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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。机械事故的不断发生，引起了人们的关注。机械设计是机械生产的首要条件，安全设计则是机械设计中的关键环节，如果设计不出最好的机械，对于今后的工作而言，将会埋下重大的安全隐患。本文对机械设计与安全设计进行了阐述。
关键词：机械；设备；安全；设计
中图分类号：TH122
引言
机械设计是一个创造性的工作过程，是多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验不断创新的过程。因此，只有很好的把机械设计与安全设计相结合起来，才能更好地设计出多功能、高质量、可靠性高和低能耗的机器，最终满足生产需要。机械生产的首要条件就是机械设计，而机械设计中的关键环节则是安全设计，如果机械不能设计出最好的，那么对于今后的工作而言，将会埋下重大的安全隐患。
一、机械设计分析
1、机械设计的初期计划设计分析
机械设计的初期计划设计非常类似于计算机软件设计的需求分析，即在设计之前，对机器的设计要求进行调查与分析从分析的要求与研究中了解机器应该具有的功能以此，作为机械设计的初期基础，并规定机器在设计与制造过程中的约束条件。
2、机械设计的设计方案分析
方案的设计是机械设计的关键部分，方案是设计中的灵魂，决定着设计的成功与失败。这一设计阶段，需要处理的问题较多。一般认为，要处理实际与理论之间的矛盾。方案的设计不仅要符合机器自身的性能以及功能要求，更要考虑到检验者对于机器的开发与认识以及创新。这一阶段的主要设计步骤可以简单认为：工作原理的定义-机器的基本结构-运动方式的设计-零部件的选取与设计-工程制图的设计-初步设计的检查。
3、机械设计的主要技术设计分析
机械设计的技术设计，这一工序中，对于技术层面的要求最为苛刻。这一阶段主要是对于设计图纸的核对与计算。总图与部件草图的对比核对分析等。此外，要对每个部分的设计都进行严格意义上的核对，不允许出现疏漏，如果出现，则应该做好校对工作。对于待生产的产品，则可以根据产品进行定型设计。
二、机械安全设计的原则
在危险识别的基础上进行风险评价：在进行机械安全设计时，首先要对所设计的机器进行全面的风险评价（包括危险分析和危险评定），以便有针对性地采取适当有效措施消除或减小这些危险和风险。优先采用本质安全措施：尽量采用各种有效的先进技术手段，从根本上消除危险的存在；使机器具有自动防止误操作的能力，使其不按规定程序操作就不能动作，即使动作也不会造成伤害事故；使机器具有完善的自我保护功能，当其某一部分出现故障时，其余部分能自动脱离该故障部位并安全地转移到备用部分或停止运行，同时发出报警并且做到在故障未被排除之前不会蔓延和扩大。符合人类的准则：人—机匹配是安全设计的重要问题之一，设计时必须充分考虑人—机特性，使机器适合于人的各种操作，以便最大限度地减轻人的体力和应力消耗及操作时的紧张和恐惧感，从而减少因人的疲劳和差错导致的危险。符合安全卫生要求：机器在整个使用期内不得排放超过规定的各种有害物质，如果不能消除有害物质的排放，必须配各处理有害物质的装置或设施。
三、机械安全设计如何进行
安全设计结合机械设计，从而高质量的设计出机械设备，这样的作品对设计者而言才是最完美的。机械设计不仅要追求设备的耐用还先进之外，还要把安全设计充分融入到机械设计中，这才是设计的关键所在。
1、机械材料选择设计
机器是要由人来操作的，因此在设计中，材料的选择至关重要。根据作业内容和工种，来确定材料的特性，如材料的耐腐蚀性、韧性、抗氧化程度等，其他物理性质是否满足生产作业。同时还要避免有毒或者遇到反应就会产生有毒物质材料的选用，这些不仅会对操作人员造成身体的侵害和危险，还有可能造成更严重的事故。因此，安全设计中要认真筛选，严谨科学的选择材料。
2、在预定条件内进行安全设置
在进行机械设计的时候，设计者经常根据以往成功的机械案例设备的要素来综合考虑。根据发生事故后的经验教训和人们的操作习惯，在设计机器时，一些必要的安全措施要像空气一样存在于设备当中，不可缺少。这种安全设计就是对机械设备进行预定的设计，直接避免可以伤害人的部位，如尖锐的部位设计的圆滑，尽量减少凸出的部位，在操作人员进行操作时的安全距离设置，机器相关安全系数的设置。
3、以人为本
