導(dǎo)語：機(jī)械自動化設(shè)計安全控制管理探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：近年來，自動化技術(shù)在各個領(lǐng)域快速普及，當(dāng)今各個行業(yè)逐步引進(jìn)自動化技術(shù)，大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在機(jī)械設(shè)計過程中，需要充分考慮自動化設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的安全問題，針對有關(guān)設(shè)備還要制定保障措施，讓設(shè)備的安全管理做到有據(jù)可依。從實踐角度而言，目前在自動化設(shè)備中實施安全控制上尚存不足之處，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過程中,無法保證人員安全、產(chǎn)品安全及設(shè)備穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；自動化；設(shè)計；安全控制管理

在設(shè)備的設(shè)計階段，需要對可能存在安全隱患的點進(jìn)行風(fēng)險評估，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，盡量減小安全風(fēng)險。在實際生產(chǎn)過程中，需要嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范執(zhí)行，各項操作都要符合規(guī)定。簡而言之，對自動化設(shè)備實施質(zhì)量控制管理，需要詳細(xì)分析安全操作規(guī)程，并不斷完善。對于存在的安全隱患，需要采取相應(yīng)的預(yù)防措施，有效規(guī)避風(fēng)險，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。

1機(jī)械設(shè)計制造和自動化的簡介

我國工業(yè)制造領(lǐng)域已經(jīng)逐漸摒棄傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)向自動化生產(chǎn)模式。自動化設(shè)備的研發(fā)設(shè)計是整個項目的重要環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中，制造功能的實現(xiàn)往往是作為主要目標(biāo)而被重點關(guān)注，而安全控制則容易被忽視。在實施機(jī)械設(shè)計的過程中，要確保設(shè)備處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，就需要對影響自動化設(shè)備的因素進(jìn)行分析，不斷優(yōu)化設(shè)備安全控制性能，使發(fā)生安全事故的幾率大大降低。

2關(guān)于機(jī)械設(shè)計安全控制的原則分析

2.1人員安全第一

員工是每一個公司的寶貴財富，是第一生產(chǎn)力。設(shè)備設(shè)施及人員安全管理工作必須堅持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，必須堅持設(shè)備與生產(chǎn)全過程的系統(tǒng)管理方式。機(jī)械設(shè)計作為自動化項目的一個重要環(huán)節(jié)，除了保證設(shè)備自身的基本功能外，還需要把設(shè)備的操作風(fēng)險和維修風(fēng)險作為重要因素進(jìn)行考慮。

2.2設(shè)備安全次之

（1）禁止電、氣、液混裝，禁止強(qiáng)電、弱電混裝；在設(shè)計階段，需要對三者進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計，在空間上進(jìn)行分離，禁止混裝。設(shè)備電路強(qiáng)弱電混裝，容易造成信號干擾，造成設(shè)備誤動作，存在很大的安全隱患，必須分開設(shè)計、走線。（2）選用合適的機(jī)械保護(hù)裝置；如轉(zhuǎn)盤電機(jī)與轉(zhuǎn)盤分割器之間增加扭力限制離合器，防止轉(zhuǎn)盤電機(jī)過載。機(jī)械連接機(jī)構(gòu)采用浮動接頭、彈性聯(lián)軸器等裝置，避免機(jī)械磨損。（3）選用合適的電氣保護(hù)裝置；電氣元件的規(guī)格型號選用，必須在經(jīng)過正確的負(fù)載計算，合理選用相應(yīng)規(guī)格。選用規(guī)格過小，會造成頻繁跳閘及燒毀，使設(shè)備無法滿足正常的生產(chǎn)需求。選用規(guī)格過大，則可能造成電路長期處于過載狀態(tài)運(yùn)行而無法實現(xiàn)跳閘保護(hù)，嚴(yán)重的將導(dǎo)致電路過熱，電控柜著火，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。

2.3產(chǎn)品安全

產(chǎn)品的質(zhì)量是生產(chǎn)企業(yè)的生命線；自動化設(shè)備最終的目標(biāo)是服務(wù)于生產(chǎn)。除了考慮人員安全、設(shè)備安全外，還需要重點考慮產(chǎn)品的安全。在設(shè)備的設(shè)計階段，設(shè)備功能除了考慮產(chǎn)品的組裝需求外,還需要考慮機(jī)械動作可能對產(chǎn)品質(zhì)量造成的損害。在三維設(shè)計圖內(nèi)，可以利用設(shè)計軟件的模擬功能進(jìn)行模擬分析，提前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品干涉問題。

