机械危险的安全措施

金属切削加工是通过刀具与工件间的相对运动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的一种机械加工方法。 

金属切削机床存在的主要危险

 

（一）防止机械危险安全措施
【运动部件】 
（1）缠绕、吸入或卷入等危险的运动部件和传动装置应予以封闭或信息提示。齿轮、链传动采用封闭式防护罩，带传动采用金属骨架的防护网，保护区域较大的范围采用防护栅栏。 
（2）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，应设置防护廊、防护棚、防护网等防护。 
（3）运动部件与运动、静止部件之间，不应存在挤压危险和剪切危险，否则遵循如下安全距离要求。 

（4）运动部件在有限滑轨运行或有行程距离要求的，应设置可靠的限位装置。 
（5）运动中可能松脱的零部件必须采取有效措施加以紧固，防止由于启动、制动、冲击、振动而引起松动、脱离、甩出。 
（6）对于可能超负荷（压力、起升量、温度等）发生部件损坏而造成伤害的，应设置超负荷保护装置。 
（7）对于单向转动的部件应在明显位置标出转动方向，防止反向转动导致危险。 
（8）对于有惯性冲击的机动往复运动部件，应设置缓冲装置。 
（9）运动部件不允许同时运动时，其控制机构应联锁，不能实现联锁的，应在控制机构附近设置警告标志。 
【夹持装置】 
（1）夹持装置应确保不会使工件、刀具坠落或甩出，尤其是当紧急停止或动力系统故障时，必要时限定其最高安全速度或转速。 
（2）手动夹持装置应采取安全措施，防止意外危险（钥匙或扳手等工具遗留在夹持装置上随机床运转）坠落或甩出，防止产生挤压手指等危险。 
（3）机动夹持装置夹紧过程的结束应与机床运转的开始相联锁；夹持装置的放松应与机床运转的结束相联锁。机床运转时，工件夹紧装置不应动作；未达到预期安全预紧力时，工件驱动装置不应动作；工件夹紧力低于安全值或超过允许值时，工件驱动装置应自动停止，并保持足够的夹紧力，使其可靠地停下来。 
【平衡装置】 
（1）与机床部件及其运动有关的配重，如将其置于机床体内或置于固定式防护装置内等。 
（2）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。 
（3）移动式平衡装置（如配重），在移动范围内采取防护措施，防止移动造成的碰撞、夹挤。 
【工作平台、通道、开口防止滑倒、绊倒和跌落的措施】 
（1）高度超过500mm，应安装护栏、护笼等。 
（2）平台与通道净高应为2100mm，通道净宽度应为600mm，最佳为800mm。繁忙通道应为1000mm。平台、通道应防滑、防跌落，尽量不应使操作人员接近机床的危险区。 
（3）相邻地板构件之间的最大高度差不应超过4mm，
（4）电线、电缆及各种管路不应引起绊倒。 
（二）电气系统 
1. 防止触电危险 
（1）加强电气设备的带电体、绝缘、保护接地和电磁兼容的防护。 
（2）电流、电压的过载和中断的保护。 
（详见第2章） 
2.控制系统
（1）系统功能安全可靠。 
（2）控制装置应设置在危险区以外，与其他装置明显区分。影响观察时配置声光信号。 
（3）机床应设置一个或数个紧急停止装置。 
 （三）物质和材料 
（1）消除或最大程度减小危险的设计。采用无毒低毒、不燃难燃材料。 
（2）消除或最大程度减少有害物质排放。采取通风、净化和个体防护措施。油雾浓度最大值不超过5mg/m3，粉尘浓度不超过10mg/m3。 
（3）消除或最大程度减小机器自身或物质的过热。限制现场可燃物、助燃物。 
（四）满足安全人机学要求 
（1）工作强度、运动幅度、可见性、姿势、工作位置等应与人的能力和极限相适应。 
（2）友好的人机界面设计。显示器的视距应至少0.3m，安装高度应为1.3~2m。危险信号应优先采用声、光组合信号。 
（五）其他危险的安全措施 
高频、微波、激光、紫外线、红外线等非电离辐射，应合理选择作业点，采取屏蔽、个体防护等措施。激光作业禁止使用镜面反射材料，光通路应设置密闭式防护罩。 电离辐射的外照射防护的基本方法是时间、距离、屏蔽防护。 