在进行机械工作中，事故的发生，多半的原因来自人为因素。人在机器操作时体力消耗过大、精力不集中所带来的疲惫，因此造成的严重后果。使操作者感到疲惫的原因是把大量的精力放在了生产作业上。所以，一部机器是否成功的标志就是设置的舒适度够不够好。设计时要充分考虑工作者操作机器时的高度和安全距离，使操作人员在工作过程中的体力消耗尽量减少，达到以人为本，安全第一的目的。为了方便操作人员在面对机器时可以迅速快捷的控制，要合理布置机器的各种装置，同时还要保证设计的机器的稳定性和可靠性。机械设备的设置位置要充分保证操作人员可以对其进行维护和操作，并能够定期进行清洁工作。在需要照明设备的工作环境中，必须要对机械配备齐全的照明装置。机械设计中尤为重要的环节就是以人为本，如果生产设备连人的安全和人的健康都不能保证，那么机械设计就会变得毫无意义可言。
4、控制系统的设计
在使用中，一些机器会突然不受控制（如启动和停止控制键钮不再灵便等），
使工作造成了许多不便，而经验不够丰富的操作人员会因此增加心理压力，手忙脚乱，进而酿成事故。为了避免发生不必要的事故，控制系统设计在设计中要充分考虑周全。同时，还要完善相关电气设备的控制系统设计，使电气设备因漏电而造成的事故能够得到充分的预防。总之，控制系统的合理设计可以有效的提高机器的可靠性和安全性，还可以提高机械设备的自动化，避免人因疲惫造成的疏忽和意外。
5、安全防护的设计
机械安全设计中对于防护装置的设计要合理，避免可以划伤人体的尖锐部位和突出部；对于机械设备的安全可靠性，还要加上一个双重保护，不管是在稳定程度上还是使用年限上，都要充分确保设备的可靠性和人力操作的耐用性；要充分、合理、科学、规范、便捷、自动化的设置事故装置；有关操作人员所使用的各种必备的操作配套设备要配搭齐全，缺一不可；合理的设置装置中的限制开关和避免机器失控而设置的安全紧急开关等装置。对于机器本身的设置要遵循：操作人员如果没有开始工作，就不能启动机械设备；严格的规定操作人员的工作安全距离和空间，在此工作空间内既可以保证其身体不会接触正在运转的机器部件又可以保证正常工作；机械与防护设置之间要有一定的距离，以避免摩擦接触而损害机器和防护设备，从而丧失防护性能，造成事故；防护设备要有固定的位置，不能随意设置；为了起到充分的保护作用，防护装备安全系数一定要非常高。
结束语
机械设计是一个创造性的工作过程，是多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验不断创新的过程。因此，只有很好的把机械设计和安全设计相结合起来，才能更好地设计出多功能、高质量、高可靠性和低能耗的机器，最终满足生产需要。
参考文献
[1]何成铭，吴纬，孟庆均.基于Copula的机械系统可靠性模型及其应用[J].兵工学报，2012.
[2]刘仁云，张义民，于繁华.基于灰色粒子群算法的可靠性稳健优化设计[J].吉林大学学报，2006.
关键词：机械；设备；安全；设计
中图分类号：TH122
引言
机械设计是一个创造性的工作过程，是多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验不断创新的过程。因此，只有很好的把机械设计与安全设计相结合起来，才能更好地设计出多功能、高质量、可靠性高和低能耗的机器，最终满足生产需要。机械生产的首要条件就是机械设计，而机械设计中的关键环节则是安全设计，如果机械不能设计出最好的，那么对于今后的工作而言，将会埋下重大的安全隐患。
一、机械设计分析
1、机械设计的初期计划设计分析
机械设计的初期计划设计非常类似于计算机软件设计的需求分析，即在设计之前，对机器的设计要求进行调查与分析从分析的要求与研究中了解机器应该具有的功能以此，作为机械设计的初期基础，并规定机器在设计与制造过程中的约束条件。
2、机械设计的设计方案分析
方案的设计是机械设计的关键部分，方案是设计中的灵魂，决定着设计的成功与失败。这一设计阶段，需要处理的问题较多。一般认为，要处理实际与理论之间的矛盾。方案的设计不仅要符合机器自身的性能以及功能要求，更要考虑到检验者对于机器的开发与认识以及创新。这一阶段的主要设计步骤可以简单认为：工作原理的定义-机器的基本结构-运动方式的设计-零部件的选取与设计-工程制图的设计-初步设计的检查。
3、机械设计的主要技术设计分析
机械设计的技术设计，这一工序中，对于技术层面的要求最为苛刻。这一阶段主要是对于设计图纸的核对与计算。总图与部件草图的对比核对分析等。此外，要对每个部分的设计都进行严格意义上的核对，不允许出现疏漏，如果出现，则应该做好校对工作。对于待生产的产品，则可以根据产品进行定型设计。
二、机械安全设计的原则
