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            高速磨床的機械安全設計

            發布時間:2021/3/15
                       高速磨床的機械安全設計
              一、高速磨床加工過程的危險分析
              針對高速磨床加工的特點,分析可能產生砂輪破碎、卷入、擠壓和切割等危險的性質和識別各種危險產業的后果。包括離遺加工條件下磨床和工件的受力分析、動態性能分析以及元件的可靠性分析,從而結合生產實際列出加工中可能發生的危險項目清單。將高速磨床分解成縱向往復運動部件、旋轉運動部件和冷卻潤滑三個子系統。   
              二、高速磨床風險評價數學模型和評價體系的建立
              高速磨床的風險數包括:操作者暴露于危險區的頻次和持續時間,危險事件出現的概率和可能的傷害嚴重度等。針對高速磨削加工中危險因素眾多、交錯影響和相互干涉等特點,運用模糊數學理論建立對于不確定度的推理和評價模型,并在此基礎上形成適合于高速磨削工況下的具有定量分析功能的新的風險評價體系。這其中的難點在于風險評價數學模型的建立。
              1.事件樹分析
              高速平面磨床在磨削過程中,常發生工人操作不當事件,因而造成砂輪破碎傷人事故,其危害性較大。現對該初始事件樹進行分析,以期分析出事故的產生過程,從邏輯順序上為確定安全對策提供依據,如圖1所示。
            圖1高速磨床事件樹分析
              2.故障樹分析
              以磨床砂輪破碎傷人事故為例,進行故障樹全過程分析(FTA)。
              (1)繪制故障樹(FT) 磨床砂輪故障樹如圖2所示。
              (2)故障樹分析
              1)定性分析。由圖2中的故障樹結構可知,此樹或與門少,所以從最小徑集入手分析較為方便。如圖8-45所示,將此故障轉換為對偶得成功樹。
              
              圖2磨床砂輪故障樹
              三、高速磨床機械安全設計
              在用磨床加工時,最不安全的因素是高速運轉的砂輪,對操作者健康有害的是在磨削過
            程中所產生的碎沙粒和金屬屑末。
              1.砂輪防護罩設計
              砂輪一定要有防護罩,防護罩要有足夠的強90度以擋住碎塊飛出。防護罩開口尺寸如圖3所示,以防止碎塊水平飛出傷人。
              2.磨削液與通風除塵裝置
              磨削液除了冷卻砂輪、工件外,還可防塵。選擇磨削液時應考慮:對人體健康無害,不降低砂輪強度,保存時不變形,顏色透明不妨礙操作者觀察加工進程。使用時要保潔,并加防護擋板,使其不致拋灑在操作者站立的區域。
              不用磨削液的干磨磨床,大部分都自帶吸塵器,如圖4所示。
              3.工件的裝夾及工作臺換向機構設計
              工件裝夾不牢固,易發生工件飛出傷人或撞壞傷人事故。尤其是在使用外圓磨床和采用帶有電磁性平臺的平面磨床時。
               
              圖3砂輪防護罩設計
              采用磁性平臺時,要防止突然斷電失去磁性,使工件被砂輪打出傷人。為此,可裝設聯鎖裝置,當磁性平臺斷電時,磨床電動機也斷電停轉。或將磁性平臺設為永久磁性的,并且在磁性平臺兩端裝設堅固的防護擋板。
              對于非導磁性工件(銅合金、鋁合金),應采用精密虎鉗或專用夾具(圖5)裝夾后,再放在磁性平臺上。
              當磨削鍵、墊圈等尺寸小而壁較薄的工件時,因工件與磁性平臺接觸面積小,吸力弱,容易被磨削力彈出而造成事故,因此裝夾這類工件時,需在工件四周或左、右兩端用擋鐵圍住,以防止磨削工件發生位移。
              磨床工作臺的行程長度由改變擋塊的位置來調整(圖6)。因此,必須檢查擋塊固定的可靠性,否則在自動送進打開換向滑閥時,擋塊會被推離原位,換向不起作用,砂輪就會撞到前、后工件臺或工件的端面卜。
              
              圖4磨削液與通風除塵裝置   圖5工件的裝夾及工作臺換向機構設計   圖6工作臺的行程設計
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