机械设备在规定的整个使用期内，不得发生由于机械设备自身缺陷所引起的、目前已为人们认识的各类危及人身安全的事故和对健康造成损害的职业病，避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳。
安全的机械设备必须满足下述条件：
（1） 足够的抗破坏能力、良好的可靠性和对环境的适应性能。
（2） 不得产生超过标准规定的有害物质。
（3） 可靠有效的安全防护。
（4） 履行安全人机学的要求。
（5） 维修的安全性。
机械设备寿命各阶段的安全应包括设计、制造、安装、调试、使用、维修、拆卸及处理；还应考虑机械的各种状态，包括正常作业状态、非正常状态和其他一切可用的状态。决定机械产品安全性的关键首先是设计阶段采用安全措施；其次是通过使用阶段采用安全措施来最大限度地减小危险。
一、机械本质安全技术
机械本质安全技术是指在机械的功能设计中采用的、不需要额外的安全防护装置而直接把安全问题解决的措施，因此，也称为直接安全技术措施，是优先考虑的措施。
利用本质安全技术进行机器预定功能的设计和制造，不需要采用其他安全防护措施，就可以在预定条件下执行机器的预定功能时满足机器自身安全的要求。
1. 合理的结构形式
结构合理可以从设备本身消除危险和有害因素，避免由于设计的缺陷而导致发生任何可预见的与机械设备的结构设计不合理有关的危险事件。为此，机械的结构、零部件或软件的设计应该与机械执行的预定功能相匹配。
（1） 在不影响预定使用功能的前提下，避免锐边、利角、粗糙和悬凸部分。
（2） 不得让配合部件的不合理设计造成机械正常运行时的障碍、卡塞、松脱或连接失效。
（3） 不得让软件的设计瑕疵引起数据丢失或死机。
（4） 满足安全距离的原则，利用安全距离防止人体触及危险部位和进入危险区，是减小或消除机械事故的常用方法。在规定安全距离时，必须考虑使用机器时可能出现的各种状态、有关人体的测量数据、技术和应用等因素。
机械安全距离包括以下两类距离要求：
一是防止触及危险部位的最小安全距离。它是指作为机械组成部分的有形障碍物与危险区的最小距离，用来限制人体或人体的某部位的运动范围，限制其不可能触碰到机械的危险部位，从而避免危险。
二是避免受挤压或剪切的安全距离。当两移动件相向运动或移动件向着固定件运动时，人体或人体的某部位在其中可能受到挤压或剪切，这时可以通过增大运动件间的最小距离，使人的身体可以安全地进入或通过，也可以减小运动件间的最小距离，使人的身体部位伸不进去，从而避免危险。
2. 限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
组成机械的所有零件，通过优化结构设计达到防止由于应力过大破坏或失效、过度变形，或失稳坍塌引起故障或引发事故。
1）专业符合性要求
机械设计与制造应满足专业标准或规范要求，包括选择机械的材料性能数据、设计规程、计算方法和试验规则等。
2）足够的抗破坏能力
各组成受力零部件应保证足够的安全系数，使机械应力不超过许用值，在额定最大载荷或工作循环次数下，应满足强度、刚度、抗疲劳性和构件稳定性要求。
3）可靠的连接紧固方法
诸如螺栓连接、焊接、铆接、销键连接或粘接等连接方式，设计时应特别注意提高结合部位的可靠性。可通过采用正确的计算、结构设计和紧固方法来限制应力，防止运转状态下连接松动、破坏而使紧固失效，保证结合部的连接强度及配合精度和密封要求。
4）防止超载应力
通过在传动链预先采用“薄弱环节”预防超载，如采用易熔塞、限压阀、断路器等限制超载应力，保障主要受力件避免破坏。
5）良好的平衡和稳定性
通过材料的均匀性和回转精度，防止在高速旋转时引起振动或回转件的应力加大；在正常作业条件下，机械的整体应具有抗倾覆或防风、抗滑的稳定性。
6）避免交变应力
避免在可变应力（主要是周期应力）下使零件产生疲劳。例如，钢丝绳滑轮组的钢丝绳在缠绕时，尽量避免其反向弯折导致的疲劳破坏。
3. 采用本质安全工艺过程和动力源
本质安全工艺过程和动力源是指这种工艺过程和动力源自身是安全的。
1）爆炸环境中的动力源安全
对在爆炸环境中使用的机械，应采用全气动或全液压控制操纵机构，或采用“本质安全”电气装置，避免一般电气装置容易出现火花而导致的爆炸危险。防爆电气设备的类型有本质安全型、隔爆型、增安型、充油型、充砂型、正压型、无火花型、特殊型等。
2）采用安全的电源
电气部分应符合有关电气安全标准的要求。例如，限制最大额定电压或失效情况下的最大电流、与具有较高电压的电路分开或隔离、采用保护电路或漏电保护装置、加强带电体的绝缘、手动控制或密闭容器采用特低安全电压等，预防电击、短路、过载和静电的危险。
3）防止与能量形式有关的潜在危险
采用气动、液压、热能等装置的机械，应避免与这些能量形式有关的各种潜在危险，按以下要求设计：
（1）借助限压装置防止管路或元件超压，不因压力损失、压力降低或真空度降低而导致危险。
（2）所有元件（尤其是管子和软管）及其连接密封和有效的防护，不因泄漏或元件失效而导致流体喷射。
（3）气体接吸器、储气罐或承压容器及元件，在动力源断开时应能自动卸压，提供隔离措施或局部卸压及压力指示措施，保持压力的元件提供识别排空的装置和注意事项的警告牌，以防剩余压力造成危险。
4. 控制系统的安全设计
机械在使用过程中，典型的危险工况有：意外启动、速度变化失控、运动不能停止、运动机械零件或工件掉下飞出、安全装置的功能受阻等。机械控制系统的设计应与所有电子设备的电磁兼容性相关标准一致，防止潜在的危险工况发生，例如，不合理的设计或控制系统逻辑的恶化、控制系统的元件由于缺陷而失效、动力源的突变或失效等原因导致意外启动或制动、速度或运动方向失控等。控制系统的安全设计应符合下列原则。
1）统一机构的启动、制动及变速方式
机械启动或加速运动采用施加或增大电压或流体压力，或采用二进制逻辑元件由0状态到1状态等方式去实现；制动或减速运动则采用相反的状态去实现。
2）提供多种操作模式
不仅考虑执行预定功能的正常操作需要的控制模式，还要考虑非正常作业（例如，必须移开、拆除防护装置，或抑制安全装置的功能才能进行的设定、示教、过程转换、查找故障、清理或维修等操作）需要提供的检修调整的操作模式。通过设置模式选择器来转换并锁定对应的单一操作控制模式，确保检修调整操作不出危险。
3）手动控制原则
无论是正常操作还是其他操作，当采用手动控制模式时，控制器应配置于危险区外、操作者伸手安全可达的位置，并应使操作者可以看见被控制部分，以便在发现险情时及时停机，设计和配置应符合安全人机工程学原则。
4）重新启动原则
动力中断后重新接通时，如果机械设备自动启动将会产生危险，则应采取措施使动力重新接通时机械不会自行启动，只有再次操作启动装置后，机械才能运行。这样可以防止在断电后又通电，或在停机后人员没有充分准备的情况下，由于机器的自发启动而产生危险。
5）定向失效模式
部件或系统的主要失效模式是预先已知的，而且只要失效总是这些部件或系统，那么可以事先针对其失效模式采取相应的预防措施。
6）关键件的加倍或冗余
控制系统的关键零部件，可以通过备份的方法减小机械故障率，即当一个零部件失效时，用备用件接替以实现预定功能。当与自动监控相结合时，自动监控应采用不同的设计工艺，以避免共因失效。对于设备关键部位的操纵器，一般应设电器和机械联锁装置。
7）可重新编程控制系统中的安全功能
