一、金屬(shu)切削(xue)機床定義(yi)
金屬切削(xue)機床(車、銑(xi)、磨、刨、鑽等),金屬(shu)切削(xue)機床(chuang)是用切削、特種加(jia)工等方(fang)法主要用(yong)于加工金(jin)屬工件,使(shi)之獲得所要(yao)求(qiu)的幾何形(xing)狀,尺(chi)寸精度(du)和(he)表面(mian)質量的機器。
二(er)、金屬(shu)切削(xue)機床(chuang)危(wei)險源(yuan)分(fen)析
① 直(zhi)線運(yun)動(dong)的危險(xian): 由機(ji)械的(de)往複或接近對(dui)人身造成(cheng)傷害，如刨床、内(nei)外圓(yuan)磨床的(de)往(wang)複運動、銑床(chuang)的升降(jiang)運動等；
② 旋(xuan)轉運動(dong)的危險: 機械的旋轉部件将(jiang)人體或衣服卷入，造成傷害，如(ru)機床(chuang)的主(zhu)軸(zhou)、卡盤、絲杆,磨削的砂輪,切(qie)削刃具(ju)—鑽頭、銑刀鋸片(pian)等在旋轉(zhuan)時傷(shang)人；
③ 靜(jing)止危險: 人接觸(chu)或(huo)與靜止的設備(bei)産生相對運(yun)動(dong),如被設(she)備的(de)尖銳部(bu)位(wei)或部(bu)件劃傷、撞(zhuang)傷；
④ 飛(fei)出物(wu)擊傷: 刀(dao)具、機械(xie)部件、金屬(shu)切屑等的(de)飛出；
⑤ 燙傷(shang): 如高溫金(jin)屬切(qie)屑對(dui)人體的燙傷等(deng)；
⑥ 機械加工中的 電氣傷害(hai) 。
三(san)、cnc雙柱式(shi)立式(shi)車床(chuang)安全(quan)解決方案
本節選取(qu)cnc雙柱(zhu)式立式(shi)車床(見(jian)圖5-10)爲例,依據該(gai)種車(che)床的(de)結構(gou)特點(dian)進行風險(xian)分析(xi),并給(gei)出安(an)全解決方案。
(1)cnc 雙(shuang)柱(zhu)式(shi)立式(shi)車床(chuang)的(de)風(feng)險分(fen)析 ( 表 5-10)
1 機械危險
1.1 擠壓(ya) / 碰撞(zhuang)危險： 未調整工(gong)件與刀架(jia)間距 , 刀架與工件相撞造(zao)成傷害。
應(ying)采取(qu)的措施：
1. 需(xu)設置(zhi)帶有(you)聯鎖裝(zhuang)置(zhi)的玻璃(li)窗防護(hu)門；
2. 防(fang)護門(men)打(da)開後,橫梁、x軸和z軸隻能(neng)通過手動(dong)持續(xu)操作(zuo)來(lai)保(bao)持運(yun)行狀态:點(dian)動速(su)度應(ying)視具體情(qing)況(kuang)控(kong)制在(zai)安全(quan)速度(du)以内:
3. 需要(yao)對旋(xuan)轉主軸(zhou)的超速(su),轉向(xiang)及停(ting)止狀态進行監控；
4. 每(mei)次開動機床前(qian)都要(yao)确認機床附件(jian)、加工(gong)件(jian)以及刀(dao)具(ju)均已固(gu)定可(ke)靠,并對(dui)任何人(ren)員無危險(xian)；
5. 在機(ji)床顯(xian)眼部位加(jia)施明(ming)顯(xian)的(de)标識:
6. 完(wan)善安全(quan)操作(zuo)規程(cheng),如加工件的(de)重(zhong)量、輪廓尺(chi)寸的限制(zhi)。
1.2 切割(ge)或切(qie)斷危(wei)險： 操作人員可(ke)能接觸到靜止(zhi)或運動的(de)鋒利的加(jia)工刀具或(huo)加工(gong)零件的毛(mao)刺、毛(mao)坯上鋒利(li)的毛刺和銳角(jiao)等而(er)造成的傷(shang)害。
應采取(qu)的措施：
1. 需(xu)要設置帶(dai)有聯(lian)鎖裝置的(de)防護門，
2. 防(fang)護門打開(kai)後,橫梁(liang)、x軸和(he)z軸(zhou)隻能(neng)通(tong)過(guo)持續(xu)操作來(lai)保(bao)持運(yun)行狀态；點動速(su)度應控制(zhi)在安(an)全速度以下；
3. 在(zai)工件回轉或刀具回(hui)轉的情況(kuang)下，禁(jin)止戴(dai)手(shou)套操作(zuo)；
4. 每次(ci)開動(dong)機床前都要确(que)認機(ji)床附(fu)件、加(jia)工件(jian)以及刀具均已固定(ding)可靠，并對(dui)任何(he)人都(dou)無危(wei)險；
