糧油加工設備安全設計的基本要求及實施步驟
發布時間：2014-02-25 共1頁
隨著人們對糧油加工產品質量安全的要求越來越高，對糧油加工設備的安全性提出了更新更高的要求，機械安全和衛生要求也成為關注的焦點。人們在選購設備時，除滿足以往的技術性能和技術經濟指標外，更加注重安全、衛生和結構等質量保證要求，這也是糧油加工設備與國際接軌的重要組成部分。糧油加工設備的質量，在很程度上由設計階段工作決定。因此，研究糧油加工設備安全設計的基本要求及實施步驟，對提高其產品質量和市場競爭力具有重要意義。
一、確定設計類型
現代糧油加工設備的設計類型主要有4個方面：
（1）開發性設計：在設計原理、設計方案全都未知的情況下，根據產品總功能和約束條件，進行全新的創造。這種設計是在國內外尚無類似產品可借鑒的情況下進行創新的，如專利產品、發明性產品，都屬于開發性設計。
（2）適應性設計：在總體技術方案和原理不變的條件下，根據生產技術的發展和使用單位的要求，對產品結構和性能進行更新改造，使它適應某種新的附加要求。如許多糧油加工設備改變生產能力的設計、改變生產條件的設計、改變局部結構的設計等。
（3）變參數設計：在功能、原理、方案不變的情況下，只是對結構設置和尺寸加以改變，使之滿足糧油加工的工藝要求。如改變設備的傳動速比、改變設備的使用功率、改變設備的中心距等。
（4）模仿設計：包括測繪和仿制。測繪是將設備實物繪制成圖紙文件，不改變結構性能，只進行統一標準和工藝性改動。仿制是按照國外或外單位圖紙進行生產，一般只作工藝性變更，以符合制造工廠的生產特點與技術裝備要求。
二、明確設計目標
糧油加工設備的設計目標，是對設計對象的總體性要求，其內容主要包括：
（1）工效實用性：一般用系統總體技術指標的形式提出，如生產能力、實際產量、加工質量等。
（2）系統可靠性：指系統在預定時間內和給定的工作條件下，能夠可靠地工作，保證無故障工作時間。
（3）運行穩定性：系統的輸入量變化或受干擾時，輸出量不發生超過限度的變化，從而過渡到新的穩定狀態。
（4）人機安全性：采取有效措施，保證人身的絕對安全和健康，使機器故障和衛生問題造成的損失減少到最低程度。
（5）環境無害性：機器的噪聲以及油液等對環境的污染減少到無害化的程度。
（6）結構工藝性：系統的結構設計應滿足便于制造、加工、裝配、運輸、安裝、維修等工藝要求，特別是自動化的要求。
（7）技術經濟性：一是評價一次投資變為系統或設備時，不同設計方案的經濟性比較；二是評價保持系統或設備正常運行時，資源運用的合理性，如運行費用的經濟性的比較。
（8）設計規范性：設計成果遵從國家的政策和法規，符合國家的技術規范和法令，貫徹“系列化、通用化和標準化”等要求。
三、分析機械危險及安全設計的基本要求
（1）分析機械危險。糧油加工設備的安全設計中，由機械產生的危險包括機械危險和非機械危險兩類，可以根據它們的性質及產生的后果來加以認識和區別。其中機械危險和基本形式主要包括擠壓、剪切、切割、纏繞、卷入、沖擊、刺傷、摩擦或磨損、高壓射流等危險；非機械危險的基本形式主要包括電氣、溫度、噪聲、振動、輻射、加工物料、忽略人類工效學等危險。
（2）安全設計基本要求。安全設計應具有足夠的搞破壞能力、良好的可靠性和對環境的適應性，不得產生超過標準規定的有害物質，具備可靠有效的安全防護，履行安全的人類工效學要求，保證設備維修、保養和操作的安全性。
四、機械安全措施設計
糧油加工設備的機械安全措施設計主要包括4類：
（1）直接安全措施設計。一是機械危險的措施設計，主要內容是對擠壓、剪切、切割、纏繞、卷入、沖擊、刺傷、摩擦或磨損、高壓射流等危險進行消除或減少的措施設計；二是非機械危險的措施設計，主要設計內容是對電氣、溫度、噪聲、振動、輻射、加工物料、忽略人類工效學等危險進行消除或減小的措施設計。
（2）間接安全措施設計。通過直接安全措施設計不能適當避免或充分限制的危險，應采用間接安全措施設計加以防護。主要設計內容包括防護裝置和安全裝置的選用、安全防護裝置的設計與制造等。
（3）指示性安全措施設計。通過直接設計、安全防護均無法消除和減小的遺留風險，應采用指示性安全措施設計。明確機器的預定用途、保證安全和正確使用所需的各種說明，也對不執行指示性安全要求所潛在的風險提出警告。
（4）附加預防措施設計。附加預防措施的設計，主要包括與緊急狀態有關的措施和為改善機器安全而采用的一些輔助性預防手段。如機器運行中的急停、人的危險躲避、救援保護以及發現和糾正故障的診斷等。
五、機械衛生措施設計