在关键的安全控制系统中，应注意采取可靠措施防止储存程序被有意或无意改变。可能的话，应采用故障检验系统来检查由于改变程序而引起的差错。
8）自动监控
自动监控的功能是保证当部件或元件执行其功能的能力减弱或加工条件变化而产生危险时，以下安全措施开始起作用：停止危险过程，防止故障停机后自行再启动，触发报警器。
9）控制系统的可靠性
控制系统的可靠性是安全功能完备性的基础，在规定的使用期限内，控制系统的零部件应能承受在预定使用条件下各种应力和干扰作用（如静电、磁场和电场，绝缘失效，零部件功能的临时或永久失效等），不因失效使机械产生危险的误动作。
10）特定操作的控制
对于必须移开或拆除防护装置，或使安全装置的功能受到抑制才能进行的操作（如设定、示教、过程转换、查找故障、清理或维修等），为保证操作者的安全，必须使自动控制模式无效，采用操作者伸手可达的手动控制模式（如止−动、点动或双手操纵装置），或在加强安全条件下（低速、减小动力或其他适当措施）才允许危险零件运转并尽可能限制接近危险区。
5. 材料和物质的安全性
生产过程的各个环节所涉及的各类材料（包括制造机器的材料、燃料、加工材料、中间或最终产品、添加物、润滑剂、清洗剂，以及与工作介质或环境介质反应的生成物及废弃物等），只要在人员合理暴露的场所，其毒害物成分、浓度应低于安全卫生标准的规定，不得危及人员的安全或健康，不得对环境造成污染。此外，还必须满足下列要求：
（1） 材料的力学性能和承载能力。如抗拉强度、抗剪强度、冲击韧性、屈服强度等，应能满足承受预定功能的载荷（诸如冲击、振动、交变载荷等）作用的要求。
（2） 对环境的适应性。材料应具有良好的对环境的适应性，在预定的环境条件下工作时，应考虑温度、湿度、日晒、风化、腐蚀等环境影响，材料物质应有抗腐蚀、耐老化、抗磨损的能力，不至于因物理性、化学性、生物性的影响而失效。
（3） 材料的均匀性。保证材料的均匀性，防止由于工艺设计不合理，使材料的金相组织不均匀而产生残余应力，或由于内部缺陷（如夹渣、气孔、异物、裂纹等）给安全埋下隐患。
（4） 避免材料的毒性和火灾爆炸的危险。在设计和制造选材时，优先采用无毒和低毒的材料或物质；防止机械自身或在使用过程中产生的气、液、粉尘、蒸气或其他物质造成的火灾和爆炸风险；在液压装置和润滑系统中，要使用阻燃液体（特别是高温环境中的机械）和无毒介质（特别是食品加工机械）。
（5） 对可燃、易爆的液体、气体材料，应设计使其在填充、使用、回收或排放时减小风险或无危险。对不可避免的毒害物（如粉尘、有毒物、辐射物、放射物、腐蚀物等），应在设计时考虑采取密闭、排放（或吸收）、隔离、净化等措施。
6. 机械的可靠性设计
机械各组成部分的可靠性都直接与安全有关，机械零件与构件的失效最终必将导致机械设备的故障。关键机件的失效会造成设备事故和人身伤亡事故，甚至大范围的灾难性后果。提高机械的可靠性可以降低危险故障率，减少查找故障和检修的次数，不因失效使机械产生危险的误动作，从而减小操作者面临危险的概率。
1）机械的可靠性概念
机械的可靠性是指机械系统或机械产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。规定的条件包括产品所处的环境条件（温度、湿度、压力、振动、冲击、尘埃、日晒等）、使用条件（载荷大小和性质、操作者的技术水平等）、维修条件（维修方法、手段、设备和技术水平等）；规定的时间是广义的概念，既可以是时间，也可以用距离或循环次数等参数表示；规定的功能是指机械设备的性能指标，是该机械若干功能的总和。
机械的可靠性一般可分为结构可靠性和机构可靠性。结构可靠性主要考虑机械结构的强度以及由于载荷的影响使之疲劳、磨损、断裂等引起的失效；机构可靠性考虑的不是强度问题引起的失效，而是机构在动作过程中由于运动学问题而引起的故障。
2）机械可靠性指标
常用的机械产品可靠性指标包括产品的无故障性、耐久性、维修性、可用性和经济性等几个方面。通常用可靠度、故障率、平均寿命（或平均无故障工作时间）、维修度等指标。可靠性设计涉及两个方面：一个是机械设备要尽量少出故障；另一个是出了故障要容易修复，即设备的可靠性和维修性，这是在设计时赋予产品的。
3）可靠性设计方法
可靠性设计方法包括预防故障设计、结构安全设计、简单化和标准化设计、储备设计（冗余设计）、耐环境设计、人机工程设计、概率设计等方法。
7. 机械化和自动化技术
在生产过程中，用机械设备来补充、扩大、减轻或代替人的劳动，该过程称为机械化过程。自动化则更进了一步，即机械具有自动处理数据的功能。机械化和自动化技术可以使人的操作岗位远离危险或有害现场，从而减少工伤事故，防止职业病；同时也对操作人员提出了较全面的素质要求。
1）操作自动化
在比较危险的岗位或被迫以机械特定的节奏连续参与的生产过程，使用机器人或机械手代替人的操作，使得工作条件不断改善。
2）装卸搬运机械化
装卸机械化可通过工件的送进滑道、手动回转工作台等措施实现；搬运的自动化可通过采用工业机器人、机械手、自动送料装置等实现。这样可以限制由搬运操作产生的风险，减少重物坠落、磕碰、撞击等接触伤害。装卸应注意防止由于装置与机器零件或被加工物料之间阻挡产生的危险，以及检修故障时产生的危险。
二、履行安全人机工程学原则
工作系统是指为了完成工作任务，在所设定的条件下，由工作环境（人周围的物理的、化学的、生物的、社会的和文化的因素）、工作空间、工作过程中共同起作用的人和机械设备（工具、机器、运载工具、器件、设施、装置等）组合而成的系统。安全人机工程学是从工作系统设计的安全角度出发，运用系统工程的理论方法，研究人−机系统各要素之间的相互作用、影响以及它们之间的协调方式，通过设计使系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。
1. 违反安全人机工程学原则可能产生的危险
在人−机系统中，人是最活跃的因素，始终起着主导作用，但同时也是最难把握、最容易受到伤害的。据资料统计，生产中有58%～70%的事故与忽视人的因素有关。人的特性参数包括人体特性参数（静态参数、动态参数、生理学参数和生物力学参数等）、人的心理因素（感觉、知觉和观察力、注意力、记忆和思维能力、操作能力等）及其他因素（性格、气质、需要与动机、情绪与情感、意志、合作精神等）。在机械设计时，应充分考虑人的因素，从而避免由于违反安全人机工程学原则导致的安全事故。忽略安全人机工程学原则的机械设计可能产生的危险是多方面的。
1）生理影响产生的危险
如不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。
2）心理−生理影响产生的危险
在对机器进行操作或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张，或节奏过缓造成的操作意识水平下降等原因而导致的危险。
3）人的各种差错产生的危险
受到不利环境因素的干扰、人−机界面设计不合理、多人配合操作协调不当，使人产生各种错觉引起误操作所造成的危险。
2. 人−机系统模型
在人−机系统中，显示装置将机器运行状态的信息传递给人的感觉器官，经过人的大脑对输入信息的综合分析、判断，做出决策，再通过人的运动器官反作用于机器的操作装置，实施对机器运行过程的控制，完成预定的工作目的。人与机器共处于同一环境之中。人−机系统模型如图3−5所示。
