还剩19页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
本科毕业论文(设计、创作)题目浅谈机械__工艺中危险因素及其控制学生姓名张亮学号110108457所在系院交通工程学院专业安全工程专业入学时间2011年9月导师姓名王锟职称/学位助教/硕士导师所在单位安徽三联学院完成时间2015年5月安徽三联学院教务处制浅谈机械__工艺中危险因素及其控制摘要机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(人、资金、能量、材料和机械)之一几乎所有的产业和工程领域都需要应用机械设备,如制造工业、交通运输工业、国防工业、能源工业等都与机械有密切的__在机械__生产过程中,由于__设备在设计、制造方面存在的问题,或由于材料选择不当,以及操作不当等方面的原因,各种伤害程度的事故经常发生为了使人们对机械__生产过程中容易出现的伤害事故有基本的了解,本文将对机械__工艺的种类和和危险因素的产生和控制进行分析关键词机械__;工艺;危险因素控制;工艺Theriskofthe__chiningpro__ssanditsfactorscontrolAbstract:the__chineisoneofthefive__jorelementsofproductionandservi__sinmodernsocietypersonmoneyenergy__terialsand__chineryone.Almostalltheindustrialandengineeringapplicationsarerequiredmechanicalequipmentsuchas__nufacturingindustrytransportationindustrynationaldefenseindustrytheenergyindustryiscloselyrelatedtomechanical.Inthemechanicalpro__ssingproductionpro__ssduetothepresen__ofinthedesign__nufacturingandpro__ssingequipmentorduetoimproper__terialselectionandtheimproperoperationandotheraspectsdegreeofinjuryaccidentsoftenhappen.Inordertoaccidentpronetoenablepeopletothe__chiningpro__ssofthebasicknowledgethispaperwillprodu__andcontroltypesandriskfactorsonthe__chiningpro__ss____ysis.Keywords:Mechanicalpro__ssing;Pro__sscontrol;Riskfactors;Pro__ss目录TOC\o1-3\h\u1绪论I
1.1机械__的简介I
1.2机械设备发生事故的一般规律I
1.
2.1设过程中的缺陷I
1.
2.2制造上存在的缺陷I
1.
2.3维护和使用上的缺陷I2机械危害分类及其影响部位
22.1机械危害的分类
22.
1.1旋转部件的危害
22.
1.2往复线性运动或滑动的危害
22.
1.3旋转部件和滑动之间
22.
1.4其他危害因素
22.2机械__设备的危害部位23机械__中旋转部件对人体的伤害及防护
43.1旋转部件对人体伤害的方式
43.2旋转部件对人体的伤害
43.
2.1刚性物体做定轴运动时所具有的能量
43.
2.2碰撞现象的力学分析
43.
2.3旋转部件的伤人方式
63.3旋转部件的防护措施
63.
3.1加防护罩
63.
3.2加防护栏杆
63.4安全控制装置
73.
4.1机床的过载保护装置
73.
4.2行程限位保险装置
73.
4.3动作连锁装置
83.
4.4意外事故连锁保险装置
83.
4.5制动装置84往复线性运动部件对人体的伤害及防护
94.1线性运动对人体的伤害
94.2线性运动部件伤人的方式
104.3往复线性运动部件的防护措施
104.
3.1安全防护装置
104.
3.2安全控制装置115机械__生产中飞射物对人体的伤害及防护
125.1飞射物的来源、种类及伤害方式
125.2飞射物伤害的防护措施126总结14致谢15____161绪论
1.1机械__的简介人类所从事的生产活动大部分是利用机械来进行的,这也使得在生产活动中发生的事故或多或少与机械设备有关尤其是在机械__中生产过程中,由于工艺的多样性(截断、剪切、熔化、浇注、锻造、冲压、热处理、切削、磨削、焊接等)、机械设备的多样性车床、刨床、钻床、镗床、冲床、剪床、锻锤等、工种的多样性(铸造、热处理、锻造、冲压、切削、起重等)、环境的多变性(空间、照明、温度等的影响),各种伤害程度不同的事故时有发生这就使得机械__安全问题的合理解决显得日益重要
1.2机械设备发生事故的一般规律就机械设备而言,从设计开始,经过各种__程序,直到使用的各个过程中,各阶段都可能产生不安全后果,因此设计的作用尤为突出
1.
