鍛壓機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)管理的探討

眾所周知，鍛壓機(jī)械是裝配制造業(yè)中安全風(fēng)險(xiǎn)較高的一類產(chǎn)品。那么，如何使產(chǎn)品在使用過(guò)程中規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，使在危險(xiǎn)狀態(tài)下，可能造成危害人身健康或損傷設(shè)備的概率為零，增強(qiáng)控制風(fēng)險(xiǎn)的能力，確保鍛壓機(jī)械安全乃是本文所探討的內(nèi)容。

鍛壓機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)規(guī)范、預(yù)警機(jī)制，推行從生產(chǎn)設(shè)計(jì)、工藝制造、實(shí)際使用全過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)管理。

一、安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估

這里所指安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估是指鍛壓機(jī)械的結(jié)構(gòu)、性能、零部件等在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（一般指產(chǎn)品的壽命基數(shù)），完成規(guī)定功能的概率，即為可靠性。可由下式表述。

r（t）= 1-f（t）=

式中：r（t）-- 可靠度。系統(tǒng)在t時(shí)間無(wú)故障的概率。用的時(shí)間t為隨機(jī)變量的故障分布函數(shù)r（t）來(lái)表示，或稱為累積故障密度函數(shù)。

f（t）-- 為故障密度分布函數(shù)

d（t）-- 為隨后d（t）時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的條件概率密度函數(shù)，稱為故障率或失效率、危險(xiǎn)率。

由此可見(jiàn)，對(duì)鍛壓機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，可靠度是極其重要的評(píng)估指標(biāo)。為此，我們的企業(yè)首先應(yīng)著力貫徹標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb17120《鍛壓機(jī)械 安全技術(shù)條件》規(guī)定了鍛壓機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和使用方面的強(qiáng)制性的安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)提出了機(jī)器及零、部件的設(shè)計(jì)必須符合gb5083《生產(chǎn)設(shè)備 安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)總則》和gb/t15706.1《機(jī)械安全、基本概念與設(shè)計(jì)通則 第1部分 基本術(shù)語(yǔ)、方法等》、gb/t15706.2《機(jī)械安全、基本概念與設(shè)計(jì)通則 第2部分 技術(shù)原則與規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。也就是說(shuō)，鍛壓機(jī)械產(chǎn)品在初期設(shè)計(jì)時(shí)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件的安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估必須進(jìn)行可靠性分析，以理論力學(xué)、材料力學(xué)等科學(xué)理論作為基礎(chǔ)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)剛度，零、部件的機(jī)械強(qiáng)度等安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，進(jìn)行各項(xiàng)不能完成規(guī)定功能或性能指標(biāo)、超過(guò)規(guī)定界限的狀態(tài)等可靠度特征量的計(jì)算和分析。

試舉開(kāi)式壓力機(jī)設(shè)計(jì)而言，就需要進(jìn)行機(jī)身剛度計(jì)算、曲柄軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算、曲軸剛度計(jì)算、氣動(dòng)平衡裝置的計(jì)算、齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算、齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算、離合器的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算及液壓、氣動(dòng)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算等。

綜上，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立一個(gè)依托材料和信息化平臺(tái)的產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制。使鍛壓機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防在設(shè)計(jì)初期時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。

二、安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb12706和gb5226.1《機(jī)械電氣安全 機(jī)械電氣設(shè)備 第1部分：通用技術(shù)條件》是對(duì)鍛壓機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)最基本、最全面的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)貫徹于鍛壓機(jī)械工藝制造、使用全過(guò)程中。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，首先設(shè)計(jì)鍛壓機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)可靠度評(píng)價(jià)指標(biāo)，故障分類制定原則、評(píng)定方法等，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和試驗(yàn)。

根據(jù)故障性質(zhì)和危害的嚴(yán)重程度，可將故障分為四類：ⅰ致命故障；ⅱ嚴(yán)重故障；ⅲ一般故障；ⅳ輕微故障。每一類故障規(guī)定相應(yīng)的當(dāng)量故障系數(shù)，按下式計(jì)算，其結(jié)果為劃定故障分類結(jié)論。

式中： --試驗(yàn)期內(nèi)第 臺(tái)機(jī)床發(fā)生的第 類故障數(shù)；

--試驗(yàn)期內(nèi)第 類故障的當(dāng)量系數(shù)；

--累積當(dāng)量故障數(shù)

那么，可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)可采用平均無(wú)故障工作時(shí)間，平均修復(fù)時(shí)間，固有可用度三項(xiàng)可靠度特征量指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果 由以下三個(gè)公式表示。

1、平均無(wú)故障工作時(shí)間mtbf值，按下式計(jì)算：

（1）

式中：t--累積相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；

--試驗(yàn)期內(nèi)第 臺(tái)機(jī)床發(fā)生的當(dāng)量故障數(shù)；

n --試驗(yàn)的機(jī)床臺(tái)數(shù)。

2、平均修復(fù)時(shí)間mttr值，按下式計(jì)算：

（2）

式中： --試驗(yàn)期內(nèi)第 臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障后的總修復(fù)時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；

--評(píng)定周期內(nèi)第 臺(tái)機(jī)床的累積故障數(shù)。

3、固有可用度a值，按下式計(jì)算：

（3）

在評(píng)定試驗(yàn)期內(nèi)機(jī)器未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，則按置信水平為90%的平均無(wú)故障工作時(shí)間的置信下限值mtbf評(píng)定，mtbf=0.434t

根據(jù)式（1）計(jì)算出mtbf值，達(dá)到目標(biāo)值者，評(píng)定機(jī)器可靠度為合格，未達(dá)到規(guī)定目標(biāo)值者，則為不合格。對(duì)式（3）計(jì)算出來(lái)的mtbf和a值，只進(jìn)行考察。

為在試驗(yàn)期內(nèi)未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，則按置信水平為90%的平均無(wú)故障工作時(shí)間的置信下限mtbf評(píng)定機(jī)器可靠度為合格。

試驗(yàn)中若發(fā)生關(guān)聯(lián)的致命故障應(yīng)立即中止試驗(yàn)，評(píng)定機(jī)器可靠度為不合格。

現(xiàn)仍以開(kāi)式壓力機(jī)為例，進(jìn)行可靠度評(píng)定的項(xiàng)目就有機(jī)架剛度測(cè)試；滑塊超載保護(hù)裝置的試驗(yàn)；離合器制動(dòng)器的試驗(yàn)及其他安全裝置的試驗(yàn)等。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)，依據(jù)上述公式計(jì)算結(jié)果，其產(chǎn)品的可靠度則涇渭分明、躍然紙上。

三、安全風(fēng)險(xiǎn)管理

推行產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)管理，確保產(chǎn)品安全優(yōu)質(zhì)是每一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該做到的，應(yīng)將安全風(fēng)險(xiǎn)管理包括產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)管理包括產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)納入到企業(yè)質(zhì)量保證體系中。企業(yè)主要負(fù)責(zé)人對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量安全負(fù)首要責(zé)任。企業(yè)應(yīng)該汲取具有資質(zhì)條件的第三方共同參與產(chǎn)品認(rèn)證工作。建立產(chǎn)品安全電子商務(wù)平臺(tái)，積極與客戶溝通，了解產(chǎn)品使用過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)事故信息，推行網(wǎng)上集中受理維修業(yè)務(wù)，以便于不斷總結(jié)、改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品安全優(yōu)勢(shì)、譽(yù)滿全球。