人−机系统的可靠性是由人的操作可靠性和机械设备的可靠性共同决定的。由于人的可靠性受人的生理和心理条件、操作水平、作业时间和环境条件等多种因素影响且变化随机，具有不稳定的特点，在机械设计时，更多地从“机宜人”理念出发，同时综合考虑技术和经济的效果，提高人−机系统的可靠性。
在机械设计中，应该履行安全人机工程学原则，通过合理分配人机功能、适应人体特性、优化人机界面、作业空间的布置和工作过程等方面的设计，提高机械的操作性能和可靠性。
图3−5 人−机系统模型
3. 合理分配人−机功能
人与机械的特性主要反映在对信息及能量的接受、传递、转换及控制上。在机械的整体设计阶段，通过分析比较人与机各自的特性，充分发挥各自的优势，合理分配人机功能。将笨重的、危险的、频率快的、精确度高的、时间持久的、单调重复的、操作运算复杂的、环境条件差的等机器优于人的工作，交由机器完成；把创造研究、推理决策、指令和程序的编排、检查、维修、处理故障以及应付不测等人优于机器的工作，留给人来承担。
在可能的条件下，用机械设备来补充、减轻或代替人的劳动。尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者的干预或介入危险的机会，使人的操作岗位远离危险或有害现场，这同时也对人的知识和技能提出了较高的要求。
无论机械化、自动化程度多高，人的核心和主导地位是不变的。随着科学技术的发展，人机功能分配出现操作向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视者转变的趋势，这将把人从危险作业环境中解脱出来，使生产过程更加安全化。
4. 友好的人机界面设计
人机界面是指在机器上设置的供人、机进行信息交流和相互作用的界面。从物理意义上讲，人机界面是人机相互作用所必需的技术方案的一部分，集中体现在为操作人员与设备之间提供直接交流的显示装置和操纵器。借助这些装置，操作人员可以安全有效地监控设备的运行。
1） 显示装置的安全人机学要求
显示装置是显示机械运行状态的装置，是人们用以观察和监控系统运行过程的手段。显示装置的设计、性能和形式选择、数量和空间布局等，应符合信息特征和人的感觉器官的感知特性，保证迅速、通畅、准确地接受信息。
按人接收信息的途径不同，显示器可分为视觉装置（借助视亮度、对比度、颜色、形状、尺寸或排列传送信息）、听觉装置（通过发出声源的音调、频率和间歇变化传送信息）和触觉装置（借助表面粗糙度、轮廓或位置传送信息）。其中，由于视觉信号容易辨识、记录和储存，所以视觉装置得到了广泛的应用。听觉装置常用于报警。
显示装置应满足安全人机工程学的要求。
（1） 信号和显示器的种类和设计应保证清晰易辨，指示器、刻度盘和视觉显示装置的设计应在人能感知的参数和特征范围之内；显示形式（常见的有数字式和指针式）、尺寸应便于查看；信息含义明确、耐久、清晰易辨。
（2） 信号和显示器的种类和数量应符合信息的特性。种类和数量要少而精，不可过多过滥，淹没主要信息，提供的信息量应控制在不超过人能接受的生理负荷限度内；信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的速率和方向相一致；当显示器数量很多时，其空间配置应保证清晰、可辨，迅速地提供可靠的信息。
（3） 当信号和显示器的数量较多时，应根据其功能和显示的种类不同，根据重要程度、使用频度和工艺流程要求，适应人的视觉习惯，按从左到右、从上到下或顺时针的优先顺序，布置在操作者视距和听力的最佳范围内；此外，还可依据工艺过程的机能、测定种类等划分为若干组排列。
（4） 危险信号和报警装置。对安全性有重大影响的危险信号和报警装置，优先采用声、光组合信号，应考虑其强度、形状、大小、对比度、显著性和信噪比要明显区别并突出于其他信号，报警装置应与相关的操纵器构成一个整体或紧密相连，应配置在机械设备相应的易发生故障或危险性较大的部位。
（5） 在以观察和监视为主的长时间工作中，应通过信号和显示器的设计和配置来避免超负荷和负荷不足的影响。
2） 操纵（控制）器的安全人机工程学要求
操纵器是受到人的作用而动作的执行部件，用来对机械的运行状态进行控制。按人体执行操纵的器官不同，可分为手控、脚控和声控等多种类型。由于手比脚的动作更精细、快速、准确，所以，手控操纵器占有重要位置；脚控操纵器由于动作快速且需较大的力，一般只作为手控方式的补充。操纵器的选择、设计和配置应适合于控制任务，与人体操作部分的运动器官的运动特性相适应，与操作任务要求相适应。
操纵器应满足安全人机工程学的要求。
（1） 操纵器的形状、尺寸和触感等表面特征的设计和配置应符合人体测量学指标，便于操作者的手或脚准确、快速地执行控制任务；手握操纵器与手接触部位应采用便于持握的形状，表面不得有尖角、毛刺、缺口、棱边等可能伤及手的缺陷。
（2） 操纵器的行程和操作力应根据控制任务、人体生物力学及人体测量参数确定，操纵力不应过大而使劳动强度增加；行程不应超过人的最佳用力范围，避免操作幅度过大引起疲劳。
（3） 在任何情况下，操纵器的布置应在操作者肢体活动范围可达区域内，重要和经常使用的操纵器应配置在易达区，使用频繁的应配置在最佳区，同时应符合操作的安全要求。
（4） 当操纵器数量较多时，其布置与排列应以能够安全、准确、迅速地操作为原则进行配置。应布置为成组排列，功能相关的操纵器、显示装置应集中安放；在满足控制器功能的前提下，按重要度和使用频率、操作顺序和逻辑关系配置，同时兼顾人的操作习惯；当考虑操作顺序要求时，应按照由左向右或自上而下的顺序排列；控制动作、设备响应和信息显示应相互适应或形成对应的空间关系。
（5） 各种操纵器的功能应易辨认，避免混淆，必要时应辅以符合标准、容易理解的形象符号或文字加以说明；当执行几种不同动作采用同一个操纵器时，每种动作状态应能清晰地显示；同一系统有多个操纵器时，为使操作者能够迅速准确地识别以防止误操作，应对操纵器进行识别编码。
（6） 操纵器的控制功能与动作方向应与机械系统过程的变化运动方向一致，控制动作、设备的应答和显示信息应相互适应和协调；同样操作模式的同类型机械应采用标准布置，以减少操作差错，见表3−1。
表3−1 操纵器的控制功能与动作方向
（7） 多挡位的操纵器应有可靠的定位及自锁、联锁措施，防止操作越位、意外触碰移位或由于振动等原因自行移位；在同一平面上相邻且相互平行配置时，操纵器内侧间距应保证不产生相互干涉；在特殊条件下（如振动、冲击或颠簸环境）进行精细调节或连续调节时，应提供相应的依托支承以保证操作平稳准确；对关键控制器应有防止误动作的保护措施，使操作不会引起附加风险。
5. 工作空间的设计
工作空间是指为了完成工作任务，在工作系统中，分配给一个或多个人的空间范围。在工作空间设计时，应满足以下安全人机工程学要求。
（1） 应合理布置机械设备上直接由人操作或使用的装置或器具，包括各种显示器、操纵器、照明器等。显示器的配置，应使操作者可无障碍观察；操纵器应设置在机体功能可及的范围内，并适合于人操作器官功能的解剖学特性；对实现系统目标有重要影响的显示器和操纵器，应将其布置在操作者视野和操作的最佳位置，防止或减少因误判断、误操作引起的意外伤害事故。
