安全人机功能匹配.ppt

2022-4-27,安全人机功能匹配,第一节 人机系统的基本概念 一、人机系统的类型1、 按有无反馈分类开环人机系统闭环人机系统,2022-4-27,2、 按系统自动化程度分类（1）人工操作人机系统,图4-1 人工操作人机系统,2022-4-27,2、 按系统自动化程度分类（2）半自动化（机械化）人机系统,图4-2 半自动化人机系统,2022-4-27,2、 按系统自动化程度分类（3）自动化人机系统,图4-3 自动化人机系统,2022-4-27,3、 按人机结合方式分类为：人机串联，人机并联和人与机串、并混联三种类型，见图4-4,图4-4 人与机的结合方式,2022-4-27,二、人机系统的功能 四大功能：信息接受、信息储存、信息处理和执行等，其关系如图4-5所示,图4-5 人机系统的功能,2022-4-27,第二节 机械的安全特性,一、机械的组成及在各状态的安全问题l、机械的组成 机器的种类繁多，形状大小差别很大，应用目的也各不相同。 从机器最基本的特征入手，得出机器组成的一般规律：由原动机将各种形式的动力能变为机械能输入，经过传动机构转换为适宜的力或速度后传递给执行机构，通过执行机构与物料直接作用，完成作业或服务任务，而组成机械的各部分借助支承装置连接成一个整体，其组成结构如图4-6所示。,2022-4-27,图4-6 机器的组成,2022-4-27,2、机械在各种状态的安全问题 （1）正常工作状态 大量形状各异的零部件的相互运动、刀具锋刃的切削、起吊重物、机械运转的噪声等，在机械正常工作状态下就存在着碰撞、切割、重物坠落、使环境恶化等对人身安全不利的危险因素。 （2）非正常工作状态 在机器运转过程中，由于各种原因引起的意外状态。例如，意外启动、运动或速度变化失控，外界磁场干扰使信号失灵，瞬时大风造成起重机倾覆倒地等。机械的非正常工作状态往往没有先兆，会直接导致或轻或重的事故危害。,2022-4-27,（3）故障状态 故障状态是指机械设备（系统）或零部件丧失了规定功能的状态。 故障对安全影响的两种结果： 有些故障的出现对所涉及的安全功能影响很小，不会出现大的危险。例如，当机器的动力源或某零部件发生故障时，使机器停止运转，处于故障保护状态 有些故障的出现，会导致某种危险状态。例如，由于电气开关故障，会产生不能停机的危险；砂轮轴的断裂，会导致砂轮飞甩的危险；速度或压力控制系统出现故障，会导致速度或压力失控的危险等。,2022-4-27,（4）非工作状态 机器停止运转处于静止状态时，在正常情况下，机械基本是安全的；但不排除由于环境照度不够，导致人员与机械悬凸结构的碰撞；结构垮塌；室外机械在风力作用下的滑移或倾覆；堆放的易燃易爆原材料的燃烧爆炸等。（5）检修保养状态 检修保养一般在停机状态下进行，但其作业的特殊性往往迫使检修人员采用一些超常规的做法。例如：攀高、钻坑、将安全装置短路、进入正常操作不允许进入的危险区等，使维护或修理容易出现在正常操作不存在的危险。,2022-4-27,二、机械危险的主要伤害形式和机理 机械危险:是指由于机器零件、工具、工件或飞溅的固体、流体物质的机械作用可能产生伤害的各种物理因素的总称。 机械危险的基本形式主要有：挤压、剪切、切割或切断、缠绕、吸入或卷入、冲击、刺伤或扎穿、摩擦或磨损、高压流体喷射等。机械的危险可能来自机械自身、机械的作用对象、人对机器的操作，以及机械所在的场所等。 机械危险的伤害实质，是机械能（动能和势能）的非正常做功、流动或转化，导致对人员的接触性伤害。无论机械危险以什么形式存在，总是与质量、位置、不同运动形式、速度和力等物理量有关。,2022-4-27,l、机器零件（或工件）产生机械危险的条件 由机器零件(或工件)产生的机械危险是有条件的，主要由以下因素产生：1形状：切割要素、锐边、角形部分，即使它们是静止的；2相对位置：机器零件运动时可能产生挤压、剪切、缠绕等区域的相对位置；3质量和稳定性：在重力的影响下可能运动的零部件的位能；4质量和速度：可控或不可控运动中的零部件的动能；5加速度；6机械强度不够：可能产生危险的断裂或破裂；7弹性元件(弹簧)的位能或在压力或真空下的液体或气体的位能。,2022-4-27,2、机械伤害的基本类型 1卷绕和绞缠 ；2卷入和碾压 ；3挤压、剪切和冲撞 ；4飞出物打击 ；5物体坠落打击 ；6切割和擦伤 ；7碰撞和刮蹭 ；8跌倒、坠落。,2022-4-27,三、机械安全设计的要求 l、合理设计机械设备的结构型式 机械设备的结构型式一定要与其执行的预定功能相适宜，不能因结构设计不合理而造成机械正常运行时的障碍、卡塞或松脱；不能因元件或软件的暇疵而引起微机数据的丢失或死机；不能发生任何能够预计到的与机械设备的设计不合理的有关事件。 通过选用适当的设计结构尽