在危险识别的基础上进行风险评价：在进行机械安全设计时，首先要对所设计的机器进行全面的风险评价（包括危险分析和危险评定），以便有针对性地采取适当有效措施消除或减小这些危险和风险。优先采用本质安全措施：尽量采用各种有效的先进技术手段，从根本上消除危险的存在；使机器具有自动防止误操作的能力，使其不按规定程序操作就不能动作，即使动作也不会造成伤害事故；使机器具有完善的自我保护功能，当其某一部分出现故障时，其余部分能自动脱离该故障部位并安全地转移到备用部分或停止运行，同时发出报警并且做到在故障未被排除之前不会蔓延和扩大。符合人类的准则：人—机匹配是安全设计的重要问题之一，设计时必须充分考虑人—机特性，使机器适合于人的各种操作，以便最大限度地减轻人的体力和应力消耗及操作时的紧张和恐惧感，从而减少因人的疲劳和差错导致的危险。符合安全卫生要求：机器在整个使用期内不得排放超过规定的各种有害物质，如果不能消除有害物质的排放，必须配各处理有害物质的装置或设施。
三、机械安全设计如何进行
安全设计结合机械设计，从而高质量的设计出机械设备，这样的作品对设计者而言才是最完美的。机械设计不仅要追求设备的耐用还先进之外，还要把安全设计充分融入到机械设计中，这才是设计的关键所在。
1、机械材料选择设计
机器是要由人来操作的，因此在设计中，材料的选择至关重要。根据作业内容和工种，来确定材料的特性，如材料的耐腐蚀性、韧性、抗氧化程度等，其他物理性质是否满足生产作业。同时还要避免有毒或者遇到反应就会产生有毒物质材料的选用，这些不仅会对操作人员造成身体的侵害和危险，还有可能造成更严重的事故。因此，安全设计中要认真筛选，严谨科学的选择材料。
2、在预定条件内进行安全设置
在进行机械设计的时候，设计者经常根据以往成功的机械案例设备的要素来综合考虑。根据发生事故后的经验教训和人们的操作习惯，在设计机器时，一些必要的安全措施要像空气一样存在于设备当中，不可缺少。这种安全设计就是对机械设备进行预定的设计，直接避免可以伤害人的部位，如尖锐的部位设计的圆滑，尽量减少凸出的部位，在操作人员进行操作时的安全距离设置，机器相关安全系数的设置。
3、以人为本
在进行机械工作中，事故的发生，多半的原因来自人为因素。人在机器操作时体力消耗过大、精力不集中所带来的疲惫，因此造成的严重后果。使操作者感到疲惫的原因是把大量的精力放在了生产作业上。所以，一部机器是否成功的标志就是设置的舒适度够不够好。设计时要充分考虑工作者操作机器时的高度和安全距离，使操作人员在工作过程中的体力消耗尽量减少，达到以人为本，安全第一的目的。为了方便操作人员在面对机器时可以迅速快捷的控制，要合理布置机器的各种装置，同时还要保证设计的机器的稳定性和可靠性。机械设备的设置位置要充分保证操作人员可以对其进行维护和操作，并能够定期进行清洁工作。在需要照明设备的工作环境中，必须要对机械配备齐全的照明装置。机械设计中尤为重要的环节就是以人为本，如果生产设备连人的安全和人的健康都不能保证，那么机械设计就会变得毫无意义可言。
4、控制系统的设计
在使用中，一些机器会突然不受控制（如启动和停止控制键钮不再灵便等），
使工作造成了许多不便，而经验不够丰富的操作人员会因此增加心理压力，手忙脚乱，进而酿成事故。为了避免发生不必要的事故，控制系统设计在设计中要充分考虑周全。同时，还要完善相关电气设备的控制系统设计，使电气设备因漏电而造成的事故能够得到充分的预防。总之，控制系统的合理设计可以有效的提高机器的可靠性和安全性，还可以提高机械设备的自动化，避免人因疲惫造成的疏忽和意外。
5、安全防护的设计
机械安全设计中对于防护装置的设计要合理，避免可以划伤人体的尖锐部位和突出部；对于机械设备的安全可靠性，还要加上一个双重保护，不管是在稳定程度上还是使用年限上，都要充分确保设备的可靠性和人力操作的耐用性；要充分、合理、科学、规范、便捷、自动化的设置事故装置；有关操作人员所使用的各种必备的操作配套设备要配搭齐全，缺一不可；合理的设置装置中的限制开关和避免机器失控而设置的安全紧急开关等装置。对于机器本身的设置要遵循：操作人员如果没有开始工作，就不能启动机械设备；严格的规定操作人员的工作安全距离和空间，在此工作空间内既可以保证其身体不会接触正在运转的机器部件又可以保证正常工作；机械与防护设置之间要有一定的距离，以避免摩擦接触而损害机器和防护设备，从而丧失防护性能，造成事故；防护设备要有固定的位置，不能随意设置；为了起到充分的保护作用，防护装备安全系数一定要非常高。
结束语
机械设计是一个创造性的工作过程，是多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验不断创新的过程。因此，只有很好的把机械设计和安全设计相结合起来，才能更好地设计出多功能、高质量、高可靠性和低能耗的机器，最终满足生产需要。
参考文献
[1]何成铭，吴纬，孟庆均.基于Copula的机械系统可靠性模型及其应用[J].兵工学报，2012.
[2]刘仁云，张义民，于繁华.基于灰色粒子群算法的可靠性稳健优化设计[J].吉林大学学报，2006.