（2） 工作空间（必要时提供工作室）的设计应考虑到工作过程对人身体的约束条件，为身体的活动（特别是头、手臂、手、腿和足的活动）提供合乎心理和生理要求的充分空间；工作室结构应能防御外界的危险有害因素作用，其装潢材料必须是耐燃、阻燃的；有良好的视野，保证在无任何危险情况下使操作者在操作位置直接看到，或通过监控装置了解到控制目标的运行状态，并能确认没有人面临危险；存在安全风险的作业点，应留有在意外情况下可以避让的空间或设置逃离的安全通道。
（3） 设计注重创造良好的与人的劳动姿势有关的工作空间。工作高度、工作面或工作台应适合于操作者的身体尺寸，并使操作者以安全、舒适的身体姿势进行作业，得到适当的支承；座位装置应可调节，适合于人的解剖、生理特点，其固定须能承受相应载荷不破坏，将振动降低到合理的最低程度，防止产生疲劳和发生事故。
（4） 若操作者的工作位置在坠落基准面2 m（含2 m）以上，则必须考虑脚踏和站立的安全性，配置供站立的平台、梯子和防坠落的栏杆等；若操作人员经常变换工作位置，还须设置安全通道；由于工作条件所限，固定式防护不足以保证人员安全时，应同时配备防高处坠落的个人防护装备（如安全带、安全网等）；当机械设备的操作位置高度在30 m以上（含30 m）时，必须配置安全可靠的载人升降设备。
6. 工作过程的设计
工作过程是指在工作系统中，人、机械设备、材料、能量和信息在时间和空间上相互作用的工序过程。工作过程设计、操作的内容和重复程度，以及操作者对整个工作过程的控制，应避免超越操作者生理或心理的功能范围，保持正确、稳定的操作姿势，保护作业人员的健康和安全。当工作系统的要求与操作者的能力之间不匹配时，可通过修改工作系统的作业程序，或要求其适合操作者的工作能力，或提供相应的设施以适应工作要求等多种途径，将不匹配现象减少到最低限度，从而提高作业过程的安全性。
1）负载限度
减少操作时来回走动的距离和身体扭转或摆动的幅度，使操作时动作的幅度、强度、速度、用力互相协调，避免用力过度、频率过快或超载使人产生疲劳，也要防止由于工作负载不足或动作单调重复而降低对危险的警惕性。
2）工作节奏
应遵循人体的自然节奏来设计操作模式或动作，避免将操作者的工作节奏强制与机器的自动连续节拍相联系，使操作者处于被动配合状态，防止由于工作节奏过分紧张产生疲劳而导致危险。
3）作业姿势
身体不应由于长时间的静态肌肉紧张而引起疲劳，机械设备上的操作位置，应能保证操作者可以变换姿势，交替采用坐姿和立姿。若两者必择其一，则优先选择坐姿，并配备带靠背的座椅以供坐姿操作；身体各动作间应保持良好的平衡，提供适宜的工作平台，防止失稳或立面不足跌落，尤其是在高处作业时要特别注意。
7. 工作环境的设计
工作环境是指在工作空间中，人周围物理的、化学的、生物学的诸因素的综合。当然，社会的和文化的因素也属于广义的环境范畴。工作环境设计应以客观测定和主观评价为依据，保证工作环境中的外在因素对人无害。
（1） 工作场所总体布置、工作空间大小和通道应适当。
（2） 应避免人员暴露于危险及有害物质（如温度、振动、噪声、粉尘、辐射、有毒等）的影响中。根据现场人数、劳动强度、污染物质的产生、耗氧设备等情况调节通风。
（3） 应按照当地的气候条件调节工作场所的热环境。在室外工作时，对不利的气候影响（如热、冷、风、雨、雪、冰等）应提供适当的遮掩物。
（4） 应提供达到最佳视觉感受的照明（如亮度、对比度、颜色及其反差、光分布的均匀度等），优先采用自然光，辅之以局部照明，避免眩光、耀斑、频闪效应及不必要的反射引起的风险，提供事故状态下的应急照明设施。
（5） 工作环境应避免有害或扰人的噪声和振动的影响，同时应兼顾语言信号的清晰度和人员对警示声信号的感觉。传递给人的振动和冲击不应当引起身体损伤和病理反应或感觉运动神经系统失调。
三、安全防护措施
安全防护是指采用特定的技术手段，防止人们遭受不能由设计适当避免或充分限制的各种危险的安全措施。安全防护措施的类别主要有防护装置、安全装置及其他安全措施，前两者统称为安全防护装置。
安全防护是从人的安全需要出发，在各个生产要素处于动态作用的情况下，针对可能对人员造成伤害的事故和职业危害，特别是一些危险性较大的机械设备以及事故频繁发生的部位，对机械危险和有害因素进行预防的安全技术措施。
对机械危险安全防护的重点是机械的传动部分、操作区、高处作业区、机械的其他运动部分、移动机械的移动区域，以及某些机械由于特殊危险形式而需要特殊防护等。采用何种防护手段，应根据对具体机械进行风险评价的结果来决定。
1. 采用安全防护装置可能存在的附加危险
安全防护装置达不到相应的安全技术要求，有可能带来附加危险，即使配备了安全防护装置也不过是形同虚设，甚至比不设置更危险；设置的安全防护装置必须使用方便，否则，操作者就可能为了追求达到机械的最大效用而避开甚至拆除安全防护装置。在设计时，应注意以下因素带来的附加危险并采取措施予以避免。
（1） 安全防护装置出现故障，会立即增加损伤或危害健康的风险。
（2） 安全防护装置在减轻操作者精神压力的同时，也容易使操作者形成心理依赖，放松对危险的警惕性。
（3） 由动力驱动的安全防护装置，其运动零部件产生的接触性机械危险。
（4） 安全防护装置的自身结构存在安全隐患，如尖角、锐边、凸出部分等危险。
（5） 由于安全防护装置与机器运动部分安全距离不符合要求导致的危险。
2. 安全防护装置的一般要求
在人和危险之间构成安全保护屏障，是安全防护装置的基本安全功能。为此，安全防护装置必须满足与其保护功能相适应的安全技术要求。要求一般有以下几点：
（1） 结构形式和布局设计合理，具有切实的保护功能，确保人体不受伤害。
（2） 结构应坚固耐用，不易损坏；结构件无松脱、裂损、变形、腐蚀等危险隐患。
（3） 不应成为新的危险源，不增加任何附加危险；可能与使用者接触的部分不应产生对人员的伤害或阻滞（如避免尖棱利角、加工毛刺、粗糙的边缘等），并应提供防滑措施。
（4） 不应出现漏保护区，安装可靠，不易拆卸（或非专用工具不能拆除）；不易被旁路或避开。
（5） 满足安全距离的要求，使人体各部位（特别是手或脚）无法逾越接触危险，同时防止挤压或剪切。
（6） 对机械使用期间各种模式的操作产生的干扰最小，不因采用安全防护装置增加操作难度或强度，视线障碍最小。
（7） 不应影响机器的使用功能，不得与机械的任何正常可动零部件产生运动抵触。
（8） 便于检查和修理。
在设计安全防护装置时，必须保证装置的可靠性，其功能除了能防止机械危险外，还应能防止由机械产生的其他各种非机械危险；安全防护装置应与机械的工作环境相适应而不易损坏。
3. 防护装置
防护装置是指采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏等结构作为物体障碍，将人与危险隔离的装置。
常见的防护装置有用金属铸造或金属板焊接的防护箱罩，一般用于齿轮传动或传输距离不大的传动装置的防护；金属骨架和金属网制成的防护网，常用于带传动装置的防护；栅栏式防护适用于防护范围比较大的场合，或作为移动机械移动范围内临时作业的现场防护，或用于坠落风险的高处临边作业的防护等。
1） 防护装置的功能
（1） 隔离作用。防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件，见表3−2。
表3−2 不同网眼开口尺寸的安全距离