2.1设过程中的缺陷在机械产品的生产__过程中,设计过程所需要的时间(设计周期)占产品生产总时间的25%~37%设计过程对产品的质量起着决定性作用,由统计资料分析得知,产品的质量事故约有50%是由设计造成的设计中产生的事故隐患主要原因有制造机械的材料与使用条件不符;使用条件设想错误;强度设计上的错误以及结构上的缺陷这是设计者缺乏过程上的知识和经验造成的
1.
2.2制造上存在的缺陷其中有使用材料的缺陷以及__方法、__工艺、操作技能上的缺陷以及操__的马虎大意
1.
2.3维护和使用上的缺陷机械系统伴随着使用时间的增长,出现磨损、损伤、磨蚀等机械故障,使得事故发生的可能性大大提高长时间的超额使用,操作技术生僻,以及安全作业的技巧缺乏等都会产生不安全状态,提高了机械伤人的可能性
[1]
1.3论文研究的目的和意义由上述可知在机械__过程中总存在着这样或那样的危险因素,这些危险因素不仅仅存在于物的不安全状态,往往还来源于人的不安全行为这些危险因素不仅仅给我们带来重大的财产损失,往往还会给我们的生命健康带来不可逆转的伤害因此为了保障我们的生命财产安全,也为了提高机械__的效率,本文从机械__工艺入手,通过改善机械设备,提高__工艺努力改善物的不安全状态机械设备方面主要是消除凸出部件、旋转部件、飞射物以及孔洞等带来的危险,将采取加防护罩、防护栏等方式;而提高__工艺主要采取的是加安全控制的方式2机械危害分类及其影响部位机械__过程中的危害主要要静止的危害、旋转部件的危害、往复线性运动或滑动危害、其它危害因素针对不同的危害,将采取不同的措施加以控制和预防,本文主要针对旋转部件危害、往复线性运动的危害以及__过程中的溅射危害加以具体分析,静止危害将不多加介绍
2.1机械危害的分类
2.
1.1旋转部件的危害
(1)单旋转部分:凸出块和孔;轴;切削刀具和研磨工具
(2)内旋转咬合:旋转部件和固定部件的咬合;对向旋转部件咬合成切线运动部件和旋转部件的咬合
2.
1.2往复线性运动或滑动的危害:单向运动、往复运动或滑动和固定部分
2.
1.3其他危害因素飞出刀具和机械部分、飞出切屑或工件、运转着的__件打击或绞扎的伤害
2.2机械__设备的危害部位机械的危害部位主要有
①旋转部件或成切线部件的咬合处如齿轮和小齿轮、动力传输皮带和滑轮、链条和链轮等
②旋转的轴包括卡盘、连接器、丝杠、芯轴、圆形芯轴和杆等
③旋转的凸出块和孔处含有孔洞和凸出快的旋转部件是很危险的如凸轮、飞轮、风扇叶等
④对向旋转部件的咬合处如混合棍、齿轮、轧钢机、等
⑤固定部件和旋转部件的咬合处如或飞轮和辐条手轮、旋转搅拌机、无保护开口外壳搅拌装置和机床床身等
[2]
⑥接近类型如动力压力机的滑块、锻锤的锤体等
⑦通过类型如剪切机的刀刃、床身、金属刨床的工作台等等
⑧单向滑动如凸式运动带、带锯边缘的齿、砂带磨光机研磨颗粒等
[3]
⑨滑动部件与旋转部件之间存在的危险如某些平板印刷机面上的机构、纺织机床等3机械__中旋转部件对人体的伤害及防护
3.1旋转部件对人体伤害的方式在绝大多数机械、机器和设备的运行过程中,许多机械部件在做高速旋转运动,这些运动部件具有较大的运动能量,如有缺损和变形将导致运转失稳和振动,一旦断裂或脱落逆流作用于人体将造成伤害事故
3.2旋转部件对人体的伤害
3.