5. 當機床(chuang)已在工(gong)作(zuo)時不能變(bian)動(dong)手(shou)柄和(he)進行測量、調整以及(ji)清理等工(gong)作；
6. 如果在加工(gong)過程(cheng)中形成飛起的(de)切屑,應放下防(fang)護擋闆,清(qing)除機床工(gong)作台和加工件上的(de)切屑不能直接用手(shou)，也不能直(zhi)接用(yong)壓縮空氣(qi)吹,而要用專(zhuan)門的工(gong)具；
7. 在機(ji)床顯眼部位(wei)加施(shi)明顯的标(biao)識；
8. 加工過程中,遵守(shou)安全(quan)操作規程(cheng)。
1.3 纏繞(rao)危險： 旋轉(zhuan)的刀(dao)具(ju)、主軸、絲(si)杠、加工(gong)件等易(yi)發生絞手、纏卷(juan)衣袖(xiu)以及卷入頭發(fa)的危險
應采取的措(cuo)施：
1. 需(xu)要設(she)置帶有聯(lian)鎖(suo)裝(zhuang)置的防護(hu)門；
2. 防(fang)護門打開後·橫(heng)梁、x軸和(he)z軸隻能通過(guo)持續操作(zuo)來保(bao)持運(yun)行狀(zhuang)态；點動(dong)速度應(ying)控制在安全速(su)度以(yi)下(xia)；
3. 絲(si)杠要(yao)被伸縮(suo)式防護門覆(fu)蓋；
4. 卡盤爪(zhao)或壓(ya)闆不(bu)宜超出(chu)卡(ka)盤；
5. 注意防(fang)護用品的正确(que)使用(yong)(不戴手套操作,衣(yi)袖、衣襟(jin)紮緊、(女性的)長(zhang)頭發盤在(zai)帽子(zi)内(nei))；
6. 在(zai)機床顯(xian)眼(yan)部(bu)位(wei)加施(shi)明顯的标識；
7. 加工過(guo)程中(zhong),遵守(shou)安全操作(zuo)規程。
1.4 飛出(chu)物擊傷： 刀(dao)具或(huo)機械部件，如未夾緊(jin)的刀(dao)具、工件、破碎的(de)砂輪在高速旋(xuan)轉中(zhong)飛出(chu)傷人(ren)；飛出的金屬切屑，如(ru)連續的或破散(san)飛(fei)出的切(qie)屑飛出(chu)傷人(ren)。
應采取的措(cuo)施：
1. 需要設置帶有聯鎖(suo)裝(zhuang)置的防護(hu)門(罩)；
2. 需要(yao)對旋(xuan)轉主(zhu)軸的超(chao)速(su)、轉向(xiang)及停(ting)止狀态進(jin)行監(jian)控(kong)；
3. 透(tou)過防護門(men)可随時觀察工(gong)作情況；
4. 注意防護用品的正确(que)使用(yong)(不戴(dai)手套(tao)操作(zuo),衣袖、衣(yi)襟紮緊)；
5. 在機(ji)床顯(xian)眼部位加(jia)施明顯的(de)标識(shi)；
6. 加工過程(cheng)中,遵守安全操作(zuo)規(gui)程。
1.5 高(gao)壓噴(pen)射危(wei)險： 冷(leng)卻液、潤(run)滑油(you)的(de)飛濺(jian) , 對人(ren)員可能造(zao)成的(de)傷害(hai)
應采取的措施：
1. 需設置防(fang)油罩；
2. 潤滑油(you)的(de)壓力(li)不大(da)于3mpa；
3. 設(she)置專門的(de)操作位(wei)置(zhi):
4. 加裝帶有(you)聯鎖(suo)裝置的防護門(men)；
5. 操作人員遠離(li)加工點；
6. 在(zai)機床(chuang)顯眼部位加(jia)施明顯(xian)的标(biao)識；
7. 加(jia)工過程中(zhong),遵守安全操作(zuo)規程。
1.6 滑倒、絆(ban)倒和跌(die)落危險： 由于現場(chang)地(di)面存(cun)在的(de)潤滑油、冷(leng)卻液等導緻的(de)滑倒；由于(yu)線纜(lan)的不(bu)合理敷設(she)或被加(jia)工件不(bu)正确(que)的擺放堵塞了機床(chuang)附近(jin)的通道(dao)導緻的絆倒(dao)；由于大型(xing)機床(chuang)設置的平(ping)台、樓(lou)梯(ti)而導緻(zhi)的跌落危險。
應采(cai)取的措(cuo)施：
1. 環(huan)繞平(ping)台設置圍(wei)欄；
2. 地面、平台(tai)、樓梯上(shang)采用防滑(hua)地闆(pan)；
3. 正确(que)安放被(bei)加工件(jian),不要(yao)堵塞(sai)機床(chuang)附近(jin)的通道；
4. 使(shi)用專(zhuan)用工(gong)具及(ji)時清(qing)掃切(qie)屑,工作場(chang)地特别是腳踏(ta)闆上,不能(neng)有冷卻液和油；
5. 在(zai)機床顯(xian)眼(yan)部位加(jia)施明(ming)顯的标識；
6.