（2） 阻挡作用。防止飞出物打击、高压液体的意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等。
（3） 容纳作用。接受可能由机械抛出、掉落、发射的零件及其破坏后的碎片以及喷射的液体等。
（4） 其他作用。在有特殊要求的场合，还应对电、高温、火、爆炸物、振动、放射物、粉尘、烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽等作用。
2） 防护装置的类型
防护装置有单独使用的防护装置，只有当防护装置处于关闭状态时才能起防护作用；还有与联锁装置联合使用的防护装置，无论防护装置处于任何状态都能起到防护作用。按其使用方式可分为以下几种：
（1） 固定式防护装置。保持在所需位置（如关闭）不动的防护装置，不用工具不可能将其打开或拆除，常见的形式有封闭式、固定间距式和固定距离式。其中，封闭式固定防护装置将危险区全部封闭，人员从任何地方都无法进入危险区；固定间距式和固定距离式防护装置不完全封闭危险区，凭借安全距离来防止或减少人员进入危险区的机会。
（2） 活动式防护装置。通过机械方法（如铁链、滑道等）与机器的构架或邻近的固定元件相连接，并且不用工具就可打开，常见的有整个装置的位置可调或装置的某组成部分可调的活动防护门、抽拉式防护罩等装置。
（3） 联锁防护装置。防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁，只要防护装置不关闭，被其“抑制”的危险机器功能就不能执行，只有当防护装置关闭时，被其“抑制”的危险机器功能才有可能被执行；在危险机器功能执行过程中，只要防护装置被打开，就给出停机指令。
3） 防护装置的安全技术要求
（1） 固定防护装置应该用永久固定（如通过焊接等）方式，或借助紧固件（如螺钉、螺栓、螺母等）固定方式固定，若不用工具（或专用工具）就不能使其移动或打开。
（2） 防护结构体不应出现漏保护区，并应满足安全距离的要求，使人不可能越过或绕过防护装置接触危险。
（3） 活动防护装置或防护装置的活动体打开时，尽可能与被防护的机械借助铰链或导链保持连接，防止挪开的防护装置或活动体丢失或难以复原而使防护装置丧失安全功能。
（4） 活动联锁式防护装置当出现丧失安全功能的故障时，被其“抑制”的危险机器功能不可能执行或停止执行，装置失效不得导致意外启动。
（5） 防护装置应设置在进入危险区的唯一通道上。
（6） 防护装置结构体应有足够的强度和刚度，能有效抵御飞出物的打击或外力的作用，避免产生不应有的变形。
（7） 可调式防护装置的可调或活动部分的调整件，在特定操作期间应保持固定、自锁状态，不得因为机械振动而移位或脱落。
4. 安全装置
安全装置是通过自身的结构功能限制或防止机械的某种危险，或限制运动速度、压力等危险因素。常见的有联锁装置、双手操作式装置、自动停机装置、限位装置等。
1） 安全装置的技术特征
（1） 安全装置零部件的可靠性应作为其安全功能的基础，在规定的使用期限内，不会因零部件失效使安全装置丧失主要安全功能。
（2） 安全装置应能在危险事件即将发生时停止危险过程。
（3） 重新启动的功能，即当安全装置动作第一次停机后，只有重新启动，机械才能开始工作。
（4） 光电式、感应式安全装置应具有自检功能，当安全装置出现故障时，应使危险的机械功能不能执行或停止执行，并触发报警器。
（5） 安全装置必须与控制系统一起操作并与其形成一个整体，安全装置的性能水平应与之相适应。
（6） 安全装置的设计应采用“定向失效模式”的部件或系统，考虑关键件的加倍冗余，必要时还应考虑采用自动监控。
2） 安全装置的种类
按功能不同，安全装置可大致分为以下几类：
（1） 联锁装置。联锁装置是防止机械零部件在特定条件下（一般只要防护装置不关闭）运转的装置。可以是机械的、电动的、液压的或气动的。
（2） 使动装置。使动装置是一种附加手动操纵装置，当机械启动后，只有操纵该使动装置，才能使机械执行预定功能。
（3） 止−动操作装置。止−动操作装置是一种手动操纵装置，只有当手对操纵器作用时，机械才能启动并保持运转；当手放开操纵器时，该操作装置能自动回复到停止位置。
（4） 双手操纵装置。双手操纵装置是两个手动操纵器同时动作的操纵装置。只有两手同时对操纵器作用，才能启动并保持机械或机械的一部分运转。这种操纵装置可以强制操作者在机器运转期间，双手没有机会进入机器的危险区。
（5） 自动停机装置。自动停机装置是当人或人体的某一部分超越安全限度时，使机械或其零部件停止运转（或保持其他的安全状态）的装置。自动停机装置可以是机械驱动的，如触发线、可伸缩探头、压敏装置等；也可以是非机械驱动的，如光电装置、电容装置、超声装置等。
（6） 机械抑制装置。机械抑制装置是一种机械障碍（如楔、支柱、撑杆、止转棒等）装置。该装置靠其自身强度支承在机构中，用来防止某种危险运动发生。
（7） 限制装置。限制装置是防止机械或机械要素超过设计限度（如空间限度、速度限度、压力限度等）的装置。
（8） 有限运动控制装置。有限运动控制装置也称为行程限制装置，只允许机械零部件在有限的行程范围内动作，而不能进一步向危险的方向运动。
（9） 排除阻挡装置。排除阻挡装置是通过机械方式，在机械的危险行程期间，将处于危险中的人体部分从危险区排除；或通过提供自由进入的障碍，减小进入危险区概率的装置。
安全装置种类很多，防护装置和安全装置经常通过联锁成为组合的安全防护装置，如联锁防护装置、带防护锁的联锁防护装置和可控防护装置等。
5. 安全防护装置的设置原则
（1） 以操作人员所站立的平面为基准，凡高度在2 m以内的各种运动零部件应设置防护。
（2） 以操作人员所站立的平面为基准，凡高度在2 m以上的物料传输装置、皮带传动装置，以及有施工机械施工处的下方，应设置防护。
（3） 以操作人员所站立的平面为基准，凡在坠落高度的基准面2 m以上的作业位置，必须设置防护。
（4） 为避免挤压和剪切伤害，直线运动部件之间或直线运动部件与静止部件之间的间距应符合安全距离的要求。
（5） 运动部件有行程距离要求的，应设置可靠的限位装置，防止因超越行程运动而造成伤害。
（6） 对于可能因超负荷发生部件损坏而造成伤害的机械，应设置负荷限制装置。
（7） 对于惯性冲撞运动部件，必须采取可靠的缓冲装置，防止因惯性而造成伤害事故。
（8） 对于运动中可能松脱的零部件，必须采取有效措施加以紧固，防止由于启动、制动、冲击、振动而引起松动。
6. 安全防护装置的选择原则
选择安全防护装置的形式应考虑所涉及的机械危险和其他非机械危险，根据机械零部件运动的性质和人员进入危险区的需要来决定。对特定机械的安全防护，应根据对该机械的风险评价结果进行选择。
（1） 对于机械正常运行期间操作者不需要进入危险区的场合，优先考虑选用固定式防护装置，包括进料、取料装置，辅助工作台，适当高度的栅栏，通道防护装置等。
（2） 对于机械正常运转时需要进入危险区的场合，当需要进入危险区的次数较多，经常开启固定防护装置会带来不便时，可考虑采用联锁装置、自动停机装置、可调防护装置、自动关闭防护装置、双手操纵装置和可控防护装置等。
（3） 对于非运行状态的其他作业期间需进入危险区的场合，如机械的设定、示教、过程转换、査找故障、清理或维修等作业，需要移开或拆除防护装置，或人为使安全装置功能受到抑制，可采用手动控制模式、止−动操纵装置或双手操纵装置、点动−有限的运动操纵装置等。有些情况下，可能需要几个安全防护装置联合使用。