2.1刚性物体做定轴运动时所具有的能量机械设备的旋转部件一般都是做定轴匀速运动(启动和制动除外),根据力学原理,定轴运动的刚体所具有的动能为(2-1)式中---定轴转动的刚体所具有的能量,J;---刚体对转动轴的转动惯量,;---刚体绕定轴转动的角速度,rad/s机械工程上习惯用转速(r/min)来表示转动的快慢,转速n和角速度之间存在下列关系,rad/s(2-2)转动惯量是刚体转动时惯性大小度量,它等于刚体内各个质点的质量与质点到转轴的距离平方的乘积之和,以表示,则有(2-3)对于转速相同的部件,其转动惯量越大发生碰撞时的冲击力越大在机械设备中为了使高速转动保持平稳,往往尽可能加大转动部件的转动惯量,这就使一旦发生碰撞时的破坏作用增大了对于形状结构比较复杂的物体,可先把它分成几个简单的形体,求得这些简单形体的转动惯量后再进行简单加、减,即可求得原物体的转动惯量另外,应注意同一物体对不同转轴的转动惯量往往不同
[3]
3.
2.2碰撞现象的力学分析刚体绕z轴转动,其转动惯量为所受外力对z轴力矩之和为,根据角动量定理式中---定轴转动刚体的角动量___厂矿企业发生的机械伤人事故会使人筋断骨折,甚至致人于死地?下面结合由机械设备中常见的飞轮、皮带轮、涡轮、叶片(轮)等抽象出来的旋转棒,在转动过程中撞击物体时冲击力的分析,对伤害现象的原因试做解释如图所示,长为的刚性均匀直棒以角速度转动,转动惯量为,受平行于轴、垂直于棒的一个物体撞击而停下来,那么这时作用于物体的撞击力F可求算如下由角动量定理得知棒的角动量增量等于所受的外力矩对时间的积分(a由于撞击是在极短的时间内完成的,因此在上式推导中把撞击力化为常量又因为撞击前的角动量为,撞击后转动停止,角动量为零,即(b由(ab两式联立即解得(c参考常见部件的结构尺寸和质量,设棒的质量m为5kg,长度为
0.4m,撞击中心距轴的距离为为
0.16m,撞击作用时间为
0.1s,撞击时的受力__S为25,由公式(2-2)计算出撞击压力根据冲击波压力及其破坏效应,可知当瞬间冲击压力大于49时就会造成骨折和其他物体的严重破坏虽然,高速旋转机械部件的撞击效应不同于冲击波的破坏效应,但由于同样是在瞬间完成的强力冲击,还是有一定程度可比性的尤其是在计算实例中,取转速n为600r/min,而实际生产过程中机械设备的转速大多是可调的,视机型和__要求而定如以最常见的400mm普通车床为例,主轴最高转速国产机床1400—1500r/min进口机床为1400—2260r/min另外,旋转部件的质量按取
5.0kg取值,也是保守取值即使这样,其瞬间冲击压力还要高于可致人骨折的冲击波超压十数倍,因此会造__员伤亡也就不足为奇了
3.
2.3旋转部件的伤人方式旋转的搅拌机叶片将不慎伸入的手绞伤;旋转中的飞轮、齿轮、链轮、链条、旋转轴和轴头会把人体接触到的部位擦伤;正面撞击会造成骨折等肢体损伤;人手伸入皮带、链条和飞轮或齿轮间将被碾伤;花盘、卡盘盘、鸡心夹的突出部位、拨盘可能勾住手套、衣服、发辫、头巾等而把人体会局部拖入机械造成伤害或死亡,高速旋转的铣刀、砂轮接触人体会造成伤害;曲轴、未固定好的长棒会将靠近的人体部位打伤
[4]
3.3旋转部件的防护措施为了防止机械的旋转部件对人体造成意外伤害,一般在危险部位加设安全防护装置安全防护装置是为预防操__和其他人员接触机械旋转部件或接近机械设备危险区域造成伤害的辅助装置安全防护装置包括防护罩、防护栏杆、防护栅栏、防护挡板等遮挡式的防护装置
3.
3.1加防护罩用防护罩对高速旋转的部件加以隔离,如皮带轮、链轮、齿轮、链条、旋转轴、法兰盘和轴头等下面以车床为例加以介绍回转的车床附件和工件,以及在车削过程中形成的边缘比较锋利,是车削过程中最主要的不安全因素车削__中因工件造成的工伤事故远高于其它切削__对安全影响大的车床回转附件主要是装卡工件的花盘、卡盘、鸡心夹、等
3.
