机械设备安全应考虑机械产品安全和机械使用安全两个阶段，每个阶段都要采取安全技术措施和安全管理措施来消除或减小机械设备风险。
机械产品的安全：通过设计、制造等环节来实现。
机械使用的安全：体现在执行预定功能的正常使用。
【例如】安装、调整、查找故障、维修、拆卸及报废。
决定机械产品安全性的关键是设计阶段采用安全措施（本质安全），还要通过使用阶段采用安全措施来最大限度减小风险。
消除或减少相关的风险，应按下列等级顺序选择安全技术措施，即“风险减小的迭代三步法”：
第一步：本质安全设计措施，风险减小的第一步，最重要的一步
第二步：安全防护或补充保护措施
第三步：使用信息
本质安全技术措施
本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措施。
（一）合理的结构型式
（1）机器零部件形状
在不影响预定的使用功能的前提下，可接近的机械部件避免有锐边、尖角、粗糙面、凸出部位等。
对可能造成“陷入”的机器开口或管口端进行折边、倒角或覆盖。
（2）运动机械部件相对位置设计
满足安全距离的原则，防止人员受到挤压或剪切伤害。
- 增加运动部件的最小间距，使人体部位安全进入。
- 减小运动部件的最小间距，使人体部位不能进入。
（3）足够的稳定性
- 机器底座几何形状：包括载荷在内的重量分布。
- 机器部件运动引起的振动或重心摆动和倾覆力矩。
- 设备行走或安装地点的支撑面特征。
（二）限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
（1）专业符合性要求
（2）足够的抗破坏能力
应保证足够的安全系数，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）连接紧固可靠
（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。
【例如】采用易熔塞、限压阀、断路器限制超载应力。
（5）良好的平衡和稳定性
【例如1】材料的均匀性和回转精度。
【例如2】机械的抗倾覆和防风抗滑。
（三）使用本质安全的工艺过程和动力源
（1）爆炸环境中的动力源
【例如】采用全气动、液压控制或本质安全电气装置。
（2）采用安全的电源
【例如】防止电击、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
【例如1】不能因泄漏或元件失效导致流体喷射。
【例如2】储气罐或压力容器应防止剩余压力的危险。
（4）改革工艺控制有害因素
【例如1】消除或降低噪声、振动源。
【例如2】控制有害物质的排放。
（四）控制系统的安全设计
（1）控制系统的设计
【例如1】零部件应能承受在预定使用条件下的各种应力和干扰。
【例如2】手动控制器应配置在安全可达的位置，并设置在危险区以外（紧急停止装置、移动控制装置等除外）。
【例如3】手动启动装置附近均应配置相应的停止控制装置，还应配置主系统失效时用于减速或停机的紧急停机装置。
（2）软、硬件的安全
不宜由用户重新编程的应用软件，可在不可重新编程的存储器中使用嵌入式软件。需要用户重新编程时，宜限制访问涉及安全功能的软件。
（3）提供多种操作模式及模式转换功能
（4）手动控制器设计和配置应符合安全人机学原则
（5）考虑复杂机器的特定要求
- 动力中断后的自动保护系统或重新启动的原则。
- “定向失效模式”、“关键”件的加倍或冗余设置。
- 可重编程控制系统中安全功能的保护。
- 防止危险误动作的措施。
- 采用自动监控、报警系统等措施。
（五）材料和物质的安全性
（1）材料的力学性能承载能力
（2）对环境的适应性
（3）避免材料的毒性
- 本质安全上，应优先采用无毒和低毒材料或物质。
- 不可避免的毒害物，采取密闭、排放、隔离净化。
（4）防止火灾和爆炸风险
【例如】在液压装置和润滑系统中，使用阻燃液体（特别是高温环境中的机械）。
（六）机械的可靠性设计
可靠性设计主要体现在设备的可靠性和设备的维修性。人们常用可靠度、故障率、平均寿命（或平均无故障工作时间）、维修度等指标表示。
机械可靠性设计原则主要包括：使用已知可靠性的组件、关键组件安全性冗余、操作的机械化自动化设计、机械设备可维修等四项原则。
（1）使用可靠性已知的安全相关组件
需要考虑的环境条件包括冲击、振动、冷、热、潮湿、粉尘、腐蚀或磨蚀材料、静电、电磁场等。
（2）关键组件或子系统加倍（冗余）和多样化设计
当一个组件失效时，另一个组件或其他多个组件能够继续执行各自的功能，保证安全功能继续有效。
采用多样化的设计或技术避免共因失效或共模失效。
【共因失效】单一事件引发的不同产品失效。
【共模失效】不同原因引起，以相同故障模式为特征。
（3）操作的机械化或自动化设计
实现机械或自动化用以减少人员在操作点暴露于危险。
（4）机械设备的维修性设计
