安全防护装置设计

安全防护装置是指配备在机械设备上能防止危险因素引起人身伤害，保障人身安全和设备安全的所有装置。

一、安全防护装置的作用和分类

1、安全防护装置的作用

安全防护装置的作用是杜绝或减少机械设备在正常或故障状态，甚至在操作者失误情况下发生人身或设备事故。

⑴　防止机械设备因超限运行而发生事故⑵通过自动监测与诊断系统排除故障或中断危险⑶防止因人为的误操作而引发的事故⑷防止操作者误入危险区而发生的事故

2、安全防护装置的分类

当操作者处于危险区或设备处于不安全状态时，安全防护装置能直接起安全保护作用，此时按照安全保护方式的不同可分为：①隔离防护装置②联锁控制防护装置③超限保险装置④紧急制动装置⑤报警装置

二、安全防护装置的设计原则

1、以保护人身安全为出发点进行设计的原则2、安全防护装置必须安全可靠的原则3、安全防护装置与机械装备配套设计的原则4、简单、经济、方便的原则5、安全防护装置必须具备自动组织的设计原则

三、典型安全防护装置的设计

1、隔离防护安全装置的设计

目的：隔离防护安全装置就是专为保护人身安全而设置的，防止人进入危险区与外露的高速运动或传动的零件或带电导体等接触受伤害，或飞溅出来的切屑、工件、刀具等外来物伤人。

形式：（1）装在机械设备上的防护罩（2）置于机械周围一定距离的防护屏或防护栅栏

（1）防护罩

作用：一是使人体不能进入危险区；二是阻挡高速飞向人体的外来物。

基本要求：有足够的强度和刚度，结构和布局合理，而且应牢固地固定在设备或机器上。不允许防护罩给生产场所带来新的危险，其本身表面应光滑，不得有毛刺或尖锐棱角。防护罩不应影响操作者的视线和正常作业，防护罩与运转零部件之间应留有足够的间隙，以免相互接触，干扰运动或碰坏零件；应便于设备的检查、保养、维修。

材料和工艺：低碳钢丝通过折弯成型、精细焊接、打磨、表面处理等工序完成的。规格：根据客户要求。特点：表面镀锌或喷塑处理、美观、焊点牢固、耐腐蚀、不生锈、易清洗。用途：空调、电机、风机、工业风扇等的防护罩

（2）防护屏

防护屏是设置在离机械一定距离的地面上，根据需要可以移动。防护屏主要适用于不需要人进行操作的机械，如用于隔离机械手或工业机器人的活动区域。

作用：防止机械伤害以及由于灼烫、腐蚀、触电等造成的伤害。

基本要求：防护屏应有足够的强度，可以采用栅栏结构、网状结构或孔板结构，常见的有围栏、防护屏、栏杆等。

在设计防护屏时，其栅栏的横向或竖向间距、网眼或网孔的最大尺寸和防护屏高度，以及防护屏放置的最小安全距离必须符合国家标准（GB—）。

2、联锁防护安全装置的设计

特点：主要体现在“联锁”，它表示既有联系，又相互制约（互锁）的两种运动或两种操纵动作的协调动作，实现安全控制。

作用：用来防止同时接通两个或两个以上相互干扰的运动，如车床上刀架的纵向与横向运动不允许同时接通，机床的启动或制动不允许同时发生；防止颠倒顺序动作，如机床上工件未夹紧，主轴不能起动；防止误操作功能相反的按钮或手柄。它是各类机械用的最多、最理想的一种安全装置。

手柄与脚踏板联锁装置

１-手柄　２-脚踏板３-插销　４-启动杆

压力机开始工作时，只有先把手柄按下，将插入启动杆上的销子拨出，脚踏板才能踏下，这时才能启动压力机进行工作。这样使操作者的手在压力机滑块下降前自然地离开危险区，防止脚误踩脚踏板而发生冲手事故。

3、超限保险安全装置的设计

作用：防止机器发生故障时引起输出参数和工作状态参数（振动、温度、压力、负载、速度等）超出规定的极限值。

类型：

（1）超载安全装置

其作用就是处理设备由于人机匹配失衡造成的多余能量，如起重量限制器、电路过载保护（电动机的热继电器）和短路保护（熔断器）。

（2）越位安全装置

对于某些机械，如果执行件运动时超越了规定的行程，则可能会发生损坏设备和撞伤人身的事故，为此必须设置行程限位安全装置。

（3）超压安全装置

广泛用于锅炉、压力容器等装置中，如安全阀、防爆膜等。

4、制动装置

为防止事故发生或阻止事故继续发展，必须使机器紧急制动，中断危险或事态发展。

5、报警装置

报警装置的工作原理是将监视信号转换成电信号，然后以声或光信号发出警报。警报信号主要是音响，其次是光信号。重要的报警信号最好是由音响和光组成的“试听”双重警报信号。如，水位报警器。

６、防触电安全装置

为了保证操作人员及检修人员的安全，设备上一定要设置防触电安全装置及安全措施，常用的方法有：

①断电保险装置

最简单的断电保险装置是联锁开关。如当打开设备的防护罩时，与之相关部分的电源被切断，关上防护罩后，电源又自动接通。

②电容器放电装置

当设备内部有储存电荷量大的电容器时，即使切断电源，电容器及其线路仍需要较长时间的放电，人员接触仍有被触电的危险。电容器放电装置的作用就是泄放设备切断电源后，其电容器内尚存的电荷。如果电容器及其线路的电压不能在切断电源后两秒钟内放电降到30伏以下，则必须设置放电装置。

③接地

为了防止人员受高压伤害，设备的所有机壳、暴露部位都应接地，保持它们的电位与地电位相同。

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