一、砂轮机加工的特点 
（1）砂轮的运动速度高。 
（2）砂轮的非均质结构，结构强度低。 
（3）磨削的高热现象。 
（4）大量磨削粉尘。 
二、磨削加工危险因素 
（1）机械伤害。
（2）噪声危害。
（3）干式磨削产生的粉尘
三、砂轮机的安全要求
1. 砂轮主轴 
（1）砂轮主轴端部螺纹其旋向须与砂轮工作时旋转方向相反，砂轮机应标明砂轮的旋转方向；
（2）端部螺纹应足够长，切实保证整个螺母旋入压紧（L>1cm）；
（3）主轴螺纹部分须延伸到紧固螺母的压紧面内，但不得超过砂轮最小厚度内孔长度的1/2 （h>H/2）。 
2. 砂轮卡盘 
一般用途的砂轮卡盘直径不得小于砂轮直径的1/3，切断用砂轮的卡盘直径不得小于砂轮直径的1/4；卡盘结构应均匀平衡，各表面平滑无锐棱，夹紧装配后，与砂轮接触的环形压紧面应平整、不得翘曲；卡盘与砂轮侧面的非接触部分应有不小于1.5mm的足够间隙。 
3.砂轮防护罩 
（1）砂轮防护罩的总开口角度应不大于90°，如果使用砂轮安装轴水平面以下砂轮部分加工时，防护罩开口角度可以增大到125°。而在砂轮安装轴水平面的上方，在任何情况下防护罩开口角度都应不大于65°。 
（2）砂轮卡盘外侧面与砂轮防护罩开口边缘之间的间距一般应不大于15mm。 
（3）防护罩上方可调护板与砂轮圆周表面间隙应可调整至6mm以下；托架台面与砂轮主轴中心线等高，托架与砂轮圆周表面间隙应小于3mm。 
（4）防护罩的圆周防护部分应能调节或配有可调护板，以补偿砂轮的磨损。砂轮的圆周表面与防护罩可调护板之间的距离应不大于1.6mm。 
（5）应随时调节工件托架以补偿砂轮的磨损，使工件托架和砂轮间的距离不大于2mm。 
4.电气安全要求 
（1）绝缘电阻。电源接线端子与保持接地端之间的绝缘电阻，其值不应小于1MΩ。 
（2）保护接地装置连接件和连接点应确保不受机械、化学或电化学的作用而削弱其导电能力，接地装置处应有清晰、永久固定的接地标记。 
5.其他要求 
（1）台式、落地砂轮机在空运转条件下，噪声声压级不得超过80dB。 
（2）干式磨削砂轮机应设置吸尘装置，砂轮防护罩应备有吸尘口，带除尘装置的砂轮机的粉尘浓度不应超过10mg/m3。 
（3）砂轮机只可单向旋转，并标有方向。 
四、砂轮机的使用安全
砂轮在安装使用前，必须经过严格的检查。有裂纹或损伤等缺陷的砂轮绝对不准安装使用。
（1）通过标记核对砂轮机是否符合要求。 
（2）新砂轮、经第一次修整的砂轮以及发现运转不平衡的砂轮，都应做平衡试验。 
砂轮机的操作要求 ：
（1）更换新砂轮时，速度应进行验算，在任何情况下都不允许超过砂轮的最高工作速度。 
（2）应使用砂轮的圆周表面进行磨削作业，不宜使用侧面进行磨削。 
（3）任何情况下，操作者都应站在砂轮的斜前方位置，不得站在砂轮正面。 
（4）禁止多人共用一台砂轮机同时操作。 
（5）砂轮机的除尘装置应定期检查和维修，及时清除通风装置管道里的粉尘，保持有效的通风除尘能力。 

（1）应确保控制系统功能安全可靠，能经受预期的工作负荷、外来影响和逻辑的错误。即使在控制系统出现故障时，也不应导致危险产生。
（2）控制装置应设置在危险区以外；在操作位置不能观察到全部工作区的机床，应设置视觉或听觉警告信号装置或警告信息，使工作区内人员及时撤离或迅速制止启动。
（3）启动和停止。只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。
（4）控制模式选择。有一种以上工作或操作方式时，应设置模式选择控制装置。
（5）紧急停止装置。 机床应设置一个或数个紧急停止装置；紧急停止装置应保证操作人员易于触及且操作无危险；装置复位时不应使机床启动，必须按启动顺序重新启动才能重新运转。
（6）数控系统。信息中断或损坏，程序控制系统不应再发出下一步指令，但仍可完成在故障前预先选定的工序；有关安全性的软件不允许用户改变。

（1）通过消除或最大程度减小危险的措施来实现。优先采用无毒和低毒的材料或物质。若使用危险和有害作用的生产物料时，应采取相应的防护措施。
（2）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，采取有效的通风、净化和个体防护措施。控制油雾浓度最大值不超过5mg/m3，粉尘浓度最大值不超过10mg/m3。
（3）消除或最大程度减小机器自身或物质的过热风险，限制现场可燃、助燃物的量。

