摘要：隨著農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類農(nóng)業(yè)機(jī)械越來越多被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)機(jī)作業(yè)安全也得到了更進(jìn)一步的重視。從廣義的角度上來講，設(shè)計(jì)階段的預(yù)控制、操作階段人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的優(yōu)化配置以及完備的管理措施構(gòu)成了完整的農(nóng)機(jī)本質(zhì)安全化體系。而農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)本質(zhì)安全通過技術(shù)措施消除事故風(fēng)險(xiǎn)、合理選用材料提高農(nóng)機(jī)整體安全性、采用安全防護(hù)裝置和安全機(jī)構(gòu)隔離危險(xiǎn)因素等技術(shù)手段，達(dá)到了從源頭上消除農(nóng)機(jī)事故隱患或降低農(nóng)機(jī)事故發(fā)生概率并減輕農(nóng)機(jī)事故發(fā)生后危害程度的目的，對農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機(jī)事故；本質(zhì)安全；農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： F323.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.20.020

近年來，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得巨大成績的同時(shí)帶動(dòng)了農(nóng)機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，農(nóng)機(jī)作業(yè)安全也受到越來越多的重視。農(nóng)機(jī)作業(yè)地點(diǎn)大多在田間、場院，事故發(fā)生地零散且隨機(jī)，一旦發(fā)生事故大多習(xí)慣于自行處理。在農(nóng)忙時(shí)節(jié)，各種農(nóng)機(jī)超負(fù)荷作業(yè)，駕駛操作人員疲勞駕駛操作，機(jī)具的維修保養(yǎng)更是無暇顧及，導(dǎo)致事故頻出。

2015年2月份《農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于2014年農(nóng)機(jī)事故情況的通報(bào)》中對2014年全國農(nóng)機(jī)道路外事故情況、農(nóng)機(jī)道路交通事故情況進(jìn)行了通報(bào)。報(bào)告指出：2014年，全國累計(jì)報(bào)告在國家等級公路以外的農(nóng)機(jī)事故1744起，死亡300人，受傷556人，直接經(jīng)濟(jì)損失1450.04萬元。其中：拖拉機(jī)事故720起，死亡223人，受傷294人；聯(lián)合收割機(jī)事故843起，死亡50人，受傷193人；其他農(nóng)業(yè)機(jī)械事故181起，死亡27人，受傷69人。在這其中，由于操作失誤引發(fā)的事故1120起，死亡153人，受傷287人，分別占事故起數(shù)、死亡人數(shù)和受傷人數(shù)的64.2%、51%和51.6%。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，許多情況事先難以預(yù)料，農(nóng)機(jī)的作業(yè)環(huán)境又具有特殊性和復(fù)雜性，嚴(yán)重影響了農(nóng)機(jī)的安全可靠性，而且農(nóng)機(jī)多行駛在村屯和田間的道路上，路面條件和地形復(fù)雜，極易引發(fā)事故。農(nóng)機(jī)駕駛員操作員仍普遍存在文化素質(zhì)相對較低、年齡偏大、安全意識(shí)差、守法意識(shí)差、操作技術(shù)素質(zhì)差、安全生產(chǎn)知識(shí)缺乏等特點(diǎn)，重使用、輕維護(hù)、違章載人，酒后駕駛、無證駕駛、違規(guī)操作等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，直接導(dǎo)致了各類農(nóng)機(jī)事故的發(fā)生。

在農(nóng)機(jī)研究設(shè)計(jì)過程中通過各種科學(xué)手段消除事故隱患，降低事故發(fā)生概率，降低農(nóng)機(jī)事故發(fā)生后的危害，使農(nóng)機(jī)在誤操作或發(fā)生故障的情況下避免發(fā)生事故或盡量降低事故造成的損害，這種從源頭上對農(nóng)機(jī)事故進(jìn)行預(yù)控制的方法，正是農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)本質(zhì)安全化的研究目的。

1 降低事故發(fā)生概率

1.1 合理選用材料

農(nóng)機(jī)的可靠性安全性，除設(shè)計(jì)因素外，很大程度上與選用材料的質(zhì)量和性能息息相關(guān)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中，根據(jù)材料使用性能、工藝性能的要求，并考慮經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境與資源原則，使用性能適用而又成本相對較低的金屬和非金屬材料以滿足農(nóng)機(jī)實(shí)用性、安全性和成本等多方面要求。其中常用的材料有鋼管、冷彎型鋼、合金鋼和低合金鋼、硬質(zhì)合金、特種鑄鐵、粉末冶金材料、工程塑料、橡膠等。

1.2 采用可靠性設(shè)計(jì)

