1、机械在使用阶段有哪几种状态？这些状态分别跟机械的安全有何关系，请予以简要说明。
正常工作状态：仍存在各种危险
非正常工作状态：无先兆，可直接导致事故危害
故障状态：运行停止，导致经济损失或伤害
非工作状态：基本安全，环境因素带来危害
检修保养状态：超常规操作带来危害
2、机械通常能产生哪些类型的危险？
《企业职工伤亡事故分类》（GB 6441-1986）将危险因素分为20类，其中与机械相关度比较高的危险有：
- 物体打击
- 车辆伤害
- 机械伤害
- 起重伤害
- 触电
- 灼烫
- 火灾
- 高处坠落
- 坍塌
- 化学爆炸
- 物理爆炸
- 中毒和窒息
- 淹溺
- 其他伤害
3、什么是本质安全？
本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。
具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。
4、实现机械本质安全有哪些途径？
合理的结构形式，限制机械应力以保证足够的抗破坏能力，采用本质安全工艺过程和动力源，控制系统的安全设计，材料和物质的安全性与机械的可靠性设计。
合理的结构形式
- 在不影响预定使用功能的前提下，避免锐边、利角和悬凸部分；
- 不得由于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；
- 不得因为软件的设计瑕疵，引起数据丢失或死机；
- 满足安全距离的原则，防止可及危险部位伤害和避免受挤压或剪切的危险。
限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
- 专业符合性要求。应满足专业标准或规范；
- 足够的抗破坏能力。应保证足够的安全系数；
- 可靠的连接紧固方法。各种连接方式设计时应注意提高结合部位的可靠性；
- 防止超载应力。在传动链预先采用“薄弱环节”预防超载；
- 良好的平衡和稳定性。注意材料的均匀性和回转精度，机械整体应具有抗倾覆或防风、抗滑的稳定性。
采用本质安全工艺过程和动力源
- 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爆炸危险。防爆电气设备类型有本质安全型、隔爆型、增安型、充油型、充砂型、正压型、无火花型、特殊型等。
- 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。
- 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：
- 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；
- 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；
- 气体解吸器、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。
控制系统的安全设计
- 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。控制系统的安全设计应符合下列原则：
- 统一机构的启、制动及变速方式；
- 提供多种操作模式；
- 手动控制原则；
- 考虑复杂机器的特定要求；
- 控制系统的可靠性。
材料和物质的安全性
- 生产过程各个环节所涉及的各类材料，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，还需满足下列要求：
- 材料的力学性能和承载能力；
- 对环境的适应性；
- 材料的均匀性；
- 避免材料的毒性和火灾爆炸的危险；
- 对可燃、易爆的液、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，应在设计时考虑采取密闭、排放（或吸收）、隔离、净化等措施。
机械的可靠性设计
- 机械的可靠性的概念
- 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、使用条件、维修条件；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，是该机械若干功能全体的总和。
- 机械的可靠性一般可分为结构可靠性和机构可靠性。
- 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，一是机械设备要尽量少出故障，二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。
- 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。
5、机械设计中如果忽略安全人机工程学的原则，可能会带来哪些危害？可从哪些方面来进行机械的安全人机工程学设计？
合理分配人机功能，友好的人机界面设计，工作空间的设计，工作过程的设计和工作环境的设计。
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，但同时也对人的知识和技能提出了较高的要求。
友好的人机界面设计
显示器的安全人机学要求
- 信号和显示器的种类和设计应保证清晰易辨，指示器、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、尺寸应便于察看；信息含义明确、耐久、清晰易辨。
- 信号和显示器的种类和数量应符合信息的特征。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。
- 当信号和显示器的数量较多时，应根据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。
- 在以观察和监视为主的长时间的工作中，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。
- 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。
操纵（控制）器的安全人机学要求
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 多档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撑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。
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。
- 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。
- 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。
- 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，并得到适当的支撑；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。
- 若操作者的工作位置在坠落基准面2 m（含2 m）以上时，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以上时（含30 m）时，必须配置安全可靠的载人升降设备。
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。
- 负载限度，工作节奏，作业姿势
工作环境的设计
工作环境是指在工作空间中，人周围的物理的、化学的、生物学的诸因素的综合。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。
- 工作场所总体布置、工作空间大小和通道应适当；
- 应避免人员暴露于危险及有害物质（温度、振动、噪声、粉尘、辐射、有毒）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；
- 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；
- 应提供达到最佳视觉感受的照明（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；
- 工作环境应避免有害或扰人的噪声和振动的影响，同时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。
6、机械如果安装了安全防护装置就一定变得安全了吗？为什么？
不一定。采用安全防护装置可能存在附加危险。在物的不安全状态（直接原因），人的不安全行为（直接原因），安全管理缺陷（间接原因）等情况下，仍有事故发生的可能。
- 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；
- 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；
- 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；
- 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；
- 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。
7、请简述机械风险评价的过程。