四、安全信息的使用
机械的安全信息由安全色、文字、标志、信号、符号或图表组成，以单独或联合使用的形式向使用者传递信息，用以指导使用者安全、合理、正确地使用机械，警告或提醒危险、危害健康的机械状态和应对机械危险事件。安全信息是机械的组成部分之一。
提供安全信息应贯穿机械使用的全过程，包括运输、试验运转（包括装配、安装和调整）、使用（如设定、示教或过程转换、运转、清理、查找故障和维修），如果有特殊需要，还应包括解除指令、拆卸和报废处理的信息。这些安全信息在各阶段可以分开使用，也可以联合使用。
1. 安全信息概述
1） 安全信息的功能
（1） 明确机械的预定用途。安全信息应具备保证安全和正确使用机械所需的各项说明。
（2） 规定和说明机械的合理使用方法。安全信息中应说明安全使用机器的程序和操作模式，对不按要求而采用其他方式操作机械的潜在风险提出适当警告。
（3） 通知和警告遗留风险。对于通过设计和采用安全防护技术均无效或不完全有效的那些遗留风险，通过提供信息通知和警告使用者，以便采用其他的补救安全措施。
应当注意的是，安全信息只起提醒和警告的作用，不能在实质意义上避免风险。因此，安全信息不可用于弥补设计的缺陷，不能代替应该由设计解决的安全技术措施。
2） 安全信息的类别
（1） 信号和警告装置等。
（2） 标志、符号（象形图）、安全色、文字警告等。
（3） 随机文件，如操作手册、说明书等。
3） 安全信息的使用原则
（1） 根据风险的大小和危险的性质，可依次采用安全色、安全标志、警告信号和警报器。
（2） 根据需要设定信息的时间。提示操作要求的信息应采用简洁形式，长期固定在所需的机械部位附近；显示状态的信息应尽量与工序顺序一致，与机械运行同步出现；警告超载的信息应在负载接近额定值时提前发出警告信息；危险紧急状态的信息应即时发出，持续的时间应与危险存在的时间一致，持续到操作者干预为止或信号随危险状态解除而消失。
（3） 根据机械结构和操作的复杂程度选择信息类型。对于简单机械，一般只需提供有关安全标志和使用操作说明书；对于结构复杂的机械，特别是有一定危险性的大型设备，除了配备各种安全标志和使用说明书（或操作手册）外，还应配备有关负载安全的图表、运行状态信号，必要时提供报警装置等。
（4） 根据信息内容和对人视觉的作用采用不同的安全色。为了使人们对存在不安全因素的环境、设备引起注意和警惕，需要涂以醒目的安全色。需要强调的是，安全色的使用不能取代防范事故的其他安全措施。
（5） 应满足安全人机工程学的原则。采用安全信息的方式和使用的方法应与操作人员或暴露在危险区的人员能力相符合。只要可能，应使用视觉信号；在可能有人感觉缺陷的场所，例如，盲区、色盲区、耳聋区或使用个人保护装备而导致出现盲区的地方，应配备感知有关安全信息的其他信号（如声音、触摸、振动等信号）。
2. 安全色
安全色是表达安全信息的颜色，表示禁止、警告、指令、提示等意义。统一使用安全色，能使人们在紧急情况下，借助所熟悉的安全色含义，识别危险部位，尽快采取措施，提高自控能力，防止发生事故。
1） 安全色的颜色含义和适用范围
安全色采用红、黄、蓝、绿四种，见表3−3。
表3−3 安全色的颜色含义
（1） 红色。表示禁止和停止、消防和危险。凡是禁止、停止和有危险的器件、设备或环境，均应涂以红色标志；红色闪光是警告操作者情况紧急，应迅速采取行动。
（2） 黄色。表示注意、警告。凡是警告人们注意的器件、设备或环境，均应涂以黄色标志。
（3） 蓝色。表示需要执行的指令、必须遵守的规定或应采用的防范措施等。
（4） 绿色。表示通行、安全和正常工作状态。凡是在可以通行或安全的情况下，均应涂以绿色标志。
2） 安全色的对比色
安全色有时采用组合或对比色的方式，常用的安全色及其相关的对比色是红色−白色、黄色−黑色、蓝色−白色、绿色−白色。
例如，黄色与黑色相间隔的条纹，比单独使用黄色更为醒目，表示特别注意的意思，常用于起重吊钩、平板拖车排障器、低管道等场合。
3. 信号和警告装置
信号的功能是提醒注意，如机器启动、起重机开始运行等；显示运行状态或发生故障，如故障显示灯；危险状态的先兆或发生的可能性警告，而且要求人们做出排除或控制险情的反应。险情包括人身伤害或设备事故风险，例如，机器事故信号、超速报警、有毒物质泄漏报警等。
1） 信号和警告装置的类别
（1） 视觉信号。特点是占用空间小、视距远、简单明了、可采用亮度高于背景的稳定光和闪烁光。根据险情对人危害的紧急程度和可能后果，险情视觉信号分为警告视觉信号（显示需采取适当措施予以消除或控制险情发生的可能性和先兆的信号）和紧急视觉信号（显示涉及人身伤害风险的险情开始或确已发生并需采取措施的信号）两类。
（2） 听觉信号。利用人的听觉反应快的特性，用声音传递信息。听觉信号的特点是可不受照明和物体障碍的限制，强迫人们注意。常见的有蜂鸣器、铃、报警器等，其声级应明显高于环境噪声的级别。当背景噪声超出110 d B（A）时，不应再采用听觉信号。
（3） 视听组合信号。其特点是光、声信号共同作用，用以强化危险和紧急状态的警告功能。
2） 信号和警告装置的安全要求
在信号的察觉性、可分辨性和含义明确性方面，险情视觉信号必须优于其他一切视觉信号；紧急视觉信号必须优于所有的警告视觉信号。
（1） 险情视觉信号应在危险事件出现前或危险事件出现时即时发出，在信号接收区内的任何人都应能察觉、辨认信号，并对信号做出反应。
（2） 信号和警告的含义确切，一种信号只能有一种特定的含义。
（3） 信号能被明确地察觉和识别，并与其他用途信号明显相区别。
（4） 防止视觉或听觉信号过多引起混乱，或显示频繁导致“敏感度”降低而丧失应有的作用。
4. 安全标志
标志也称标识、标记，用于明确识别机械的特点和指导机械的安全使用，说明机械或其零部件的性能、规格和型号、技术参数，或表达安全的有关信息。可分为性能参数标志和安全标志两大类。
性能参数标志用于识别机械产品的类别和机械的某些特点。它包括机械标志（标牌），应有制造厂的名称与地址、所属系列或形式、系列编号或制造日期等；机械安全使用的参数或认证标志，如最高转速、加工工件或工具的最大尺寸、可移动部分的质量、防护装置的调整数据、检验频次、“CCC（China Compulsory Certification）”标志等；零件性能参数标志，机械上对于安全有重要影响的易损零件，如钢丝绳、砂轮等必须有性能参数标志等。
安全标志在机械上的用途很广，例如，用于安全标志牌，机器上的危险部位，紧急停止按钮，安全罩的内面，起重机的吊钩、滑轮架和支腿，防护栏杆，梯子或楼梯的第一和最后的阶梯，信号旗等。
1） 安全标志的功能分类
安全标志分为禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志四类。
（1） 禁止标志。表示不准或制止人们的某种行动。
（2） 警告标志。使人们注意可能发生的危险。
（3） 指令标志。表示必须遵守，用来强制或限制人们的行为。
（4） 提示标志。示意目标地点或方向。
2） 安全标志的基本特征
安全标志由安全色、图形符号和几何图形构成，有时附以简短的文字警告说明，用以表达特定的安全信息。安全标志和辅助标志的组合形式、颜色和尺寸以及使用范围（见表3−4），应符合安全标准规定。图3−6所示为部分常见安全标志。