可靠性設(shè)計(jì)是農(nóng)機(jī)安全的源頭，是在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中為消除農(nóng)機(jī)潛在缺陷和安全隱患、預(yù)防農(nóng)機(jī)事故而進(jìn)行的一系列分析和設(shè)計(jì)技術(shù)。為了提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品可靠性水平，應(yīng)該從設(shè)計(jì)方法的推行開始，摒棄舊有的農(nóng)機(jī)觀念，形成以人為本、安全為核心、優(yōu)質(zhì)高效、環(huán)保節(jié)能的設(shè)計(jì)理念，以可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)為農(nóng)機(jī)產(chǎn)品提供最大限度的安全保障。

1.3 以人為中心，改善操作者工作環(huán)境

1.3.1使農(nóng)機(jī)外觀達(dá)到本質(zhì)安全的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 例如，在不影響正常使用功能的情況下，凡是人體易接近的機(jī)械外形部分盡量保證平整、光滑，去除易引起損傷的銳角尖刺、突出物，合理選用連接件緊固件長度，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)須符合人體工程學(xué)原理以保證人員操作舒適、維修保養(yǎng)便捷等。

1.3.2使農(nóng)機(jī)中有關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到安全的設(shè)計(jì)要求 各運(yùn)動(dòng)部件之間、運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件之間的距離，尤其是切削部件、主工作部件與其他部件之間距離必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證不該通過的身體部位堅(jiān)決不能通過，同時(shí)盡可能限制操作部件、運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量和速度、往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的行程和加速度，盡量降低農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)的噪聲、振動(dòng)和表面溫度等。

1.4 提高機(jī)械化程度

盡可能減少人工操作，對于無法消除的危險(xiǎn)因素，適當(dāng)采用安全防護(hù)裝置來實(shí)行人機(jī)隔離，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

誤操作、危險(xiǎn)操作、違規(guī)拆除農(nóng)機(jī)的安全防護(hù)裝置等農(nóng)機(jī)作業(yè)期間人機(jī)非正常接觸已經(jīng)成為近年來農(nóng)機(jī)作業(yè)事故的主要因素之一。

貪圖操作方便或者故障發(fā)生時(shí)不切斷動(dòng)力就拆除保護(hù)裝置等現(xiàn)象在農(nóng)村相當(dāng)普遍，因此某些位置的安全保護(hù)裝置也需要一定的自我保護(hù)功能，必要時(shí)要與被保護(hù)部件的動(dòng)力傳輸鏈接，當(dāng)打開或拆除安全保護(hù)裝置同時(shí)自動(dòng)切斷動(dòng)力傳輸，最大限度發(fā)揮安全防護(hù)裝置的作用。

安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和選用還要考慮到操作者的操作習(xí)慣，盡可能便于操作者對農(nóng)機(jī)的操作，避免人為拆除安裝保護(hù)裝置的現(xiàn)象。

1.5 適當(dāng)采用自動(dòng)監(jiān)測和報(bào)警裝置

在一些農(nóng)機(jī)的重要部位安裝報(bào)警裝置也可以起到警示作用，預(yù)防非操作人員與農(nóng)機(jī)誤接觸而引發(fā)的事故。

另外在噴藥、施肥等農(nóng)機(jī)作業(yè)中，操作人員常常直接接觸大量的灰塵、藥塵，并且對因異物、機(jī)械故障等因素造成的堵塞、斷條情況難以及時(shí)有效監(jiān)視，難以保證良好的作業(yè)質(zhì)量，而通過安裝自動(dòng)監(jiān)測裝置則可以有效避免這些狀況。

2 降低事故危險(xiǎn)系數(shù)

2.1 安裝保護(hù)裝置

保護(hù)裝置可以使農(nóng)機(jī)在突發(fā)性的異常狀態(tài)中進(jìn)行自動(dòng)控制，降低或消除危險(xiǎn)。比較常用的安全保護(hù)裝置有超載保護(hù)裝置、限位開關(guān)、爆破片、熔斷器、極限位置限制器、單向閥、安全閥等。

2.2 安裝緊急停車裝置

有些農(nóng)機(jī)由于設(shè)備體積或者操作方式等原因，駕駛員操作員往往視線受到影響不能隨時(shí)觀測到農(nóng)機(jī)各方位的作業(yè)狀況，這時(shí)就應(yīng)根據(jù)農(nóng)機(jī)的具體情況適當(dāng)加裝緊急停車裝置，避免事故發(fā)生時(shí)因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成事故損害的進(jìn)一步擴(kuò)大。

