金属切削机床存在的主要危险
(一)机械危险
(1)形状或表面特征:锋利物件、粗糙表面、碰撞剐蹭、冲击
(2)卷绕、绞缠:
- 回转运动的机械部件
- 回转件上的突出形状
- 旋转运动部分的开口
(3)引入、卷入、碾轧:
- 啮合的夹紧点
- 回转夹紧区域
- 接触的滚动面
(4)挤压、剪切、冲击
- 接近型的挤压危险
- 工作台、滑鞍(或滑板)与墙或其他物体之间
- 刀具与刀座之间,刀具与夹紧机构或机械手之间
- 由于操作者意料不到的运动或观察加工时产生的挤压危险
- 通过型的剪切危险
- 工作台与滑鞍之间
- 滑鞍与床身之间
- 主轴箱与立柱(或滑板)之间
- 刀具与刀座之间
- 机器部件冲击危险
- 工作台、滑座、立柱等部位快速移动
- 主轴箱快速下降
- 机械手移动
(5)飞出物打击
- 失控部件的动能:机床零件或被加工材料/工件甩出。
- 弹性元件的位能:如弹簧、皮带等的断裂引起的弹射。
- 液体或气体位能:机床冷却系统、液压系统、气动系统由于泄漏或元件失效引起流体喷射,负压和真空导致吸入的危险。
(6)物体坠落打击
- 高处坠掉零件工具
- 悬挂物体不牢坠落
- 质量不均失稳坠落
- 运动部件超行程脱轨
(7)滑倒、绊倒、坠落
- 磕绊跌伤
- 打滑跌倒
- 高处坠落
(二)非机械危险
(1)电气危险
(2)热危险
(3)噪声危险
(4)振动危险
(5)辐射危险
(6)物质和材料产生的危险
(7)设计时忽略人机工程学产生的危险
引起的危险的原因
第一类是设备缺陷或故障(能量中断、机械零件破损及其他功能紊乱)造成的危险。第二类是辅助装置缺陷或故障(安全措施错误、安全装置缺陷或定位不当)造成的危险。
(1)能量供应中断、零件破损及其他功能紊乱造成的危险
- 机床或控制系统能量供应中断。
- 动力中断、连接松动、元件破损。
- 控制系统的故障或失灵、选择和安装不符合设计规定,引起机床意外启动或误动作。
- 数控系统记忆失灵及各外部接口连接不当。
- 机床部件装配错误和导管、电缆等连接错误。
- 机床稳定性意外丧失,配重系统元件断裂倾覆。
(2)安全措施错误、安全装置缺陷或定位不当造成的危险
- 防护装置性能不可靠,存在漏保护区。
- 保护装置不可靠或失灵引起的危险。
- 危险部位未提供安全信息、报警装置未设置或失灵。
- 急停装置性能不可靠,安装位置不合适。
- 安全调整和维修用的设备和附件未提供或提供不全。
- 气动排气装置安装、使用不当。
- 进入机床的措施没有提供或措施不到位。
- 液压、气动、润滑、冷却系统故障、失效。
安全技术措施
金属切削作业存在较多的危险因素,包括机械危险、电气危险、热危险、噪声危险等因素,可能会对人体造成伤害。因此,切削机床设计时应尽可能排除危险因素。
(一)本质安全措施
(1)机床结构
- 稳定性、机床外形
- 满足防止挤压的身体部位最小间距
(2)控制系统
- 在控制系统出现故障时,不应导致危险产生。
- 控制装置应设置在危险区以外(紧急停止装置、移动控制装置等除外)。
- 启动和停止:
- 机床只应在人有意控制下才能启动。
- 停止装置应位于每个启动装置附近。
- 控制模式选择:每个被选定的模式只允许对应一种操作或控制模式。
- 紧急停止装置:
- 机床应设置一个或数个紧急停止装置,保证瞬时动作时,能终止机床一切运动或返回设计规定的位置。
- 该装置复位时不应使机床启动,必须按启动顺序重新启动。
- 数控系统:信息中断或损坏,控制系统不再应发出下一步指令,但仍可完成在故障前预先选定的工序。
(3)物质和材料
- 通过消除或最大程度减少危险的设计措施来实现。
- 总体设计应采取有效措施消除或最大程度减少有害物质排放,最大限度减少人员暴露于有害物质中。
- 控制油雾浓度最大值不超过5mg/m³。
- 控制粉尘浓度最大值不超过10mg/m³。
- 火灾和爆炸
(4)满足安全人机学要求
- 工作位置应适合操作者的身体尺寸、工作性质。
- 友好的人机界面设计。
(二)安全防护措施
(1)运动部件的安全防护
运动部件是金属切制机床安全防护的重点,当通过设计不能避免或不能充分限制危险时,应采取必要的安全防护措施。
- 有可能造成缠绕、吸入或卷入等危险运动部件和传动装置应予以封闭、设置防护装置或信息提示。
【注】通常传动装置采用隔离式防护装置。
- 凡在作业上方有物料传输装置、带传动装置以及上方可能有坠落物件的下方,应设置防护网等防护。
- 有行程距离要求的,应设置可靠的限位装置。
- 有惯性冲击的往复运动部件,应设置缓冲装置。
- 可能超负荷损坏的,应设置超负荷保护装置。
- 可能松脱的零部件必须采取有效措施加以紧固。
- 单向转动的应在明显位置标出转动方向(止逆装置)。
- 运动部件不允许同时运动时,控制机构应联锁,否则应在控制机构附近设置警告标志。
(2)夹持装置的安全防护
- 急停或动力系统故障时,必要时限定其最高安全速度或转速。
- 机动夹持装置
- 机床运转的开始应与装置夹紧过程的结束相联锁。
- 机动夹持装置的放松应与机床运转的结束相联锁。
- 工件夹紧力低于安全值或超过允许值时,工件的驱动装置应自动停止,保持足够夹紧力。
(4)平衡装置的安全防护
采用动力平衡装置,应防止动力系统发生故障时机床部件坠落而造成的危险。
(5)排屑防喷溅措施
- 采取断屑措施(控制刀具角度、断屑槽)防止产生长带状屑。
- 手工清除废屑,严禁手抠嘴吹。
- 输送高压流体的冷却系统、液压系统、气动系统以及润滑系统,应设有防止超压的安全阀或调整压力变化的溢流阀。蓄能器应能自动泄压或安全闭锁(断开时还需压力的除外)。
(6)工作平台、通道、开口防滑、绊倒和跌落的措施
- 当可能坠落的高度超过500mm时,应安装防坠落护栏、安全护笼及防护板。
- 一般情况下,工作平台和通道上的最小净高度应为2100mm,通道的最小净宽度应为600mm,最佳为800mm。当经常通过或有多人同时交叉通过的通道宽度应为1000mm。
- 为了避免绊倒危险,相邻地板构件之间的最大高度差应不超过4mm。
- 工作平台或通道地板的最大开口应使直径35mm的球不能穿过该开口。对下面有人工作的非临时通道,其地板最大开口不应让直径20mm的球体穿过,否则应采用其他适当设施保证安全。
(7)防止触电危险
(8)热危险的安全防护
(9)噪声和振动的安全防护
(10)电离和非电离辐射
- 高频、微波、激光、紫外线、红外线等非电离辐射应采取屏蔽辐射源、加强个体防护等措施。
- 对于存在电离辐射的放射源,外照射防护的基本方法是时间、距离、屏蔽防护。