發揮人的功能、提高人機系統效率的技術安全系統，在設計中通過減少操作者的緊張和體力來提高安全性，并以此改善機器的操作性能和提高其可靠性。
4.整體性
現代機械的安全設計必須全面、系統地對可能導致危險的因素進行定性、定量分析和評價，尋求整體上降低風險的最優設計方案。
二、機械的可靠性設計及維修性設計
�。ㄒ唬┛煽啃缘亩x及度量指標
1.可靠性的定義
所謂可靠性，是指系統或產品在規定的條件和規定的時間內，完成規定功能的能力。
2.可靠性度量指標
�。�1）可靠度�？煽慷仁强煽啃缘牧炕笜耍跋到y或產品在規定條件和規定時間內完成規定功能的概率。
�。�2）故障率。故障率是指工作到某個時刻尚未發生故障的產品，在某時刻后單位時間內發生故障的概率。
（3）平均壽命。對非維修產品稱平均壽命，其觀測值為產品發生失效前的平均工作時間，或所試驗產品都觀察到壽命終了時，它們壽命的算術平均值；對于維修產品來說，稱平均無故障工作時間或平均故障間隔時間，其觀測值等于在使用壽命周期內的某段觀察期間累積工作時間與故障次數之比。
（4）維修度。維修度是指維修產品發生故障后，在規定條件和規定時間內能修復的概率。
�。�5）有效度。狹義可靠度和維修度的綜合稱為有效度，也稱廣義可靠度，其定義是，對于維修產品，在規定的條件下使用，在規定維修條件下修理，在規定的時間內具有或維持其規定功能處于正常狀態的概率為有效度。
�。ǘ┚S修性設計
1.維修及維修性
所謂維修是指使產品保持在正常使用和運行狀態，以及為排除故障或缺陷所采取的一切措施，包括設備運行過程中的維護保養、設備狀態監測與故障診斷以及故障檢修、調整和最后的驗收試驗等直至恢復正常運行等一系列工作。簡言之，為保持或恢復產品規定功能采取的技術措施叫做維修。
維修性是指對故障產品修復的難易程度，即在規定條件和規定時間內，完成某種產品維修任務的難易程度。
2.產品結構的維修性設計
維修性設計是指產品設計時，設計師應從維修的觀點出發，保證當產品一旦出現故障，能容易地發現故障，易拆、易檢修、易安裝、即可維修度要高。維修性設計中應考慮到主要問題大致包括：
�。�1）可達性。所謂可達性是指檢修人員接近產品故障部位進行檢查、修理操作、插入工具和更換零件等維修作業的難易程度。
（2）零部件的標準化和互換性。產品設計時應力求選用標準件，以提高互換性，這將會給產品的使用維修帶來很大方便。
�。�3）維修人員的安全。產品在結構設計時除考慮操作人員的安全外，還必須考慮維修人員的安全，而這后一項工作往往容易被人們忽視。
3.可靠性設計與維修性設計的關系
可靠性設計和維修性設計是從不同的角度來保證產品的可靠性。前者著重從保證產品的工作性能出發，力求不出故障或少出故障，是解決本質安全問題，在方案設計和結構設計階段就設法消除危險與有害因素；后者則是從維修度角度考慮，一旦產品發生故障，其本身就能自動及時發現故障，并且顯示故障或發出報警信號，并能自動排除故障或中止故障的擴展。
第三節安全技術規范與標準
1.《機械安全風險評價第1部分：原則》（GB/T16856.1—2008）
2.《金屬切削機床安全防護通用技術條件》（GB15760—2004）
3.《磨削機械安全規程》（GB4674—2009）
4.《普通磨具安全規則》（GB2494—2003）
5.《機械安全帶有防護裝置的聯鎖裝置設計和選擇原則》（GB/T18831—2010）
6.《機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求》（GB/T8196—2008）
7.《砂輪機安全防護技術條件》（JB8799—1998）
8.《沖壓安全管理規程》（機械部機生字[1985]60A）
9.《木工平刨床安全管理規程》（機械部機生字[1985]60B）
10.《沖壓車間安全生產通則》（GB/T8176—1997）
第二章電氣安全技術
第一節電氣危險因素及事故種類
一、觸電
觸電分為電擊和電傷兩種傷害形式
（一）電擊
電擊是電流通過人體，刺激肌體組織，使肌體產生針刺感、壓迫感、
打擊感、痙攣、疼痛、血壓異常、昏迷、心律不齊、心室顫動等造成傷害的形
式。嚴重時會破壞人的心臟、肺部、神經系統的正常工作，形成危及生命的傷
害。
1.電擊傷害機理。人體在正常能量之外的電能作用下，系統功能很容易遭
