机械伤害大多是比较严重的。没有安全装置或防护不良的机械，即使在长期操作过程中未发生过任何意外事故，也不能证明其可动零、部件就不危险。如果只依靠操作人员所受过训练、经验、技能和小心操作来代替安全装置是最危险的。因为人的特性难以推测，而且也不会固定不变。即使是最可靠、谨慎的操作，有时也会出错。尤其是从事他所熟悉的工作时，往往会由于麻痹大意而出错。安全措施对谨慎的操作者固然重要，对粗心大意的人更为重要。安全装置就是机械设备上使用的一种本质安全化附件，其作用是杜绝在机械正常工作期间发生人身事故。

机械设备的本质安全化，首先要抓好安全装置的设计与制造，提高其可靠性和质量，扩大品种和规格，形成标准化、系列化产品，使各种安全装置能适用于不同的机械设备。认真研究、设计和制造安全装置是当前开发新的机电产品时一个不可忽视的重要问题。

一、安全装置的作用

设计良好的安全装置，不论出现何种情况，都可确保操作人员的安全，可以使操作人员有安全感，减少紧张情绪。安全装置应能在确保安全的前提下，尽可能减少对操作者的约束，方便操作，不影响产量。因此，安装完善的安全装置对保证人身安全，确保企业的经济效益是十分重要的。有了安全装置，使用或维修不当也会造成事故。有些安全装置在安装时要求有一定的安全距离，如果不能保证安全距离，仍然有可能发生事故。使用安全装置还需要和其它安全措施相配合。

在危险性大的机械加工区和设备的危险部位必须设置安全装置。这是实现机械设备本质安全化的重要措施。安全装置的首要目的是保护人的安全。其次是防止机械发生毁灭性损坏。当设备出现故障时，能自动停机，以便操作人员及时排除故障，使设计恢复正常运行。

以法规的形式规定设备出厂时必须配备安全装置有以下优点：

（1）由制造厂设计和配备安全装置，更能符合机器设计的整体要求，便于标准化、系列化，安全可靠性高。

（2）由制造厂设计和配备安全装置比用户自己改造成本低，经济耐用，避免造成人力、物力和财力上的浪费。

（3）可以提高机械的强度、整体性和外观质量。

（4）避免了因尺寸限制，有些旧设备无法安装安全装置的弊病。为了在旧设备上补加安全装置，必须另加基础，从而增大占地面积，影响操作。

目前使用的设备中，由于机械设备的设计缺陷、防护不当或没有防护而造成的各类伤亡事故是比较严重的。其主要原因是没有从设计上采用安全装置，生产了许多带有隐患的机械设备。美国职业安全杂志1900年第9期提到：美国目前使用的机器中还有20~50%的操作点没有防护或防护不良。14%的传动装置是危险的。日本劳动防灾协会调查，因防护缺陷（没有防护、防护不良）而造成的各类伤害事故占机械伤害事故的71.59%。我国机械伤害事故统计中，虽然事故原因分析不够详细，但多数事故是由于防护不当造成的。由此可见，安全装置在预防事故中具有十分重要的作用。由于有些机械目前还没有制定国家标准和安全要求，有的是在标准发布前制造出厂时，这些设备本身存在事故隐患，必须由使用单位进行改造，配备必须而又切实可行的安全装置，并根据科学技术的进步，尽量采用技术先进、经济合理、安全可靠的安全装置。

二、采用国家标准

我国已公布了一系列有关机械设备安全装置的国家标准，在设计安全装置时，应执行有关标准。随着国家标准的陆续发布，我国机械设备安全装置必将提高到一个新水平，大大提高机械设备的本质安全化程度，从而降低机械伤害的事故率。目前尚无国家标准的机械设备，在设计安全装置时，应参考已有的国家标准或执行专业标准。

三、充分考虑人的因素

由于事故原因与人有关，因此安全装置的设计应充分考虑人的因素。安全装置应符合人类工效学的原则，确保操作人员在使用中舒适、安全、省力。设计时，应考虑使用安全装置的人的可靠性。从安全人机工程的观点出发，发生事故的原因是人机之间发生了不希望有的接触。在设计时应考虑到使用安全装置的方法，防止人接近危险点时发生伤害；能有效地防止操作人员无意中进入危险区后；安全装置能作出使机械不会产生危险动作或作出立即停机的反应；以及防止由于误用安全装置或误操作而可能引起伤害等技术措施。

设计时要考虑到人体测量学，即人体各部分的尺寸，人的感觉、信息处理能力，人在使用安全装置时的心理状态和行为。还需要考虑到为什么有人没有使用安全装置；为什么没有对安全装置进行调整和维护；为什么对安全装置使用不正确。如何防止人在使用安全装置时出现错误是设计人员应考虑的重要问题。

在设计机械设备时，必须考虑人在操纵机械时的能力和局限性，在工业生产中常使用的各种加工机械，都要由人操作。有些机械在开动后可以自动操作，由工人进行维护和监督。人工操作时，要求机械有一定的速度、功率、重复性和加工精度。为了完成所加工的产品，人们在操纵机械时需要用力。当人操纵机械时，人机之间会产生某些接触和交换。如直接发生意外接触时，就会发生伤亡事故。使用安全装置和实行安全操作法的目的就是避免人机之间发生任何形式的意外接触。

另一种机械伤害是反复的损伤疾病。这些损伤是对手、腕、肩的肌腱和神经的伤害，如腱滑膜炎综合症、扭伤、挫伤等。这些伤害不是瞬时或突然产生的。所造成的伤害也不象外伤性机械伤害那样严重。这种反复的操作是操作人员在反复完成同一正常任务时逐渐引起的，有些情况如肌肉骨骼伤害与使用双手掌状按钮安全装置有关。当在需要急剧弯曲腕部或反复用力的岗位上操纵双手按钮时，工人腕部患肌腱炎或神经的永久性麻木或引起机能障碍的人数不断增加。这种情况在设计安全装置时应引起注意。避免操纵时需要弯曲腕部或用力过猛。

