验证。这些措施会使机器达到“0能量状态”；断开和能量泄放可提供很高的安全水平。

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。