加工過程(cheng)中,遵(zun)守(shou)安全操作規程。
2 、電氣危(wei)險 ： ( 直接的或間接的(de) ) 電氣接觸(chu)
① 電控箱門(men)打開後，電控箱(xiang)内依然帶(dai)電，人員可能(neng)會接觸(chu)到裸露的或防(fang)護不足的帶電導體(ti)造成電擊(ji)傷害；
② 電纜防護(hu)蓋強(qiang)度不夠,在(zai)有人員經(jing)過的位置防護門被踩壞，内部(bu)電纜破損(sun)導緻觸電(dian)危險(xian)；
③ 電箱(xiang)的防塵防(fang)水等(deng)級不夠，外部水(shui)浸入可能導緻短路.觸電(dian)的危(wei)險；
④ 機(ji)床接(jie)地不(bu)好；
⑤ 照明燈(deng)線裸(luo)露，照(zhao)明未(wei)采用安全電壓(ya)，易發(fa)生觸電傷害；
⑥ 走線/氣(qi)管的附近(jin)有棱邊,可能損壞線/氣管(guan)；
⑦ 高頻(pin)設備(bei)(如變(bian)頻(pin)器(qi))産生的幹擾
應采取(qu)的措(cuo)施：
1. 滿(man)足gb5226.1的接地(di)要求；
2. 在電控箱上加裝(zhuang)聯鎖的(de)總電源開(kai)關,确保電控(kong)箱帶電(dian)狀态下無(wu)法打(da)開；
3. 在(zai)電(dian)控(kong)箱内(nei)于帶有非安(an)全電壓的帶電(dian)導(dao)體處加裝ip2x需(xu)要核對(dui)以上(shang)的防(fang)護門,防止(zhi)人員直接(jie)接觸到帶電導(dao)體；
4. 在機床顯眼(yan)部位(wei)加施明顯的标(biao)識；
5. 更(geng)換具有足夠強(qiang)度的電纜(lan)；
6. 電箱上的(de)開口(kou)需(xu)要适當(dang)處理(li),使得其防(fang)護等級不(bu)低于(yu)ip54；
7. 将走線/氣管(guan)的附近(jin)的棱邊(bian)倒(dao)圓；
8. 關注emc公(gong)告:
9. 在機床顯眼(yan)部位(wei)加施(shi)明顯的标(biao)識。
3 、熱(re)危險 （ 燒傷 / 燙傷）：飛濺(jian)的(de)金屬切(qie)屑；飛濺(jian)的(de)冷卻(que)液。
應采取(qu)的措施(shi)： 1. 需(xu)要設置帶(dai)有聯鎖(suo)裝(zhuang)置的(de)防護門；
2. 注意防護用(yong)品的正确(que)使用(yong)(衣袖、衣襟(jin)紮緊)；
3. 在機(ji)床顯眼部(bu)位加(jia)施明(ming)顯的标識(shi)；
4. 加工(gong)過程中(zhong),遵守安(an)全操作規(gui)程。
4 、噪(zao)聲危(wei)險 （失聰或失(shi)去(qu)意(yi)識）：聽力(li)喪失 ( 失聰(cong) ) ，其他的生(sheng)理障礙 ( 例(li)如 : 失去平(ping)衡 , 失去意(yi)識 )
應采取(qu)的措施：
加(jia)工過程中(zhong),佩戴耳塞,遵守(shou)安(an)全操作規程(cheng)；
2.