（1）制造材料的選用。產品接觸表面材料應對加工產品、清洗和消毒工序等具有抗腐蝕性，無毒、無吸收性，抗加工溫度和熱處理，對加工產品無污染或其他不良影響。其中產品接觸表面使用的金屬材料，應采用與使用要求相適應的不銹鋼種類，或符合預期使用要求的其他金屬材料；產品接觸表面使用非金屬材料，應符合相應的衛生要求，使用黏合劑的接合處應具有表面適應性、連續性和機械可靠性。非產品接觸表面的材料，應選擇抗腐蝕材料或作防腐處理，選擇非吸收性材料，對產品無污染或無其他有害影響。
（2）產品接觸表面的設計和制造。表面構造應避免凹坑、折痕、斷裂、裂縫等方面的缺陷；應可清洗、拆卸和檢查，適應在線清洗方式；能達到消毒、滅菌的技術條件；能防止微生物從外部環境進入產品接觸表面或通過污染物進入；除正常濕度外，預期用于排放的機械表面應設計為可排干的構造；設計構造中應避免出現死區；采用連續焊接或黏接結構時，接合縫表面應平整、衛生；涂層應避免表面腐蝕、凹痕、剝落、散裂、爆皮和變態；盡量避免使用緊固件，必要時應可清洗，避免螺桿頭或螺孔暴露。
（3）非產品接觸表面的設計和制造。絕緣材料應合理安裝和適當密封，以防止污染物、水分進入；支撐件應無水分或污物存留，滿足清洗和檢查必須的空間，對安裝面做密封設計；防止有害機械油與加工產品接觸，否則應與加工產品的特性一致。
（4）指示性衛生措施。提供使糧油加工設備保持衛生的完整性資料，指示性衛生要求應在機器的用途中給予描述，能夠識別衛生關鍵零部件或關鍵控制點的監測要求和控制要求，詳細敘述日常清洗、消毒和檢查等典型步驟和技術要求，需要拆卸的部位應提供專門的操作說明。
六、機械結構措施設計
（1）外形結構設計。在不影響正常使用的前提下，凡人體易接近的機械外形結構應平整、光滑，不應有易引起人體操作的銳角、尖角、突出物、粗糙表面，尤其應注意金屬薄片的棱邊必須倒鈍、折邊或修邊，對開口和管端應進行包覆處理。
（2）加工區結構設計。加工區是指人體進入或操作機器的區域。凡加工區易發生傷害事故的設備，均應采取有效的安全防護措施。這些安全防護措施可以避免操作人員所面臨的多種危險，防止其身體的任一部位進入危險區或進入時設備能停止運行。這些防護措施包括防護裝置、聯鎖裝置、緊急停車裝置、警告或警報裝置等。
（3）運動部件結構設計。凡易造成傷害事故的運動部件均應封閉或屏蔽，設置避免人員接觸的防護措施；為避免擠壓傷害，直線運動部件之間或直線運動部件與靜止部件之間的距離，必須符合安全距離的規定；對可能因超負荷發生損害的部件，應設置超負荷保險裝置；高速旋轉的運動部件，應進行必要的靜平衡或動平衡試驗；有慣性沖撞的運動部件，必須采取可靠的緩沖措施。
（4）工作位置結構設計。設備的工作位置應安全可靠，并有保證操作人員合乎心理和生理要求的活動空間；應考慮采用便于調節的工作座椅，以增加操作人員的舒適性并便于操作；應保證操作人員的安全，操作平臺和人員通道必須防滑，必要時設置護欄。
（5）結構性限制的設計。主要包括：限制運動件的質量和速度，以減小因其動能和慣性作用可能導致的危險；限制往復運動的運動距離和加速度，以免產生撞擊危險和沖擊危險；限制彈性元件的位能，以使其不產生相應的機械危險；限制機械的噪聲、振動和表面溫度，以免由此產生直接危險和間接危險。
七、安全設計質量評價
（1）評價特征。一是市場驅動性：以用戶需求作為設計的出發點和歸宿點，最限度地滿足市場需求的設計質量。二是主動預防性：采取主動預防的手段進行設計，通過評價機制保證產品質量。三是設計并行性：在設計設備的同時，應并行考慮設備制造、使用等后續環節的制約影響。四是技術綜合性：綜合運用跨學科、多領域的技術知識，支持設計過程的整體運作。五是系統規范性：運用標準化、系列化、通用化原則，提高設計質量。
（2）評價原則。一是綜合性原則：評價內容必須全面、系統地反映出安全設計活動的綜合質量水平，以及設備內在質量與外在質量的綜合結果。二是簡明科學性原則：評價內容的多少應適宜，不可過細和過粗，應客觀反映設備安全設計的總體水平，評價內容的設置應有科學性。三是靈活可操作性原則：對不同類型設備的評價內容應靈活運用、合理取舍，能正確反映出不同性質的糧油加工設備具有不同的評價特征。
（3）評價方法：糧油加工設備安全設計的評價方法有加權評分法、層次分析法、區間分析法、比較分析法等，研究認為加權評分法具有簡單易行、操作方便、評價精度較高等特點，適合于不同文化程度的人群采用，便于推廣。糧油加工設備安全設計的主要評價內容包括設計目標、機械產生危險的程度、機械安全設計措施、機械衛生設計措施、機械結構設計措施等；評價者可根據設計條件、設計深度、設計手段和設計方法等，對評價指標是采取加評價力度還是減小評價力度作出選擇。