受破壞。當電流作用于心臟或管理心臟和呼吸機能的腦神經中樞時，能破壞心
臟等重要器官的正常工作。
2.電流效應的影響因素。電流對人體的傷害程度是與通過人體的電流的大
小、種類、持續時間、通過途徑及人體狀況等多種因素有關。
�。�1）電流值
1）感知電流。指引起感覺的最小電流。感覺為輕微針刺，發麻等。就平
均值（概率50%）而言，男性為1.1A；女性為0.7A。
2）擺脫電流。指能自主擺脫帶電體的最大電流。超過擺脫電流時，由于受刺激肌肉收縮或中樞神經失去對手的正常指揮作用，導致無法自主擺脫帶電體。就平均值（概率50%）而言，男性約為16A；女性約為10.5A；就最小值（可擺脫概率99.5%）而言，男性約為9A；女性約為6A。
3）室顫電流。指引起心室發生纖維性顫動的最小電流。動物實驗和事故統計資料表明，心室顫動在短時間內導致死亡。室顫電流與電流持續時間關系密切。當電流持續時間超過心臟周期時，室顫電流僅為50A左右；當持續時間短于心臟周期時，室顫電流為數百A。當電流持續時間小于0.1s時，只有電擊發生在心室易損期，500A以上乃至數A的電流才能引起心室顫動。前述電流均指流過人體的電流，而當電流直接流過心臟時，數十微安的電流即可導致心室顫動發生。
�。�2）電流持續時間。通過人體的電流持續時間愈長，愈容易引起心室顫動，危險性就愈大。
�。�3）電流途徑。流經心臟的電流多、電流路線短的途徑是危險性最大的途徑。最危險的途徑是：左手到前胸。判斷危險性，既要看電流值，又要看途徑。
�。�4）電流種類。直流電流、高頻交流電流、沖擊電流以及特殊波形電流也都對人體具有傷害作用，其傷害程度一般較工頻電流為輕。
（5）個體特征。因人而異，健康情況、性別、年齡等。
3.人體阻抗
人體阻抗是定量分析人體電流的重要參數之一，是處理許多電氣安全問題所必須考慮的基本因素。
�。�1）組成和特征。人體皮膚、血液、肌肉、細胞組織及其結合部等構成了含有電阻和電容的阻抗。其中，皮膚電阻在人體阻抗中占有很大的比例。
皮膚阻抗：決定于接觸電壓、頻率、電流持續時間、接觸面積、解除壓力、皮膚潮濕程度和溫度等。皮膚電容很小，在工頻條件下，電容可忽略不計，將人體阻抗看作純電阻。
體內電阻：基本上可以看作純電阻，主要決定于電流途徑和接觸面積。
�。�2）數值及變動范圍。再除去角質層，干燥的情況下，人體電阻約為1000~3000Ω；潮濕情況下，人體電阻約為500~800Ω。
�。�3）影響因素。接觸電壓的增大、電流強度及作用時間的增大、頻率的增加等因素都會導致人體阻抗下降。皮膚表面潮濕、有導電污物、傷痕、破損等也會導致人體阻抗降低。解除壓力、接觸面積的增大均會降低人體阻抗。
4.電擊類型
電擊的分類方式有如下幾種。
�。�1）根據電擊時所觸及的帶電體是否為正常帶電狀態，電擊分為直接接觸電擊和間接接觸電擊兩類。
1）直接接觸電擊。指在電氣設備或線路正常運行條件下，人體直接觸及了設備或線路的帶電部分所形成的電擊。
2）間接接觸電擊。指在設備或線路故障狀態下，原本正常情況下不帶電的設備外露可導電部分或設備以外的可導電部分變成了帶電狀態，人體與上述故障狀態下帶電的可導電部分觸及而形成的電擊。
（2）按照人體觸及帶電體的方式，電擊可分為單相電擊、兩相電擊和跨步電壓電擊三種。
1）單相電擊。指人體接觸到地面或其他接地導體，同時，人體另一部位觸及某一相帶電體所引起的電擊。根據國內外的統計資料，單相電擊事故占全部觸電事故的70%以上。因此，防止觸電事故的技術措施應將單相電擊作為重點。
2）兩相電擊。指人體的兩個部位同時觸及兩相帶電體所引起的電擊。此情況下，人體所承受的電壓為線路電壓，因其電壓相對較高，其危險性也較大。
3）跨步電壓電擊三種。指站立或行走的人體，受到出現于人體兩腳之間的電壓即跨步電壓作用所引起的電擊�？绮诫妷菏钱攷щ婓w接地，電流經接地線流入埋地土壤中的接地體，又通過接地體向周圍大地流散時，在接地體周圍土壤電阻上產生電壓梯度形成的。
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電傷是電流的熱效應，化學效應、機械效應等對人體所造成的傷害。傷害多見于肌體的外部，往往在肌體表面留下傷痕。能夠形成電傷的電流通常比較大。電傷的危險程度取決于受傷面積、受傷深度、受傷部位等。