注意适當(dang)休(xiu)息(xi)。
5 、振動危險(xian)： 導緻多種(zhong)神(shen)經和(he)血(xue)管的(de)疾病。
應采(cai)取的措(cuo)施(shi)： 注意适當休息(xi)。
6 、煙塵(chen)導緻(zhi)的危險： 接觸或吸入(ru)有害(hai)的粉塵而導緻的(de)危險。
應(ying)采取的措(cuo)施：
注意通(tong)風設備的(de)保養(yang)。
（ 2 ）設計(ji)安全功(gong)能的架(jia)構
① 防(fang)護門(men)的安全回(hui)路設計。 以(yi)防護(hu)門(men)爲(wei)例。根(gen)據上(shang)述的風險(xian)分析(xi)結果,防護門的(de)安全等級(ji)需要達到(dao)gb/t16855.1-2008的ple,因(yin)此根據(ju)相(xiang)應的(de)設計架構的要(yao)求,需要采用專(zhuan)用的(de)安全控制(zhi)模塊來(lai)監測安(an)全傳感(gan)器的信号變化,并以此(ci)來控(kong)制執行裝(zhuang)置的動作。此處(chu)的輸入信(xin)号及(ji)輸出信号(hao)均需(xu)采用(yong)冗餘結構(gou)，且需要對執行(hang)裝置的實際狀(zhuang)态進行監測,這(zhe)裏可以采用将(jiang)接觸器(qi)的輔助(zhu)觸點接入反饋(kui)回(hui)路的方(fang)式進(jin)行監測(ce)。一(yi)個帶有兩個(ge)常(chang)閉觸(chu)點的行程開關(guan)接入(ru)安全控制模塊(以西門子(zi)的模塊化安全系統(tong)mss爲例)的輸(shu)入端t1/in1和(he)t2/in2(注(zhu):t1/t2是系(xi)統自動提供的(de)兩個不同頻率(lü)的測(ce)試脈沖信(xin)号,用(yong)于診斷功能),也(ye)就是說,打(da)開防護門(men)時,模塊化(hua)安全系統(tong)監測到輸入端(duan)的安全(quan)輸入信(xin)号發生(sheng)了(le)變化(hua),根據(ju)預先組态的邏輯架(jia)構輸(shu)出結(jie)果,切斷相(xiang)應的安全(quan)輸出,從而(er)使(shi)相關的(de)受控裝置(zhi)可靠(kao)地執行預期的(de)運行(hang)動作(zuo)。如果(guo)機器具備(bei)了再(zai)次投入運(yun)行的條件,則在關閉(bi)防護門後(hou),按下(xia)接在(zai)接線端子(zi)in3的複(fu)位按(an)鈕，觸發模塊化安全(quan)系統内部的邏輯塊的輸入端(duan)，就會使受控裝置具(ju)備再次運行的條(tiao)件。此時(shi),安全輸出端所(suo)連接的執(zhi)行裝(zhuang)置就會根據邏(luo)輯結(jie)果進(jin)行預期的運行動作(zuo)。執行裝(zhuang)置(zhi)-q1、-q2的輔助(zhu)觸點串聯後(hou),接入接(jie)線端子in4,作爲反(fan)饋(kui)回路(lu)。
② 針對(dui)cnc雙柱式立式機(ji)床的安(an)全(quan)控制回路設(she)計(ji)。 與設計(ji)防(fang)護門(men)的道理(li)相(xiang)同,也需要考慮包括急停按鈕、主軸(zhou)的超速(su)、轉向以(yi)及停止狀态的(de)監控。同時需要(yao)将模式選擇信(xin)号納人安全控制系(xi)統的考(kao)慮(lü)範圍。
③
帶有聯(lian)鎖裝置的防(fang)護門的安全控(kong)制回路設(she)計。
此部分(fen)的設(she)計(ji)需要考慮操(cao)作(zuo)模(mo)式，也(ye)就是(shi)說,機床在(zai)運行模式下,帶(dai)有聯鎖裝置的(de)防護門是(shi)處于(yu)鎖閉狀(zhuang)态,操作(zuo)人員(yuan)是無(wu)法打(da)開防(fang)護門的,這(zhe)樣就可以(yi)有效(xiao)避免出(chu)現傷人(ren)的事(shi)故的出現(xian)；而處于維修/手(shou)動(dong)模式時(shi),操作(zuo)人員可以(yi)接觸(chu)到主軸(zhou)、加(jia)工件,但前(qian)提是,需要(yao)手動解鎖(suo)後,在規定(ding)的時間内(nei)打開防護門,否(fou)則防護(hu)門(men)會再次鎖閉,此時主(zhu)軸的(de)轉速可能(neng)需要限制(zhi)在50r/min。
文章引(yin)用全(quan)國機械(xie)安(an)全标準化(hua)技(ji)術委員(yuan)會編(bian)著，中(zhong)國質(zhi)檢出(chu)版社(she)、中國(guo)标準(zhun)出版(ban)社(she)出(chu)版的《機械安全标準應用指南》。
來源｜徐多(duo)多
編(bian)輯｜劉李文青(qing)
審(shen)核｜程彥娜
複審｜周競(jing)
終審(shen)｜張愛梅
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