3.2加防护栏杆不能在地面上操作的机床,操作台周围应设置高度不低于
0.8m的栏杆;容易伤人的大型机床运动部位,如龙门刨床床身两端也应加设栏杆,以防工作台往复运动时撞人在危险性很高的部位,防护装置应设计成顺序连锁结构当取下或打开防护装置时,机床的动力源就被切断有一种比较简单轻便的连锁结构——电锁,它可用于各种形式和尺寸防护罩的门上转动它的旋钮,__在防护罩门上的锁体内的门闩就进入固定不动的插座内,关闭防护罩的门与此同时,三个电源插片也伸出进入插孔而使机床三相电源接通由于门闩与插片是连锁同时动作,因此打开防护罩门,插片也退出插孔,机床电源也就被切断防护装置可以是固定式的(如防护栏杆),或平日固定,仅在机修、加油润滑或调整时才取下(如防护罩),也可以是活动式的(如防护挡板)在需要时还可以用一些大尺寸的轻便挡板(如金属网)将不安全场地围起来
3.4安全控制装置
3.
4.1机床的过载保护装置机床过载保险装置多种多样,每种装置通常分为三部分感应原件、中间环节和执行机构感应原件对所检参数的变化起反应,并通过中间环节传给执行机构以实现保险
[5]这些部分可以组成一个部件,变成一个起直接作用的保险装置,或位于保险对象的不同位置从而起到间接作用的保险装置,或位于保险对象的不同位置从而起到间接作用的保险系统保险装置可以根据能量形式和工作特性分为以下几种
(1)中断传动链中的能量流如电气安全保险装置、剪切式装置和脱落蜗杆
[6]
(2)吸收能量并将其转化成为其它形式如摩擦式离合器
(3)在作用过程中或积累能量并在过载停止后,利用连续的脉动循环作用将能量还给对象,如爪型、滚珠式离合器,拉杆和带有平面弯曲弹簧保险装置,连杆带弹簧的保险装置等
(4)从保护对象中放出局部或全部能量如液压保护装置过载不仅指力过载,还包括机床工作规范和使用条件被破坏,如刀具折断、零部件温度超限、冷却润滑系统出现故障亦属于此列
3.
4.2行程限位保险装置为使运动部件、刀具完成行程,到达预定位置后能自动停止,常采用行程限位保险装置当工作台到达预定位置时,挡块压下行程开关,工作台就自动停止或返回
[5]
3.
4.3动作连锁装置它的作用之一在于控制各运动按顺序进行,上一个动作未完成之前,下一个动作不能进行连锁装置系统,可以保证夹紧动作完成后,顺序阀接通,继之进给运动才能开始另外还可以控制机构互锁,如车床溜板箱内设置的互锁机构能防止丝杆、光杆同时传动
3.
4.4意外事故连锁保险装置当突然断电时,其补偿机构(如蓄能器、止回阀等)立即起作用,使机床停车,如图4-3所示
3.