電傷包括電燒傷、電烙印、皮膚金屬化、機械損傷、電光性眼炎等多種傷害。
1.電燒傷。是最為常見的電傷。大部分觸電事故都含有電燒傷成分。電燒傷可分為電流灼傷和電弧燒傷。
�。�1）電流灼傷。是指人體與帶電體接觸，電流通過人體時，因電能轉換成的熱能引起的傷害。電流灼傷一般發生在低壓電氣設備上，數百毫安的電流即可造成灼傷，數安的電流則會形成嚴重的灼傷。
�。�2）電弧燒傷。是指由弧光放電造成的燒傷，是最嚴重的電傷。電弧發生在帶電體與人體之間，有電流通過人體的燒傷成為直接電弧燒傷；電弧發生在人體附件對人體形成的燒傷以及被熔化金屬濺落的燙傷稱為間接電弧燒傷。
�。�2）電烙印。指電流通過人體后，在皮膚表面接觸部位留下與接觸帶電體形成相似的斑痕，如同烙印。斑痕處皮膚呈現硬變，表層壞死，失去知覺。
�。�3）皮膚金屬化。是有高溫電弧使周圍金屬熔化、蒸發并飛濺滲透到皮膚表層內部所造成的。受傷部位呈現粗糙、張緊，可致局部壞死。
�。�4）機械損傷。多數是由于電流作用于人體，使肌肉產生非自主的劇烈收縮所造成的。其損傷包括肌腱、皮膚、血管、神經組織斷裂以及關節脫位乃至骨折等。
�。�5）電光性眼炎。其表現為角膜和結膜發炎�；」夥烹姇r的紅外線、可見光、紫外線都會損傷眼睛。在短暫照射的情況下，引起電光眼的主要原因是紫外線。
二、電氣火災和爆炸
電氣火災爆炸是由電氣引燃源引起的火災和爆炸。
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電氣裝置在運行中產生的危險溫度、電火花和電弧是電氣引燃源主要形式。
1.危險溫度
形成危險溫度的典型情況如下：
�。�1）短路。指不同的電位的導電部分之間包括導電部分對地之間的低阻性短接。
�。�2）過載。電氣線路或設備長時間過載也會導致溫度異常上升，形成引燃源。
（3）漏電。電氣設備或線路發生漏電時，因其電流一般較小，不能促使線路上的熔斷器的熔絲動作。一般當漏電電流沿線路比較均勻地分布，發熱量分散時，火災危險性不大，當漏電電流集中在某一點時，可能引起比較嚴重的局部發熱，引燃成災。
�。�4）接觸不良。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是系統中的薄弱環節，是產生危險溫度的主要部位之一。
1.危險溫度
�。�5）鐵心過熱。對于電動機、變壓器接觸器等帶有鐵心的電氣設備，如果鐵心短路（片間絕緣破壞）或線圈電壓過高，由于渦流損耗和磁滯損耗增加，使鐵損增大，將造成鐵心過熱并產生危險溫度。
�。�6）散熱不良。電氣設備在運行時必須確保具有一定的散熱或通風措施。如果這些措施失效，如通風道堵塞、風扇損壞、散熱油管堵塞、安裝位置不當、環境溫度過高或距離外界熱源太近等，均可能導致電氣設備和線路過熱。
�。�7）機械故障。由交流異步電動機拖動的設備，如果轉動部分被卡死或軸承損壞，造成堵轉或負載轉矩過大，
�。�8）電壓異常。相對于額定值，電壓過高或過低均屬電壓異常。電壓過高時，除使鐵心發熱增加外，對于恒阻抗設備，還會使電流增大而發熱。電壓過低時，除可能造成電動機堵轉、電磁鐵銜鐵吸合不上，使線圈電流大大增加而發熱外，對于恒功率設備，還會使電流增大而發熱。
�。�9）電熱器具和照明器具。其正常情況下的工作溫度就可能形成危險溫度，如電爐電阻絲工作溫度為800℃，電熨斗為500-600℃，白熾燈燈絲為2000-3000℃，100瓦白熾燈泡表面溫度為170-220℃。
（10）電磁輻射能量。在連續發射或脈沖發射的射頻（9kHz~60GHz）源的作用下，可燃物吸收輻射能量可能形成危險溫度。
2.電火花和電弧
電火花是電極間的電擊穿放電，電弧是大量電火花匯集而成的。在切斷感性電路時，斷路器觸電分開瞬間，在觸點之間的高電壓形成的電場作用及觸點上的高溫引起熱電子發射，使斷開的觸點之間形成密度很大的電子流和離子流，形成電弧和電火花。電弧形成后的弧柱溫度可高達6000-7000℃，甚至超過10000℃以上，不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構成危險的火源。
電火花和電弧分為工作電火
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