锻压机械安全风险管理的探讨

锻压机械安全风险管理的探讨

众所周知，锻压机械是装配制造业中安全风险较高的一类产品。那么，如何使产品在使用过程中规避安全风险，使在危险状态下，可能造成危害人身健康或损伤设备的概率为零，增强控制风险的能力，确保锻压机械安全乃是本文所探讨的内容。

锻压机械生产企业应建立产品安全风险规范、预警机制，推行从生产设计、工艺制造、实际使用全过程的安全风险管理。

一、安全风险的评估

这里所指安全风险的评估是指锻压机械的结构、性能、零部件等在规定条件下和规定的时间内（一般指产品的寿命基数），完成规定功能的概率，即为可靠性。可由下式表述。

r（t）= 1-f（t）=

式中：r（t）-- 可靠度。系统在t时间无故障的概率。用的时间t为随机变量的故障分布函数r（t）来表示，或称为累积故障密度函数。

f（t）-- 为故障密度分布函数

d（t）-- 为随后d（t）时间内发生故障的条件概率密度函数，称为故障率或失效率、危险率。

由此可见，对锻压机械安全风险的评估，可靠度是极其重要的评估指标。为此，我们的企业首先应着力贯彻标准对产品的设计要求。国家标准gb17120《锻压机械 安全技术条件》规定了锻压机械设计、制造和使用方面的强制性的安全要求。该标准提出了机器及零、部件的设计必须符合gb5083《生产设备 安全卫生设计总则》和gb/t15706.1《机械安全、基本概念与设计通则 第1部分 基本术语、方法等》、gb/t15706.2《机械安全、基本概念与设计通则 第2部分 技术原则与规范》等标准规定的要求。也就是说，锻压机械产品在初期设计时，其产品结构、零部件的安全风险的评估必须进行可靠性分析，以理论力学、材料力学等科学理论作为基础，运用计算机模拟技术，对结构刚度，零、部件的机械强度等安全风险点，进行各项不能完成规定功能或性能指标、超过规定界限的状态等可靠度特征量的计算和分析。

试举开式压力机设计而言，就需要进行机身刚度计算、曲柄轴强度设计计算、曲轴刚度计算、气动平衡装置的计算、齿轮的弯曲强度计算、齿轮的接触强度计算、离合器的典型结构设计的计算、制动器结构设计的计算及液压、气动保护装置的设计计算等。

综上，生产企业应建立一个依托材料和信息化平台的产品安全风险评估机制。使锻压机械安全风险的预防在设计初期时得以实现。

二、安全风险的评价

国家标准gb12706和gb5226.1《机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件》是对锻压机械安全风险评价最基本、最全面的标准，应贯彻于锻压机械工艺制造、使用全过程中。

依据标准要求，首先设计锻压机械安全风险可靠度评价指标，故障分类制定原则、评定方法等，然后进行现场检测和试验。

根据故障性质和危害的严重程度，可将故障分为四类：ⅰ致命故障；ⅱ严重故障；ⅲ一般故障；ⅳ轻微故障。每一类故障规定相应的当量故障系数，按下式计算，其结果为划定故障分类结论。

式中： --试验期内第 台机床发生的第 类故障数；

--试验期内第 类故障的当量系数；

--累积当量故障数

那么，可靠性评价指标可采用平均无故障工作时间，平均修复时间，固有可用度三项可靠度特征量指标进行试验，其试验结果 由以下三个公式表示。

1、平均无故障工作时间mtbf值，按下式计算：

（1）

式中：t--累积相关试验时间，单位为小时（h）；

--试验期内第 台机床发生的当量故障数；

n --试验的机床台数。

2、平均修复时间mttr值，按下式计算：

（2）

式中： --试验期内第 台机床发生故障后的总修复时间，单位为小时（h）；

--评定周期内第 台机床的累积故障数。

3、固有可用度a值，按下式计算：

（3）

在评定试验期内机器未发生关联故障，则按置信水平为90%的平均无故障工作时间的置信下限值mtbf评定，mtbf=0.434t

根据式（1）计算出mtbf值，达到目标值者，评定机器可靠度为合格，未达到规定目标值者，则为不合格。对式（3）计算出来的mtbf和a值，只进行考察。

为在试验期内未发生关联故障，则按置信水平为90%的平均无故障工作时间的置信下限mtbf评定机器可靠度为合格。

试验中若发生关联的致命故障应立即中止试验，评定机器可靠度为不合格。

现仍以开式压力机为例，进行可靠度评定的项目就有机架刚度测试；滑块超载保护装置的试验；离合器制动器的试验及其他安全装置的试验等。通过试验测试的数据，依据上述公式计算结果，其产品的可靠度则泾渭分明、跃然纸上。

三、安全风险管理

推行产品安全风险管理，确保产品安全优质是每一个生产企业应该做到的，应将安全风险管理包括产品安全风险评估。产品安全风险管理包括产品安全风险评估、产品安全风险评价纳入到企业质量保证体系中。企业主要负责人对产品质量安全负首要责任。企业应该汲取具有资质条件的第三方共同参与产品认证工作。建立产品安全电子商务平台，积极与客户沟通，了解产品使用过程中的安全风险事故信息，推行网上集中受理维修业务，以便于不断总结、改进，实现产品安全优势、誉满全球。