4.5制动装置当迅速停机以装卸被__工件,以及在发生突然事故时及时停机,都需要有使机床立即停止运转的制动装置制动装置类型很多,可根据使用要求及特点来选用按制动装置结构分块状闸、具有活动套圈的圆通闸或内块闸、带闸、锥形闸及圆盘闸等;按制动动力分手动、液压、电力或气压等另外,所有变速、换向机构应有明显的档位标志牌,以及可靠的定位装置4往复线性运动部件对人体的伤害及防护在日常生活和工矿企业生产活动中,做线性运动的机械、机器很多,如火车、汽车、升降机、桥式起重机、皮带输送机、内燃机的活塞等,这些运动中的物体都具有动能,一旦与其他物体或人碰撞,将发生力的传递和能量的转化,产生破坏性作用和人员伤害在机械__生产中,所具有的能量足以对人体造成伤害的往复线性运动的部件是很多的,如锻造生产中的锻锤的锻头;压力机和冲压机的滑块;剪切机的刀具;刨床的刨刀等
4.1线性运动对人体的伤害由运动学的有关定理得知,运动物体所具有的动能等于其质量和该时刻瞬时运动平方的乘积,即式中---运动物体所具有的动能,J;---物体的质量,kg;---瞬时运动速度,/s由动力学的动能定理;合外力对物体所做的功等于物体动能的增量,其微分和积分表达式如下式中---合外力对物体所做的功,J;---作用于物体的外力的合力,;---在合力作用下物体的位移,;---运动物体的质量,kg;---物体运动速度,m/s发生碰撞时,运动物体所具有的动能将部分或全部(如果运动停止)传递给被撞物体和转化为其他形式的能(热能、弹性能等)从经验知道,运动物体的撞击破坏作用不仅取决于速度,而且还取决于质量例如火车停车之前,虽然速度已经很小了,可是由于质量很大,如果发生碰撞,仍可产生很大的冲击力为了度量物体的机械运动,引用动量这个物理量,即运动物体的与它的速度(矢量)的乘积称为运动物体的动量动量是矢量,它的方向与速度相同另外,从实践中,我们还知道,一个物体受力作用后引起的运动变化,不仅与作用力(矢量)的大小有关,而且与力作用时间的长短有关力学中用冲量(矢量)来度量力在一段时间间隔内的累积作用以和分别表示质点在和瞬时的速度,则动量定理得积分表达式为此式表明在某一时间间隔内,质点动量的改变,等于作用在质点上的合力在同一时间间隔内的冲量
4.2线性运动部件伤人的方式在锻造生产中,当锻锤的启动装置无意中被手、脚或身体其他部位以及落下物、飞起物触及而启动,造成对正在进行装卸或调整锻模、锻件或者检修工作人员的意外伤害;在锻锤暂停工作或进行局部检修等情况下,往往需要锤头悬空,若未支撑好锤头,突然下落,会造成设备的损伤或正在锤头下面进行操作或检修人员的伤亡事故在冲压生产中,手工送料或取件时,由于操作简单、繁复,容易引起精神疲劳,特别是采用脚踏开关的情况下,更容易发生失误动作;大型冲压机械一般为多人操作,若配合不当,动作不协调,易发生事故;冲压机械本身,如离合器失灵而发生连冲、调整模具时滑块突然自动下滑、传动系统的防护罩意外脱落、敞开式脚踏开关被误踏故障,均容易造成意外事故在剪切生产中,剪切机的每一次行程就有一次送料和出料的过程在此过程中,操__的手或臂有可能进入刃口中,若此时离合器、制动器失灵,剪切机“连车”,就可能发生人身伤害事故
[5]
4.3往复线性运动部件的防护措施
4.
3.1安全防护装置往复运动部件的安全防护装置是将操__或其他人员与机械设备的往复运动部件以及设备的危险区域隔开,以防止事故发生的最可靠方法这类装置具有简易、易行的特点,主要有防护罩、操作区域护板和防护栏杆下面以压力机的安全防护装置为例加以介绍1连锁式防护罩2光电式安全装置3感应式安全防护装置
4.
3.2安全控制装置压力机安全控制装置主要包括安全电钮、双手操作式安全控制装置、手柄与脚踏板连锁结合装置、防打连车装置等,它们的作用是当操__的肢体进入危险区时,压力机的离合器不能合上或者滑块不能下行,只有当操__肢体完全退出危险区后,压力机才能被启动工作5机械__生产中飞射物对人体的伤害及防护