四、安全装置的防护重点

根据机械设备存在的危险和有害因素，机械加工设备的加工区和机械的传动机构的危险性最大。这两个部位是安全装置防护的重点。

1．危险的加工区

常见的危险加工区例子有：

（1）轧辊卷进。

（2）往返运动的剪切作用。

（3）圆锯的切割作用。

（4）塑料碎料机旋转切刀。

（5）往复运动的压力机。

2．传动机构

（1）明齿轮；

（2）链轮；

（3）三角皮带轮。

3．人的危险动作

当人在机械附近操作时，还可能作出各种危险动作。这些动作有时是由于工作需要而进入危险区，如进行维修、排除故障。有时是无意识的。危险动作大致有5种。

设计安全装置的目的是防止人接触危险区。如果工人为完成任务而需要用手直接将工件放到机械加工点或压力机的模具中，这将包括一系列正常进行并经常接近危险点的动作。设计安全装置时，就需要针对这些危险动作选择一种高度可靠的安全装置，如当人手进入危险区时，机械不会起动；或者用手持工具代替手进入危险区等。在使用可靠”时，还应考虑到当人操纵设备时，能影响安全装置正确就位以及所有能起作用的因素。如果能设计一种不需要人手进入加工区的操作方法，还要考虑到人可能进入危险区的各种有意无意的动作。工人操作机械的任务有以下四种：

（1）正常操作任务。正常操作任务是向机械提供输入。如用手起动机械、加工工件、视觉监视质量、停机等。只要设备运转正常，并按安全规程操作，一般不会产生危险动作。

（2）清理和清扫。在操作机械加工设备时，切屑积累或工件、材料在机械中卡住，或机械出现故障，需要进行清理、排除故障；纠正、调整机械运行中出现的小的障碍；这时容易产生危险动作。有时工人为了追求产量，可能会在机械运转时冒险进行清理或加油。

（3）维修任务。维修属于非正常操作，往往会出现一些正常操作时不存在的安全问题，在维修时需要考虑采用特殊的安全装置和安全措施。维修不同于正常操作，它包括检查、加润滑油、修理、安装、装配、更换零件、寻找机械操纵器失灵的原因等。有时还需要在机械运转情况下仔细观察机械一系列的动作。维修工人所遇到的危险可能比正常操作工人还大。维修时，人体要进入机械内部，人体对机械的可达性和姿势的稳定与人体尺寸有关。在维修时评价安全的标准和正常操作是不同的。维修时容易产生危险动作的原因与为了抢修缩短停工时间、疏忽大意、精神紧张、过度疲劳以及为了进行修理而必须进入机械内部窄小的空间等因素有关。

（4）其他人员在现场。非操作人员也可能遇到危险。在机械周围或附近的车间领导、工段长、班组长、安全工作人员、辅助工都可能由于工件、零件松动而意外甩出而受伤，或由于自动机械或工业机器人的意外启动而受伤。

安全装置的防护重点是危险部位和危险动作。设计时应优先考虑。

五、安全装置的设计要求

1．安全可靠和实用。

有许多情况，尽管配备了安全装置，却未能防止机械伤害，因为有人没有使用安全装置。有的安全装置安装后，可以满足安全标准的最低要求，预计能隔离危险，但是未必有效。有一个例子可以说明这个问题，压力机的推手装置的意图是在机械压力机滑块下降时产生一个推手动作，将人手推出危险区。但是如果推手动作过猛就可能伤人。美国从1974年已停止使用这种安全装置。

目前还没有一种能对所有工人在所有情况下都能预防机械危险的、简单、通用而满意的安全装置。安全装置必须适用于不同性别、人体尺寸、体力强度和年龄的工人。还必须能在老式的、返修的、不经常使用的以及用现代化技术控制的、新式的机械上都能使用。在设计时应避免出现从工程观点看能满足要求，但容易被工人误用的情况。

工业研制的机械系统越来越复杂、越来越先进，对安全装置的要求也越来越高。尽管现代化技术使更多的机械在程序控制、微电子技术控制下自动操作，有些任务如安装、调试、检修都需要这方面的熟练人员。为完成任务，人们需要接近危险区，这时意外启动会造成伤害，需要采用安全装置防止误起动。

设计时还要考虑到使用安全装置后由于重复的、长时间劳动所引起的疲劳和积累性损伤。设计安全装置时应该考虑省力的原则如使用时用力小、避免操作活动范围过大等。安装安全装置后可能会影响到工人正常的劳动方式，必须估计到使用安全装置后对完成生产任务的影响。安全装置必须安全可靠又实用。

2．安全装置设计的总体要求

在本文中已对安全防护装置提出了基本要求，现再作进一步说明。

（1）使用方便。在满足安全要求的前提下，工人使用安全装置时，应感到舒适、方便、灵活，使操作人员能按设计意图使用安全装置。如果操作安全装置时，工人感到费劲、手续繁锁、影响操作进度，工人就不愿意使用安全装置，甚至会拆掉妨碍操作或需要反复停止工作的安全装置。

（2）不能增加新的危险。应该考虑到安全装置被误用或出现意外情况。如门式防护罩在动力驱动下关闭时，是否会将人手挤伤？当手伸进模具而压力机拉手式安全装置正好卡在压力机的隆起物时，是否会将人手腕猛拉回去或拉不回去而使工人受伤？

（3）有高度的可靠性。安全装置必须绝对可靠，不仅机械部分，而且控制部分的电气线路、电子元件也必须有高度的可靠性，才能保证安全装置万无一