砂轮装置由砂轮、主轴、卡盘和防护罩共同组成。
1.砂轮主轴
砂轮主轴端部螺纹满足防松脱的紧固要求，旋向与砂轮工作时旋转方向相反，砂轮机标明砂轮的旋转方向；
端部螺纹足够长，保证螺母旋入压紧; 主轴螺纹部分延伸到紧固螺母的压紧面内，但不得超过砂轮最小厚度内孔长度的1/2。
2. 砂轮卡盘
一般用途的砂轮卡盘直径不得小于砂轮直径的1/3，切断用砂轮的卡盘直径不得小于砂轮直径的1/4；卡盘结构应均匀平衡，各表面平滑无锐棱，夹紧装配后，与砂轮接触的环形压紧面应平整、不得翘曲；卡盘与砂轮侧面的非接触部分应有不小于1.5mm的间隙。
切断用砂轮：
卡盘直径不得小于砂轮直径的1/4
识图—看砂轮片的厚度
打磨用砂轮：
卡盘直径不得小于砂轮直径的1/3
3. 砂轮防护罩
由圆周构件和两侧面构件组成，留有一定形状的开口。
（1）砂轮防护罩的总开口角度应不大于90°，如果使用砂轮安装轴水平面以下砂轮部分加工时，防护罩开口角度可以增大到125°。在砂轮安装轴水平面的上方，在任何情况下防护罩开口角度都应不大于65°。
（2）砂轮防护罩任何部位不得与砂轮装置各运动部件接触，砂轮卡盘外侧面与砂轮防护罩开口边缘之间的间距一般应不大于15mm。
（3）防护罩上方可调护板与砂轮圆周表面间隙应可调整至6mm以下；托架台面与砂轮主轴中心线等高，托架与砂轮圆周表面间隙应小于3mm。

以2020、2021真题为例：

一、卡盘与砂轮侧面的非接触部分应有不小于1.5mm的间隙

二、砂轮防护罩的总开口角度应不大于90°

满足安全人机学要求

(1)强度、幅度、可见性、姿势等应与人的能力和极限相适应;

(2)友好的人机界面设计;

(一)机械危险

卷绕 绞缠	① 回转运动的机械部件 ② 回转件上的突出形状 ③ 旋转运动部分的开口	挤压 剪切 冲击	① 接近型的挤压危险 ② 通过型的剪切危险 ③ 机器部件冲击危险
引入 卷入 碾轧	① 啮合的夹紧点 ② 回转夹紧区域 ③ 接触的滚动面	飞出物 打击	① 失控部件的动能 ② 弹性元件的位能 ③ 液体或气体位能
高处坠落打击	① 高处坠掉零件、工具 ② 悬挂物体不牢的坠落 ③ 质量不均、失稳坠落	形状 表面 特征	① 锋利物件的作用 ② 粗糙表面的擦伤 ③ 碰撞剐蹭、冲击
滑倒 绊倒 跌落	① 磕绊跌伤 ② 打滑跌倒 ③ 高处坠落	-

 

(二)电气危险

【例如】触电危险、设备保护措施不当、电气设备燃烧或爆炸;

噪声危险

【例如】对听力及其他生理的损伤、对通讯和声讯信号干涉;

振动危险

【例如】影响加工质量、降低机械寿命、引起各类疾病;

辐射危险

【例如】电离辐射和非电离辐射的伤害、电磁信号干扰;

(七)物质和材料产生的危险

【例如】有毒害的物质、现场的发火因素、生物性质危害;

(八)设计时忽视人机工效学生产的危险

【例如】作业频率和强度不当、作业位置和操纵位置不当、人员防护装置不当、作业照明条件不足、符号标识不清等;

(五)其他危险的安全措施

1.热危险安全

降低表面温度、绝热材料包裹、设置防护装置、有效的个人防护;

2.噪声和振动

机床质量（t）	≤10	＞10-30	≥30
普通机床/dB（A）	85	85	90
数控机床/dB（A）	83

3.电离和非电离辐射

非电离辐射的防护：屏蔽辐射源、加强个体防护;

电离辐射的外防三原则：时间防护、距离防护、屏蔽防护;

(一)砂轮机加工的特点

(1)砂轮的运动速度高(磨削速度高达30-35m/s)

(2)砂轮的非均质结构

【注】由磨粒、结合剂和孔隙组成，强度低于单一均质材料。

(3)磨削的高热现象

(4)大量磨削的粉尘

3.砂轮防护罩

(1)台式和落地式砂轮机用砂轮防护罩的开口尺寸：

① 轮防护罩的总开口角度应不大于90°;

② 在砂轮主轴中心线水平面以上部分不准超过65°;

③ 如果使用砂轮安装轴水平中心线水平面以下砂轮部分加工时，防护罩开口角度可以增大到125°;

(2)砂轮防护罩任何部位不得与砂轮装置运动部件接触;

【注】卡盘外侧面与防护罩开口边缘的间距一般应不大于15mm;

(3)砂轮圆周表面与可调护板边缘之间的间隙应小于6mm;

(4)托架台面与砂轮主轴中心线等高，托架与砂轮圆周表面间隙应小于3mm;

(5)当砂轮磨损时，砂轮的圆周表面与防护罩可调护板之间的距离应不大于1.6mm;

(6)应随时调节工件托架以补偿砂轮的磨损，使工件托架和砂轮间的距离不大于2mm;

【注】前述圆周表面与可调防护板间距6mm是指最大间距，托架与砂轮间距3mm为最大间距;