機械加工中旋轉(zhuǎn)部件對人體的傷害及防護

林夢艷

（湖北大學知行學院 機械設(shè)計制造及其自動化 ）

摘要：在機械加工生產(chǎn)過程中，由于加工設(shè)備在設(shè)計、制造方面存在的問題，或由于材料選擇不當，以及操作不當?shù)确矫娴脑?，各種傷害程度的事故經(jīng)常發(fā)生。為了使人們對機械加工生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)的傷害事故有基本的了解，本文將以機械加工中旋轉(zhuǎn)部件對人體的傷害及防護為例，對機械加工工藝的種類和和危險因素的產(chǎn)生和控制進行分析。

關(guān)鍵詞：機械加工；旋轉(zhuǎn)部件；工藝改進；危險因素控制；

在絕大多數(shù)機械、機器和設(shè)備的運行過程中，許多機械部件在做高速旋轉(zhuǎn)運動，這些運動部件具有較大的運動能量，如有缺損和變形將導致運轉(zhuǎn)失穩(wěn)和振動，一旦斷裂或脫落逆流作用于人體將造成傷害事故。

比如旋轉(zhuǎn)的攪拌機葉片將不慎伸入的手絞傷；旋轉(zhuǎn)中的飛輪、齒輪、鏈輪、鏈條、旋轉(zhuǎn)軸和軸頭會把人體接觸到的部位擦傷；正面撞擊會造成骨折等肢體損傷；人手伸入皮帶、鏈條和飛輪或齒輪間將被碾傷；花盤、卡盤盤、雞心夾的突出部位、撥盤可能勾住手套、衣服、發(fā)辮、頭巾等而把人體會局部拖入機械造成傷害或死亡，高速旋轉(zhuǎn)的銑刀、砂輪接觸人體會造成傷害；曲軸、未固定好的長棒會將靠近的人體部位打傷[1]。

一、旋轉(zhuǎn)部件的危險種類

旋轉(zhuǎn)運動的危險，主要是指人體或衣服卷進機械旋轉(zhuǎn)部位的危險，包括：

（1）卷進單獨旋轉(zhuǎn)的機械部件中的危險：

（2）卷進兩個旋轉(zhuǎn)運動部件之間的危險：

（3）卷進旋轉(zhuǎn)部件與固定構(gòu)件之間的危險：

（4）卷進旋轉(zhuǎn)部件與直線運動部件之間的危險：

（5）旋轉(zhuǎn)運動加工件打擊或絞軋的危險：

（6）旋轉(zhuǎn)遠動件上凸物的打擊：

（7）孔洞部分：有些旋轉(zhuǎn)部件由于有孔洞部分而具有更大的危險性

（8）旋轉(zhuǎn)運動和直線運動引起復合運動產(chǎn)生的危險

二、旋轉(zhuǎn)部件的防護措施

為了防止機械的旋轉(zhuǎn)部件對人體造成意外傷害，一般在危險部位加設(shè)安全防護裝置。安全防護裝置是為預(yù)防操作者和其他人員接觸機械旋轉(zhuǎn)部件或接近機械設(shè)備危險區(qū)域造成傷害的輔助裝置。安全防護裝置包括防護罩、防護欄桿、防護柵欄、防護擋板等遮擋式的防護裝置。

1加防護罩

用防護罩對高速旋轉(zhuǎn)的部件加以隔離，如皮帶輪、鏈輪、齒輪、鏈條、旋轉(zhuǎn)軸、法蘭盤和軸頭等。下面以車床為例加以介紹。

回轉(zhuǎn)的車床附件和工件，以及在車削過程中形成的邊緣比較鋒利，是車削過程中最主要的不安全因素。車削加工中因工件造成的工傷事故遠高于其它切削加工。對安全影響大的車床回轉(zhuǎn)附件主要是裝卡工件的花盤、卡盤、雞心夾、等。

2加防護欄桿

不能在地面上操作的機床，操作臺周圍應(yīng)設(shè)置高度不低于0.8m的欄桿；容易傷人的大型機床運動部位，如龍門刨床床身兩端也應(yīng)加設(shè)欄桿，以防工作臺往復運動時撞人。