3機(jī)械自動化設(shè)備安全控制的現(xiàn)狀

3.1設(shè)備過載過熱

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中都會有輕微發(fā)熱的現(xiàn)象，但是如果溫度隨著設(shè)備的運(yùn)行時間加長而升高，就需要引起重視。溫度升高不僅會影響設(shè)備的電氣特性，還會危及設(shè)備絕緣的安全。設(shè)備在驗收階段，試運(yùn)行時間過短，發(fā)熱問題沒有暴露出來。在后續(xù)的長時間持續(xù)運(yùn)行期間，發(fā)熱與散熱達(dá)不到平衡，就會導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，油液密封效果變差，部件嚴(yán)重?fù)p壞，設(shè)備運(yùn)行效率下降[1]。如果不及時處理，可能導(dǎo)致設(shè)備安全事故，嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)活動。由此可見，設(shè)備發(fā)熱問題不容忽視，在設(shè)備設(shè)計、試運(yùn)行、驗收等環(huán)節(jié)中需要采取科學(xué)有效的手段，有效避免并及時發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2安全控制管理體系不健全

為了保證機(jī)械自動化設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，制定安全控制管理體系是非常必要的。由于體系不夠健全，可能導(dǎo)致設(shè)備在設(shè)計方面存在安全保護(hù)不足，人員上崗安全培訓(xùn)沒有得到重視以及設(shè)備的日常維修保養(yǎng)沒有落實等問題。（1）設(shè)備設(shè)計造成安全問題。一方面，由于設(shè)計師在機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)、電氣等方面的知識盲點，設(shè)計中存在安全隱患；另一方面，非標(biāo)設(shè)備設(shè)計制作方案審定后，沒有經(jīng)過專業(yè)人員的審核，也沒有項目的可行性分析驗證，設(shè)計中存在缺陷,就直接投入施工制作[2]。（2）人員上崗培訓(xùn)不足導(dǎo)致安全問題。大多數(shù)企業(yè)都有自己的一套系統(tǒng)培訓(xùn)，新員工上崗前都會進(jìn)行崗位培訓(xùn)，并進(jìn)行考核。針對現(xiàn)場設(shè)備操作人員，其綜合素質(zhì)普遍不高，如未接受專業(yè)的操作培訓(xùn)并通過培訓(xùn)考核，就上崗操作，不熟悉操作方法，不僅會造成設(shè)備損壞，還會威脅到人身安全。（3）設(shè)備的日常維修保養(yǎng)不足。機(jī)械自動化設(shè)備的日常檢修工作，是確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。設(shè)備在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)問題，技術(shù)人員檢修未能及時發(fā)現(xiàn)并處理，導(dǎo)致設(shè)備帶病作業(yè)，且長時間持續(xù)運(yùn)行，可能導(dǎo)致設(shè)備故障甚至導(dǎo)致重大事故。

4機(jī)械自動化設(shè)備中安全管理控制策略

機(jī)械自動化設(shè)備中安全管理控制中，需要從設(shè)備穩(wěn)定性設(shè)計、電氣安全控制輔助、安全控制策略等幾個方面著手。具體如下：

4.1設(shè)備穩(wěn)定性設(shè)計

機(jī)械裝置長期運(yùn)行中發(fā)生故障是不可避免的。要最大程度地減少故障發(fā)生率，使得生產(chǎn)損耗降低，就要對設(shè)備運(yùn)行中可能發(fā)生的問題進(jìn)行預(yù)測，采取相應(yīng)的措施，不斷優(yōu)化設(shè)計，使故障發(fā)生幾率降低。如在氣缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的安裝中，為避免氣缸軸與滑軌的平行度有偏差，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)行阻力過大，一般在氣缸桿與連接機(jī)構(gòu)中間增加浮動接頭或彈性聯(lián)軸器進(jìn)行連接，用以消除因加工誤差或安裝誤差導(dǎo)致的機(jī)械阻力。如圖1所示：轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)是自動化設(shè)備常用的一款設(shè)計結(jié)構(gòu)，為防止轉(zhuǎn)盤因為卡料，電機(jī)強(qiáng)制帶動，導(dǎo)致機(jī)械損壞，一般在轉(zhuǎn)盤電機(jī)與轉(zhuǎn)盤分割器之間增加扭力限制離合器。當(dāng)轉(zhuǎn)盤端因卡料或外力等原因無法轉(zhuǎn)動時，電機(jī)軸端輸出扭矩大于扭力限制離合器的設(shè)定扭矩時，離合器自動脫開，電機(jī)空轉(zhuǎn)，同時將信號傳至PLC。其機(jī)構(gòu)如圖2所示：