5.1飞射物的来源、种类及伤害方式在锻造生产中,如果加热温度控制不当,导致胚料过烧,一经锻打而破碎,易飞出伤人;操__操作不当或锻造过程中,如果锤头提升太快,气缸内的活塞急速上升,可能将气缸盖冲坏,飞出伤人;违反规定采用楔形垫、剁料时剁刀放置不垂直或在铁砧边上进行,锻压时均会飞出伤人在铸造生产中,射砂机在加砂时因误开射砂阀而造成芯砂向外喷射伤人,射砂完毕后,储砂筒内剩余压缩空气仍有相当高的压力,此时若使工作台下降,芯盒离开射砂头,则这些剩余空气就会将储砂筒内剩余砂子从射砂头射出,造成事故;在铸造过程中,如果铸型表面在__时形成了局部“硬点”(型砂被捣的过紧)、芯砂或砂箱的加强筋若暴露在铸型表面、铁制工具沾有水等,与金属液接触均会产生炝火(金属液飞溅)造成事故
[7]在热处理时,盐炉的加热介质都是氯化钡、氯化钠、氯化钾等熔融的金属盐,加热中遇有工件或工具潮湿,沾有水滴时,则会使熔盐迸溅,烫伤工作人员在切削__生产中,当高速切削脆性材料(铸铁、黄铜、青铜、石墨、酚醛塑料、夹布胶木等)时切屑可飞射的很远(3~5米)具有高温(400~600℃)和很大动能的金属切屑,特别是在车削韧性金属(钢)是易形成长屑,不仅对车床操__,而且对处在机床附近的其他人员都是一种严重的危险机床工人眼睛易受伤害,在车削__时,眼睛的伤害超过生产伤害总数的50%飞散的切屑、__材料的粉尘颗粒、切削刀具碎片和磨料粒子均可伤害操__的眼睛在磨削__生产中,工件装卡不牢固,易发生工件飞出伤人或撞坏砂轮使碎块飞出伤人;采用磁性平台时,若无连锁装置,当突然断电平台失去磁性使工件被砂轮打出伤人另外,在磨削过程中产生的碎砂粒和金属屑末,对操__的健康也是有害的
[5]另外飞射物有可能正巧击中设备的控制开关,导致设备意外动作造成事故
5.2飞射物伤害的防护措施防止机械__过程中飞射物伤人,除应加强管理、提高操作人员的自我保护意识、严格按操作规程作业外,还要__必要的防护装置
[8]1防护罩2防护挡板3安全阀4缓冲装置6总结机械__中发生的伤亡事故是由于人和机的异常接触而发生的机械事故的直接原因就是人的不安全行为和物的不安全状态;管理上的缺欠是它的间接原因这三点是机械事故的间接原因因此,我们在预防机械事故的过程中一方面要加强“人—机”系统的协调,另一方面也要加强管理在机械__过程中旋转部件伤害、往复线性运动部件对人体的伤害、以及机械生产过程中飞射物对人体的伤害,本文着重讨论了飞射物对人体的伤害,这是由于近些年来,注塑行业以及3D打印等行业的发展,使得这样的问题变得尤为凸出,因此要加以重点防范致谢非常感谢论文指导教师王老师从毕业论文开始时的选题、写作方向、开题报告、一稿、二稿的撰写都得到了他的耐心教导和讲解,每当遇到困难时他都给我送来帮助和鼓励在这阶段的努力写作,我的毕业论文《浅谈机械__工艺中危险因素及其控制》终于完成了,大学生活也将随着答辩的落幕而结束在大学的学习过程中,我学会了学习的方法、态度,在交际的过程中更能够游刃有余,谢谢我的大学生活在我的写作过程中,王老师可以说已经倾注了大量的心血,在每一个写作阶段都仔细认真的把关,认真审阅每一次写作内容,在此我表示衷心感谢感谢每一位在学习上给我帮助的老师和同学____
[1]范宓.煤矿提升运输系统安全评价研究[G].西安科技大学.
2011.7:6-18
[2]周明康.机械事故安全分析[M].科技创新导报.
2007.9:25
[3]薛允连.装备机械[M].机械工业出版社.
2010.8;15-25
[4]周水庭.金属切削机床安全设计体系的研究[G].湖南大学.
2011.7:8-13
[5]王虎奇.机械产品安全设计方法的研究及其在安全磨床上的应用[G].湖南大学.
2011.8:7-15
[6]国家自然科学基金委员会.机械学[M].科学出版社.
2009.6:21-35
[7]上山忠夫.结构可靠性设计[J].机械工业出版社.
2012.5:30-55
[8]何学秋.安全工程学[M].中国矿业大学出版社.
1999.9:323-378
[19]王金华,郭华铭.机械安全技术[J].化学工业出版社.
1999.6:30-32
[10]冯肇瑞,杨有启.化学安全技术手册[M].化学工业出版社.
1993.9:21
[11]臧吉昌.安全人机工程学[M].化学工业出版社.
2006.6:56-73
[12]王玉元,王金波,肖爱民.安全工程师手册[M].四川人民出版社.
2012.9;84-98。