表3−4 安全标志基本特征
图3−6 安全标志
3） 安全标志应满足的要求
（1） 含义明确无误。在预期使用条件下，安全标志要明显可见，易从复杂背景中识别；图形符号应由尽可能少的关键因素构成，简单、明晰、合乎逻辑；文字应释义明确无误，不使人费解或误会；使用图形符号应优先于文字警告，文字警告应采用机械设备使用国家的语言；标志必须符合公认的标准。
（2） 内容具体，有针对性。符号或文字警告应表示危险类别，具体且有针对性，不能笼统写“危险”；可附有简单的文字警告或简要说明防止危险的措施，例如，指示佩戴个人防护用品，或具体说明“小心夹挤”“小心碰撞”等。
（3） 标志的设置位置。机械设备易发生危险的部位，必须有安全标志。标志牌应设置在醒目且与安全有关的地方，并使人们看到后有足够的时间来注意它所表示的内容。不宜设在门、窗、架或可移动的物体上。
（4） 标志检查与维修。标志在整个机械寿命内应保持连接牢固、字迹清楚、颜色鲜明、清晰、持久，抗环境因素（如液体、气体、气候、盐雾、温度、光等）引起的损坏，耐磨损且尺寸稳定。应半年至一年检查一次，发现变形、破损或图形符号脱落以及变色等影响效果的情况，应及时修整、更换或重涂，以保证标志正确、醒目。
5. 随机文件
随机文件主要是指操作手册、使用说明书或其他文字说明。
1） 随机文件应包括的内容
机械设备必须有使用说明书等技术文件。说明书内容包括：安装、搬运、储存、使用、维修和安全卫生等有关规定，应该在各个环节对遗留风险提出通知和警告，并给出对策建议。
（1） 关于机械设备的运输、搬运和储存的信息。机械设备的储存条件和搬运要求，尺寸、质量、重心位置，搬运操作说明（如起吊设备施力点及吊装方式）等。
（2） 关于机械设备自身安装和交付运行的信息。关于机械设备自身安装和交付运行的信息装配和安装条件，使用和维修需要的空间，允许的环境条件（如温度、湿度、振动、电磁辐射等），机械设备与动力源的连接说明（特别是防止超负荷用电），机械设备及其附件清单，防护装置和安全装置的详细说明，电气装置的有关数据，机械设备的应用范围，包括禁用范围等。
（3） 劳动安全卫生方面的信息。机械设备工作的负载图表（尤其是安全功能图解表），产生的噪声、振动的数据和由机械发出的射线、气体、蒸气及粉尘等数据，所用的消防装置形式，环境保护信息，证明机械设备符合有关强制性安全标准要求的正式证明文件等。
（4） 有关机械设备使用操作的信息。手动操纵器的说明，对设定与调整的说明，停机的模式和方法（尤其是紧急停机），关于使用某些附件可能产生的特殊风险信息以及所需的特定安全防护装置的信息，有关禁用信息，对故障的识别与位置确定、修理和调整后再启动的说明，关于遗留风险的信息，关于可能发射或泄漏有害物质的警告，使用个人防护用品和所需提供培训的说明，紧急状态应急对策的建议等。
（5） 维修信息。需要进行检査的性质和频次，是否要求有专门技术或特殊技能的维修人员或专家执行维修的说明，是否可由操作者进行维修的说明，提供便于执行维修任务（尤其是查找故障）的图样和图表，关于停止使用、拆卸和由于安全原因而报废的信息等。
2） 对随机文件的要求
（1） 随机文件的载体。可提供电子音像制品，同时提供纸质印刷品。文件要具有耐久性，可经受使用者频繁地拿取使用和翻看。
（2） 使用语言。采用机械设备使用国家的官方语言；在少数民族地区使用的机械设备应使用民族语言书写，对多民族聚居的地区还应同时提供各民族语言的译文。
（3） 多种信息形式。尽可能做到图文并茂（如插图和表格等），文字说明不应与相应的插图和表格分离；采用字体的形式和大小应保证最好的清晰度，安全警告应采用符合标准的相应颜色和符号加以强调，以便引起注意并能迅速识别。
（4） 面向使用者，有针对性。提供的信息必须明确针对特定型号的机械设备，而不是泛指某一类机械；面对所有合理的机械设备使用者，采用标准的术语和量纲（单位）表达；对不常用的术语应给出明确的说明；若机械设备是由非专业人员使用，则应以容易理解并不发生误解的形式编写。
五、附加预防措施
附加预防措施是指在设计机械时，除了通过设计减小风险、采用安全防护措施和提供各种安全信息外，还应另外采取有关的安全措施。例如，急停措施，当陷入危险时人员的躲避和援救措施，机械的维修措施，断开动力源与能量泄放措施，机械及其重型零部件安全搬运措施，安全进入机器的措施等。这些附加预防措施是在设计机械时应当考虑的。
附加预防措施要根据机械的具体情况，考虑是否需要一种或几种附加预防措施的组合。
1. 急停装置着眼紧急状态的预防措施
每台机械都应装备有一个或多个急停装置，以使已有或即将发生的危险状态得以避开，但用急停装置无法减少其风险的机械除外。急停装置应满足以下安全要求：
（1） 清楚可见，便于识别，明显区别于其他控制装置。一般采用红色的掌形或蘑菇头形状。
（2） 设置在使操作者或其他人员在合理的作业位置可无危险地迅速接近并触及的位置，同时还要有防止意外操作的措施。
（3） 急停装置的控制机构和被操纵机构应采用强制机械作用原则，以保证操作时能迅速停机。
（4） 急停装置应能迅速停止危险运动或危险过程而不产生附加风险，急停功能不应削弱安全装置或与安全功能有关的装置的效能。急停装置被启动后应保持接合状态，在用手动重调之前应不可以恢复电路。
（5） 急停装置的零部件及其装配应遵循可靠性原则，能承受预期的操作条件和耐环境影响。
（6） 电动急停装置的设计应符合相应电气装置标准的规定。
2. 人们陷入危险时的躲避和援救保护措施
设计机械时应考虑一旦出现危险，操作者如何躲避；当伤害事故发生时，如何进行救援和解脱等。
在可能使操作者陷入各种危险的设施中，应有逃生路线和屏障。
紧急停机后，可用手动方式使某些零部件运动，或使某些零部件反向运动以解脱危险。
3. 保证机械的可维修性
维修是指为保持或恢复机械设备规定功能采取的技术措施，包括设备运行过程中的维护保养、设备状态监测与故障诊断以及故障检修、调整和最后的验收试验等，直至恢复正常运行的一系列工作。维修性是指对故障机械设备修复的难易程度，即在规定条件和规定时间内，完成某种产品维修任务的难易程度。维修的安全性是通过机械的可维修性和维修作业的安全设计来实现的。
机器的可维修性是指通过规定的程序或手段，对出现故障的机械实施维修，以保持或恢复其预定的功能状态。设备的故障会造成机械预定功能丧失，给工作带来损失，危险故障还会引发事故。通过零部件的标准化与互换性设计，采用故障识别诊断技术，使机械一旦出故障就能容易地发现，易拆换、易检修、易安装，解除危险故障，恢复安全功能，消除安全隐患。
维修作业的安全是指在按规定程序或手段实施维修时，从易检易修的角度出发考虑设计机械结构形状、零部件的合理布局和安装空间，以保证维修人员的安全。设计机械时，应考虑以下可维修性因素：
（1） 将调整、维修点设计在危险区外，减少操作者进入危险区的频次。
（2） 在设计上考虑维修的可达性，包括安装场所可达、设备外部可达和设备内部可达，提供足够的检修作业空间，便于维修人员观察和检修并以安全、稳定的姿态进行维修作业。
（3） 在控制系统设置维修操作模式，在安全防护装置解锁或人为失效情况下，防止意外启动，保证维修安全。
（4） 断开动力源和能量泄放措施，使机械与所有动力源断开，保证在断开点的“下游”不再有势能或动能，使机械达到“零能量状态”。