4.2電氣安全控制輔助

針對自動化設(shè)備而言，機(jī)械設(shè)計與電氣設(shè)計兩者是相輔相成、不可偏廢的。特別針對存在人機(jī)交互的設(shè)備而言，電氣安全控制顯得尤為重要。一般設(shè)備而言，對操作員來說，危險源主要來自電、壓縮空氣、機(jī)械動作等。在設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)內(nèi)，我們會加入安全繼電器對整個設(shè)備的危險源進(jìn)行控制。所謂“安全繼電器”并不是“沒有故障的繼電器”，而是它具有強(qiáng)制導(dǎo)向接點結(jié)構(gòu),萬一發(fā)生接點熔結(jié)現(xiàn)象時也能確保安全。其主要有以下幾個作用；①在緊急停止解除時，機(jī)器不能突然再啟動；②萬一機(jī)器安全電路發(fā)生故障時，可以停止機(jī)器動力電源；③安全電路發(fā)生故障時，機(jī)器不能再啟動。圖3為Pilz安全繼電器應(yīng)用接線圖：

4.3安全控制策略

安全高于生產(chǎn)，在自動化項目的實施過程中，設(shè)備安全控制需要貫穿始末。在設(shè)計階段，設(shè)計師需要從機(jī)械設(shè)計、電氣設(shè)計等角度考慮安全問題，避免因追求設(shè)備功能而忽視安全問題。在設(shè)備驗收階段，驗收團(tuán)隊需要充分考慮生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種情景，對設(shè)備安全機(jī)制進(jìn)行測試、驗證，有問題及時改進(jìn)，以確保后續(xù)使用過程中安全、可靠。在設(shè)備啟用階段，使用部門需要對上崗人員進(jìn)行嚴(yán)格的崗位培訓(xùn)，尤其需要注重安全培訓(xùn)，并且通過考核合格后，方可上崗。在設(shè)備使用階段，設(shè)備管理部門需要制定完善的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計劃，嚴(yán)格執(zhí)行日常點檢，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備保養(yǎng)。從技術(shù)角度而言，當(dāng)前中國的機(jī)械自動化技術(shù)水平與西方發(fā)達(dá)國家相比還有不小的差距，要縮短中國與西方在技術(shù)上的差距，促使推動安全控制步入一個新的臺階，有關(guān)部門需要繼續(xù)學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，并針對技術(shù)方面的問題展開交流，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和高等技術(shù)人才，使自動化技術(shù)不斷發(fā)展并優(yōu)化[3-5]。

5結(jié)語

綜上所述，在實施自動化項目的過程中，高度重視安全問題是確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。機(jī)械自動化設(shè)備在運(yùn)行的過程中，要使其各項功能充分發(fā)揮，要求各項參數(shù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以確保設(shè)備順利運(yùn)行。同時，為有效提高設(shè)備的工作效率，相關(guān)人員應(yīng)在做好安全控制工作的同時，還要將先進(jìn)的技術(shù)手段合理運(yùn)用，不斷優(yōu)化設(shè)備的性能。當(dāng)前來看，中國機(jī)械自動化技術(shù)仍然在積極研究開發(fā)中，但是產(chǎn)生了重視技術(shù)、忽視安全的問題。對于這種現(xiàn)象，有關(guān)企業(yè)需要端正機(jī)械設(shè)計自動化的態(tài)度，構(gòu)建安全評價體系，以優(yōu)化機(jī)械設(shè)備綜合質(zhì)量。

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作者：王俊生 單位：品譜（廈門）工業(yè)有限公司