设计应考虑机械的维修性，当产品一旦出故障，易发现、易拆卸、易检修、易安装，维修性是产品固有可靠性的指标之一。
【维修性设计应考虑的要求】
- 将维护、润滑和维修设定点放在危险区之外。
- 检修人员接近故障部位进行维修作业的可达性。
- 【安装场所可达性】有足够的检修活动空间。
- 【设备外部可达性】封闭设备检修的开口及固定方式。
- 【设备内部可达性】零部件间的合理布局和安装空间。
- 零、组部件的标准化与互换性。
- 必须考虑维修人员的安全。
（七）遵循安全人机工程学的原则
在机械基础设计阶段，对操作者和机器进行功能分配时，应遵循安全人机工程学原则，考虑预定使用机器“人-机”相互作用的所有要素，以减轻操作者心理、生理压力和紧张程度。
安全防护或补充保护措施
安全防护措施是指从人的安全需求出发，采用特定的技术手段防止或限制各种危险的安全措施，包含防护装置、保护装置及其他补充措施。
（一）防护装置
以物理屏障的将人与危险隔离，是机器的组成部分。
（1）防护装置的功能
在人和危险源之间构成安全保护屏障是安全防护装置的基本功能。
【有形物的防护】隔离、阻挡、容纳
【无形物的防护】其他作用：电、高温、火、爆炸物、振动、辐射、粉尘、烟雾、噪声等具有的阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽。
（2）防护装置的类型
- 固定式防护装置：固定防护装置采用永久固定或借助紧固件方式。
- 活动式防护装置：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。
- 联锁式防护装置：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执行。
【机械传动机构常见的防护装置】
① 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。
② 金属骨架和金属网制成的防护网
常用于皮带传动装置或较长传输距离的传动装置防护。
③ 栅栏式防护栏杆或防护网
适用于防护范围大的场合，或作为移动机械移动范围内临时作业的现场防护，或高处临边作业的防护等。
（3）安全防护装置的一般要求
- 满足安全防护装置的功能要求
- 保证在机器的整个可预见的使用寿命期内，能良好的执行其功能。
- 构成元件及安装的抗破坏性
- 结构体应有足够的强度和刚度，应与机器的环境适应。
- 不应成为新的危险源，不增加任何附加危险。
- 防护结构体不应出现漏保护区，不易拆卸（非专用工具不能拆除），不易被旁路或避开。
- 防护装置应设置在进入危险区的唯一通道上。
- 满足安全距离的要求。
- 防护装置的开口应符合规定的要求。
- 可调式防护装置的可调或活动部分调整件，在特定操作期间保持固定、自锁状态，不得因为机器振动而移位或脱落。
- 当活动联锁式防护装置出现丧失安全功能的故障时，应使被其“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。
- 不影响机器的预定使用
- 不得与机械任何正常可动零部件产生运动抵触。
- 不因采用安全防护装置增加操作难度或强度。
- 遵循安全人机工程学原则
- 满足某些特殊工艺要求
- 在要求通过防护装置观察机器运行的场合，宜提供大小合适开口的观察孔或观察窗。
（二）保护装置
安全保护装置是通过自身结构功能限制或防止机器某种危险，从而消除或减小风险的装置。
（1）保护装置的种类
- 联锁装置：用于防止危险机器功能在特定条件下（通常是指只要防护装置未关闭）运行的装置。
- 能动装置：一种附加手动操纵装置，与启动控制一起使用，只有连续操作，机器才能执行预定功能。
- 保持-运行控制装置：一种手动控制装置，只有当手对操作器作用时，机器才能启动并保持机器功能。
- 双手操纵装置：强制操作者在机器运转期间，双手没有机会进入危险区。
- 敏感保护装置：用于探测人体或人体局部，并向控制系统发出正确信号以降低被探测人员风险的装置。
- 有源光电保护装置：探测特定区域内由于不透光物体出现引起的该装置内光线的中断。
- 机械抑制装置：依靠自身强度防止危险运动的机械障碍装置。
- 限制装置：防止危险机器状态超过设计限度的装置。
- 有限运动控制装置（行程限制装置）：与控制系统一起作用，使机器元件做有限运动的装置。
（2）保护装置的技术特征
- 保护装置零部件的可靠性为其安全功能的基础。
在规定的使用寿命期限内，不因零部件失效使安全装置丧失主要安全功能。
- 装置能在危险事件即将发生时，停止危险过程。
- 重新启动的功能，当保护装置动作第一次停机后，只有重新启动，机器才能开始工作。
- 光电式、感应式保护装置应具有自检功能。
- 当装置出现故障时，应使危险的机器功能不能执行或停止执行，并触发报警器。
- 保护装置与控制系统一起操作并形成一个整体。
- 保护装置的设计应采用“定向失效模式”的部件或系统、考虑关键件的加倍冗余，必要时考虑采用自动监控。