通常如果存在下列情況，就應(yīng)該考慮配置緊急停車裝置：一是當(dāng)發(fā)生事故或故障時(shí)，不能立即通過控制開關(guān)來關(guān)停農(nóng)機(jī)作業(yè)來終止危險(xiǎn)的；二是不能通過一個(gè)總開關(guān)，迅速中斷多個(gè)可能造成危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)部件的；三是由于切斷某個(gè)局部運(yùn)動(dòng)部件可能導(dǎo)致出現(xiàn)其他危險(xiǎn)的；四是在操作人員或駕駛員經(jīng)常操作駕駛位置難以對農(nóng)機(jī)各個(gè)重點(diǎn)部位全面觀察的。緊急停車開關(guān)應(yīng)該保證瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)，能終止農(nóng)機(jī)事故部件的一切運(yùn)動(dòng)。對具有慣性運(yùn)動(dòng)的部件，緊急停車開關(guān)應(yīng)與制動(dòng)器或離合器聯(lián)鎖控制，達(dá)到迅速終止事故或故障部件運(yùn)行的目的。緊急停車開關(guān)的形狀、顏色應(yīng)與一般控制開關(guān)有明顯區(qū)別，而且緊急停車開關(guān)的位置應(yīng)保證操作人員易于觸及，不發(fā)生危險(xiǎn)。

2.3 提供充分的安全使用信息

由于農(nóng)機(jī)自身作業(yè)環(huán)境和特點(diǎn)，農(nóng)機(jī)自身經(jīng)常會(huì)存在一些通過設(shè)計(jì)技術(shù)無法消除的安全隱患，對于這些設(shè)計(jì)遺留風(fēng)險(xiǎn)則需要通過提供安全使用信息的方式通知和警告農(nóng)機(jī)操作人員，使他們在農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防和補(bǔ)救安全措施。農(nóng)機(jī)使用說明書和農(nóng)機(jī)關(guān)鍵位置設(shè)置安全警告標(biāo)識(shí)是常用的方法。

3 農(nóng)機(jī)成本控制

農(nóng)民既是農(nóng)業(yè)發(fā)展的受益者，也是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的使用者和消費(fèi)者。農(nóng)民一般文化程度都不高，消費(fèi)水平也有限，在農(nóng)機(jī)使用上只強(qiáng)調(diào)農(nóng)機(jī)具備基本的簡單功能即可，并不十分重視農(nóng)機(jī)其他功能。比如聯(lián)合收割機(jī)，很多農(nóng)民都只要求把小麥等收割干凈就行，對于聯(lián)合收割機(jī)的其他功能并不太注意，而且易操作、易修理的農(nóng)機(jī)可能更受農(nóng)民歡迎。在保障農(nóng)機(jī)基本功能和耐用的前提下，農(nóng)民希望農(nóng)機(jī)價(jià)錢越便宜越好，在基本功能相近且價(jià)格相差不大的情況下，農(nóng)民才有可能會(huì)考慮有安全裝置、對作業(yè)安全具有一定保障的農(nóng)機(jī)。

過于復(fù)雜和不必要的安全結(jié)構(gòu)使農(nóng)機(jī)整體價(jià)格遠(yuǎn)超過其實(shí)際價(jià)值，影響農(nóng)民的購買和使用愿望，因此在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中在保證農(nóng)機(jī)各項(xiàng)功能和安全性能的前提下，必須在設(shè)計(jì)工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)都將成本控制作為主要考核要素之一，使成本降到盡可能低的水平，避免設(shè)計(jì)完成的農(nóng)機(jī)成為“曲高和寡”的“樣品”。通過對農(nóng)機(jī)成本的控制使具有安全性能的農(nóng)機(jī)真正進(jìn)入農(nóng)村，被農(nóng)民所接受，并逐漸改變和提高農(nóng)民購買、使用農(nóng)機(jī)時(shí)的安全觀念。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段我國大部分農(nóng)民由于經(jīng)濟(jì)水平和文化層次的限制，對于農(nóng)機(jī)事故缺乏足夠的預(yù)防和承受能力，因此在農(nóng)機(jī)安全化體系中，單純依靠農(nóng)機(jī)作業(yè)過程中的管理來減少農(nóng)機(jī)事故發(fā)生和降低事故危害依然不盡人意。加強(qiáng)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)本質(zhì)安全，從源頭上消除農(nóng)機(jī)事故隱患、降低農(nóng)機(jī)事故發(fā)生概率并減輕農(nóng)機(jī)事故發(fā)生后危害程度，配合農(nóng)機(jī)作業(yè)過程中的管理措施，雙管齊下才能最大限度地減少事故發(fā)生、降低事故危害。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊義勇.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[2] 劉宏玲.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)與安全設(shè)計(jì)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（04）

作者簡介：趙國，長春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院，助理工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械及農(nóng)業(yè)廢棄資源綜合利用。