在危險性很高的部位，防護裝置應(yīng)設(shè)計成順序連鎖結(jié)構(gòu)。當取下或打開防護裝置時，機床的動力源就被切斷。有一種比較簡單輕便的連鎖結(jié)構(gòu)——電鎖，它可用于各種形式和尺寸防護罩的門上。轉(zhuǎn)動它的旋鈕，安裝在防護罩門上的鎖體內(nèi)的門閂就進入固定不動的插座內(nèi)，關(guān)閉防護罩的門。與此同時，三個電源插片也伸出進入插孔而使機床三相電源接通。由于門閂與插片是連鎖同時動作，因此打開防護罩門，插片也退出插孔，機床電源也就被切斷。

防護裝置可以是固定式的（如防護欄桿），或平日固定，僅在機修、加油潤滑或調(diào)整時才取下（如防護罩），也可以是活動式的（如防護擋板）。在需要時還可以用一些大尺寸的輕便擋板（如金屬網(wǎng)）將不安全場地圍起來。

三、安全控制裝置

1、機床的過載保護裝置

機床過載保險裝置多種多樣，每種裝置通常分為三部分：感應(yīng)原件、中間環(huán)節(jié)和執(zhí)行機構(gòu)。感應(yīng)原件對所檢參數(shù)的變化起反應(yīng)，并通過中間環(huán)節(jié)傳給執(zhí)行機構(gòu)以實現(xiàn)保險[2]。這些部分可以組成一個部件，變成一個起直接作用的保險裝置，或位于保險對象的不同位置從而起到間接作用的保險裝置，或位于保險對象的不同位置從而起到間接作用的保險系統(tǒng)。保險裝置可以根據(jù)能量形式和工作特性分為以下幾種。

（1）中斷傳動鏈中的能量流。如電氣安全保險裝置、剪切式裝置和脫落蝸桿[3]。

（2）吸收能量并將其轉(zhuǎn)化成為其它形式。如摩擦式離合器。

（3）在作用過程中或積累能量并在過載停止后，利用連續(xù)的脈動循環(huán)作用將能量還給對象，如爪型、滾珠式離合器，拉桿和帶有平面彎曲彈簧保險裝置，連桿帶彈簧的保險裝置等。

（4）從保護對象中放出局部或全部能量。如液壓保護裝置。

過載不僅指力過載，還包括機床工作規(guī)范和使用條件被破壞，如刀具折斷、零部件溫度超限、冷卻潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障亦屬于此列。

2、行程限位保險裝置

為使運動部件、刀具完成行程，到達預(yù)定位置后能自動停止，常采用行程限位保險裝置。當工作臺到達預(yù)定位置時，擋塊壓下行程開關(guān)，工作臺就自動停止或返回。

3、動作連鎖裝置

它的作用之一在于控制各運動按順序進行，上一個動作未完成之前，下一個動作不能進行。連鎖裝置系統(tǒng)，可以保證夾緊動作完成后，順序閥接通，繼之進給運動才能開始。

另外還可以控制機構(gòu)互鎖，如車床溜板箱內(nèi)設(shè)置的互鎖機構(gòu)能防止絲桿、光桿同時傳動。

4、意外事故連鎖保險裝置

當突然斷電時，其補償機構(gòu)（如蓄能器、止回閥等）立即起作用，使機床停車。

5、制動裝置

當迅速停機以裝卸被加工工件，以及在發(fā)生突然事故時及時停機，都需要有使機床立即停止運轉(zhuǎn)的制動裝置。制動裝置類型很多，可根據(jù)使用要求及特點來選用。

按制動裝置結(jié)構(gòu)分塊狀閘、具有活動套圈的圓通閘或內(nèi)塊閘、帶閘、錐形閘及圓盤閘等；按制動動力分手動、液壓、電力或氣壓等。

另外，所有變速、換向機構(gòu)應(yīng)有明顯的檔位標志牌，以及可靠的定位裝置。

機械加工中發(fā)生的傷亡事故是由于人和機器的異常接觸而發(fā)生的。機械事故的直接原因就是人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)；管理上的缺欠是它的間接原因。這三點是機械事故的間接原因。因此，我們在預(yù)防機械事故的過程中一方面要加強“人—機”系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，另一方面也要加強管理。

參考文獻

[1] 周水庭.金屬切削機床安全設(shè)計體系的研究[G].湖南大學.2011.7：8-13

[2] 王虎奇.機械產(chǎn)品安全設(shè)計方法的研究及其在安全磨床上的應(yīng)用[G].湖南大學.2011.8：7-15