（5） 随机提供专用检查、维修工具或装置，方便安全拆除和更换报废失效的零部件。
（6） 在较笨重的零部件上设计方便起吊设备吊装搬运的附属装置，从而减少操作者手工搬运所面临的危险。
4. 安全进出机械的措施
机械设计应提供执行预定操作和日常调整、维修的人员安全进入机器的途径和作业场地。
（1） 机械的设计尽可能使高处作业地面化，避免高处作业的危险。
（2） 应设计有机内平台、阶梯或其他设施，为执行相应任务提供安全通道。
（3） 对于一些大型设备，如重型机械、起重运输设备等，由于有不可避免的高处作业，应根据其距地面的高度提供适当的扶手、栏杆、踏板和（或）把手，高于3 m的直梯还应有安全护笼，当操作位置高于30 m时，还应提供升降设备。
（4） 在工作条件下涉及的步行区应尽量用防滑材料铺设；在大型自动化设备和运输线中，应特别注意设计，如安全进出的通道、跨越桥等。
5. 发现和纠正故障的诊断系统
故障诊断是指根据机械设备运行状态变化的信息，进行预测和监视机械运行状态的技术。大多数机械事故是可以通过采取故障诊断等预先识别技术加以防范的。
为了避免或减少因不能及时发现和纠正潜在故障而引发的危险，在设计阶段应考虑有助于发现故障的诊断系统，以及时发现和纠正故障，改善机械的有效性和可维修性，减少维修工作人员面临的危险。
六、实现机械安全的综合措施和实施阶段
机械安全可以概括地分为机械的产品安全和机械的使用安全两个阶段。机械的产品安全阶段主要涉及设计、制造和安装三个环节。机械的使用安全阶段是指机械在执行其预定功能，以及围绕保证机械正常运行而进行的维修、保养等多个环节，这个阶段的机械安全主要是由使用机械的用户来负责。机械设备安全应考虑其“寿命”的各个阶段，任何环节的安全隐患都可能导致使用阶段的安全事故发生。机械安全是由设计阶段的安全措施和由机械用户补充的安全措施来实现的。当设计阶段的措施不足以避免或充分限制各种危险和风险时，则由用户采取补充安全措施最大限度地减小遗留风险。不同阶段的安全措施如图3−7所示。
图3−7 不同阶段的安全措施
1. 由设计者采取的安全措施
机械的产品安全通过设计、制造和安装三个环节实现，设计是机械安全的源头，制造是实现产品质量的关键，安装是制造的延续，三者的结合是机械产品安全的重要保证。机械设计安全遵循以下两个基本途径：选用适当的设计结构，尽可能避免危险或减小风险；通过减少对操作者涉入危险区的需要，限制人员面临危险。决定机械产品安全性的关键是设计阶段采取安全措施。选择安全技术措施应根据安全措施等级按下列顺序进行。
（1） 直接安全技术措施。直接安全技术措施是选择最佳的设计方案，并严格按照专业标准制造、检验；合理地采用机械化、自动化和计算机技术，最大限度地消除危险或限制风险；履行安全人机学原则来实现机械本身具有本质安全性能。
（2） 间接安全技术措施。当直接安全技术措施不能或不完全能实现安全时，则必须在机械设备总体设计阶段，设计出一种或多种专门用来保证人员不受伤害的安全防护装置，最大限度地预防、控制事故或危害的发生。要注意，当选用安全防护措施来避免某种风险时，警惕可能产生另一种风险；安全防护装置的设计、制造任务不应留给用户去承担。
（3） 指示性（说明性）安全技术措施。在直接安全技术措施和间接安全技术措施对完全控制风险无效或不完全有效的情况下，通过使用文字、标志、信号、安全色、符号或图表等安全信息，向人们做出说明，提出警告，并将遗留风险通知用户。
（4） 附加预防措施。着眼于紧急状态的预防措施和附加措施。如急停措施，陷入危险时的人员躲避和援救措施，机械的可维修性措施，断开动力源和能量泄放措施，机械及其重型零部件装卸、安全搬运的措施，安全进出机械的措施，机械及其零部件稳定性措施等。
在产品设计中采取的安全技术措施对策如图3−8所示。
2. 由用户采取的安全措施
如果设计者根据上述方法采取的安全措施不能完全满足基本安全要求，就必须由使用机械的用户采取安全技术和管理措施加以弥补。用户的责任是考虑采取最大限度减小遗留风险的安全技术措施。
图3−8 在产品设计中采取的安全技术措施对策
（1） 个人防护用品。个人防护用品是劳动者在机械的使用过程中保护人身安全与健康所必备的一种防御性装备，在意外事故发生时对避免伤害或减轻伤害程度起一定作用。按防护部位不同，我国的个人劳动防护用品分为九大类：安全帽、呼吸护具、眼防护具、听力护具、防护鞋、防护手套、防护服、防坠落护具和护肤用品。使用时应注意，根据接触危险能量和有害物质的作业类别和可能出现的伤害，按规定正确选配；个人劳动防护用品的规格、质量和性能必须达到保护功能要求，并符合相应的技术指标。
必须明确指出，个人防护用品不是也不可取代安全防护装置，它不具有避免或减少面临危险的功能，只是当危险来临时起一定的防御作用。必要时，可与安全防护装置配合使用。由于质量问题或配置不当，按规定该提供的而没能提供，不该提供的反而提供并造成伤害事故的，将负相应的法律责任。
（2） 作业场地与工作环境的安全性。作业场地是指利用机械进行作业活动的地点、周围区域及通道。
① 功能分区。生产场所功能分区应明确，划分为毛坯区，成品、半成品区，及废物垃圾区；通道宽敞无阻，充分考虑人和物的合理流向和物料输送的需要，并考虑紧急情况下便于撤离。
② 机械设备布局。机械设备之间、机械设备与固定建筑物之间应保持安全距离，避免机械装置之间危害因素的相互影响和干扰；有潜在危险设备，如振动噪声大、加热、爆炸敏感等设备，应采取分散、隔离或防护、减振、降噪等措施，并设置必要的提示和警告标志。
③ 物料、器具堆放。工、夹、量具按规定摆放，安全稳妥；加工场所存放的原料、成品、半成品应限量，并堆放整齐、稳固、不超高，防止坍塌或滑落。
④ 地面。生产场所地面应平坦、无凹坑，避免凸出的管线等障碍；坑、壕、池应有可靠的防护栏杆或盖板；凸出悬挂物及机械可移动范围内应设防护装置或加醒目标志。
⑤ 满足卫生要求。保证足够的作业照度，符合作业环境的通风、温度、湿度要求，严格控制尘、毒、噪声、振动、辐射等危害不超过规定的卫生标准。
（3） 安全管理措施。当通过各种技术措施仍然不能解决存在的遗留风险时，就需要采用安全管理措施来控制生产中对人员造成的危害。安全管理措施包括以下几种。
① 落实安全生产组织和明确各级安全生产责任制，建立安全规章制度和健全安全操作规程。
② 加强对员工的安全教育和培训，包括安全法制教育、风险知识教育和安全技能教育，以及特种作业人员的岗位培训（要求持证上岗）。
③ 对机械设备实施监管，特别是对安全有重要影响的重大、危险机械设备和关键机械设备及其零部件，必须进行全程安全监测，对其检査和报废实施有效的监管。
④ 制定事故应急救援预案等。
必须指出，由用户采取的安全措施对减小遗留风险是很重要的，但是这些措施与机械产品设计阶段的安全技术措施相比，可靠性相对较低，因此，不能用来代替应在设计阶段采取的用来消除危险、减小风险的措施。
机械系统是复杂系统，每一种安全技术管理措施都有其特定的适用范围，并受一定的条件制约而具有局限性。实现机械安全靠单一措施难以奏效，需要从机械全寿命的各个阶段采取多种措施，考虑各种约束条件，综合分析、权衡、比较，选择可行的最佳对策，最终达到保障机械系统安全的目的。
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