（三）防护装置的选择
| 正常运行 | 操作者无需进入危险区 | 优先选用固定式的防护装置 | |
| 操作者需要进入危险区 | 进入次数少 | 优先选用固定式的防护罩 | |
| 进入次数多 | 联锁、可调、双手操纵等 | ||
| 非运行状态其他作业期间（如调试、检修、清理等） | 手动控制、止-动或点动-有限运动操纵 | ||
（四）补充保护措施
（1）实现急停功能的组件和元件
- 急停器件为红色开关，附近衬托色为黄色。
- 急停功能不应削弱安全装置的效能。
- 急停装置应有防意外操作措施。
- 急停装置被启动后应保持接合状态，在用手重调之前应不可能恢复电路。
（2）被困人员逃生和救援的措施
【例如1】提供人工移动某些元件或反向移动某些元件的措施。
【例如2】下降装置的锚定点。
（3）隔离和能量耗散的措施
（4）提供方便且安全搬运机器及其重型零部件的装置
（5）安全进入机器的措施
使用信息
由文本、文字、标记、信号、符号或图表等组成，以单独或联合使用的形式向使用者传递信息，警示剩余风险和可能需要应对的机械危险事件。
（一）信息的使用原则
（1）根据风险的大小和危险的性质
依次采用安全色、安全标志、警告信号，直到警报器。
【注】图形符号和安全标志应优先于文字信息。
（2）根据需要信息的时间
- 警告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，持续到操作者干预或危险状态解除为止；
- 提示操作要求的信息应长期固定在所需的机器部位附近；
- 显示状态的信息应尽量与工序一致，与机器运行同步。
（3）根据机器结构和操作的复杂程度
- 简单机器：提供安全标志和使用操作说明书。
- 复杂机器：提供安全标志和使用操作说明书，配备有关负载安全的图表、运行状态信号，必要的报警装置。
（4）根据信息内容和对人视觉作业采用不同安全色
【注】安全色使用不能取代防范事故的其他安全措施。
（5）满足安全人机学的原则
（二）安全标志和安全色
（1）安全色
| 颜色 | 安全含义 | 机械/过程状况含义 |
| 红 | 危险、禁止 | 紧急 |
| 黄 | 注意、警告 | 异常 |
| 蓝 | 执行、指令 | 强制性 |
| 绿 | 安全 | 正常 |
【安全色的使用】
- 红色：消防设备标志、机械停止按钮、机械设备裸露部分（皮带轮的辐轮）、仪表刻度盘的极限位置。
- 黄色：皮带轮及其防护罩内壁、砂轮机防护罩内壁、防护栏杆、警告信号旗。
- 蓝色：道路交通标志和交通标线中警告标志。
- 绿色：机械启动按钮、安全通道、紧急出口、可动火区、避险处。
（2）安全标志
安全标志分为禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志等四种类型，并以颜色进行区分。
| 安全标志 | 安全色 | 基本特征 |
| 禁止标志 | 红色 | 红色圆框和斜杠，黑色图形，白色衬底 |
| 警告标志 | 黄色 | 黑色三角形边框，黑色图形，黄色衬底 |
| 指令标志 | 蓝色 | 圆形蓝色衬底，白色图形 |
| 提示标志 | 绿色 | 方形绿色衬底，白色图形 |
【安全标志应满足的要求】
- 应设在与安全有关的醒目地方和明亮环境中。
- 多个安全标志在一起设置，按警告、禁止、指令、提示排序，先左后右，先上后下。
- 至少每半年检查一次。
（三）信号和警告装置
（1）信号和警告装置类别
- 听觉信号
听觉信号利用人的听觉反应快的特点，不受环境限制。
险情听觉信号分为三类：警告听觉信号、紧急听觉信号、紧急撤离听觉信号。
- 视觉信号
视觉信号分为两类：警告视觉信号、紧急视觉信号。
- 视听组合信号
| 声信号 | 光信号 | 含义 |
| 扫频声、猝发声、快脉冲、交变声 | 红色 | 危险、紧急行动 |
| 短声 | 黄色 | 注意、警戒 |
| 序列声 | 蓝色 | 指令、强制性行动 |
| 拖延声 | 绿色 | 正常、警报解除 |
（2）安全要求
- 含义明确性
- 可察觉性
- 听觉信号应明显超过有效掩蔽阈值，应保证在接收区内的任何位置都不应低于65dB（A），高于背景噪音15dB。
- 紧急视觉信号应使用闪烁信号灯。
- 频闪效应会削弱闪光信号的可察觉性，声光同步可提高信号的可察觉性。
- 警告信号≥背景亮度5倍，紧急信号≥背景亮度10倍。
- 可分辨性：警告视觉信号为黄或橙黄色，紧急视觉信号为红色
- 有效性：定期复查
- 设置位置：宜紧邻潜在危险源
- 优先级要求：撤离信号 ＞ 紧急信号 ＞ 警告信号 ＞ 其他信号
（四）随机文件及使用说明书
【例如】操作手册、使用说明书或其他说明（保修单）
【使用说明书】
使用说明书是交付机械产品的必备组成部分。
能指导使用者正确使用机器，避免可能带来伤害，警告可合理预见到的误用的风险以及警告剩余风险。
【注】使用说明书不应用来掩盖设计上的缺陷。