【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)械設(shè)備發(fā)生事故的一般規(guī)律 就機(jī)械設(shè)備而言 ， 從設(shè)計(jì)開(kāi)始 ， 經(jīng)過(guò)各種加工程序 ， 直到使用的各個(gè)過(guò)程中 ，各階段都可能產(chǎn)生不安全 后果，因此設(shè)計(jì)的作用尤為突出。 設(shè) 過(guò)程中 的缺陷 在機(jī)械產(chǎn)品 的生產(chǎn)加工 過(guò)程中 ， 設(shè)計(jì)過(guò)程所 需要 的時(shí)間 （ 設(shè)計(jì)周期 ） 占產(chǎn)品生產(chǎn)總 時(shí)間 的 25%～ 37%。設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性作用，由統(tǒng)計(jì)資料分析得知，產(chǎn)品的質(zhì)量事故約有 50%是由設(shè)計(jì)造成的。設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的事故隱患主要原因有制造機(jī)械的材料與使用條件不符；使用條件設(shè)想錯(cuò)誤；強(qiáng)度設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤以及結(jié)構(gòu)上的缺陷。這是設(shè)計(jì)者缺乏過(guò)程上的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)造成的。 制造上存在的缺陷 其中有 使用材料的缺陷 以及 加工方法 、加工 工藝 、操作 技能上的缺陷以及 操作者的 馬虎大意 。 維護(hù)和使用上的缺陷 機(jī)械系統(tǒng) 伴 隨著使用時(shí)間的 增長(zhǎng)，出現(xiàn) 磨損 、 損傷 、磨蝕等機(jī)械故障，使得事故發(fā)生的可能性大大提高。長(zhǎng)時(shí)間的超額使用，操作技術(shù)生僻，以及安全作業(yè)的技巧缺乏等都會(huì)產(chǎn)生不安全狀態(tài)，提高了機(jī)械傷人的可能性 [1]。 論文研究的目的和意義： 由上述可知在機(jī)械加工過(guò)程中總存在著這樣或那樣的危險(xiǎn)因素，這些危險(xiǎn)因素不僅僅存在于物的不安全狀態(tài)，往往還來(lái)源于人的不安全行為。這些危險(xiǎn)因素不僅僅給我們帶來(lái)重大的財(cái)產(chǎn)損失，往往還會(huì)給我們的生命健康帶來(lái)不可逆轉(zhuǎn)的傷害。因此為了保障我們的生命財(cái)產(chǎn)安全，也為了提高安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文 II 機(jī)械加工的效率，本文從機(jī)械加工工藝入手， 通過(guò)改善機(jī)械設(shè)備，提高加工工藝。努力改善物的不安全狀態(tài)。機(jī)械設(shè)備方面主要是消除凸出部件、旋轉(zhuǎn)部件、飛射物以及孔洞等帶來(lái)的危險(xiǎn)，將采取加防護(hù)罩、防護(hù)欄等方式；而提高加工工藝主要 采 取 的 是 加 安 全 控 制 的 方 式 。安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文 3 2 機(jī)械危害分類及其影響部位 機(jī)械加工過(guò)程中的危害主要要靜止的危害、旋轉(zhuǎn)部件的危害、往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)危害、其它危害因素。針對(duì)不同的危害，將采取不同的措施加以控制和預(yù)防，本文主要針對(duì)旋轉(zhuǎn)部件危害、往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)的危害以及加工過(guò)程中的濺射危害加以具體分析，靜止危害將不多加介紹。 機(jī)械危害的分類 旋 轉(zhuǎn)部件的危害 （ 1）單旋轉(zhuǎn)部分 :凸出塊和孔 。軸 。切削刀具和研磨工具 （ 2）內(nèi)旋轉(zhuǎn)咬合 :旋轉(zhuǎn)部件和固定部件的咬合 。對(duì) 向 旋轉(zhuǎn)部件咬合 ,成切線運(yùn)動(dòng)部件和旋轉(zhuǎn)部件的咬合 往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)的危害 :單向運(yùn)動(dòng) 、 往復(fù)運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)和固定部分 其他危害因素 ： 飛出刀具和機(jī)械部分 、 飛出切屑或工件 、 運(yùn)轉(zhuǎn)著的加工件打擊或絞扎的傷害 機(jī)械加工設(shè)備的危害部位 機(jī)械的危害部位主要有： ①旋轉(zhuǎn)部件或成切線部件的咬合處。如齒輪和小齒輪、動(dòng)力傳輸皮帶和滑輪、鏈條和鏈輪等。 ② 旋轉(zhuǎn)的軸 。包括卡盤(pán)、連接器、絲杠、芯軸、圓形芯 軸和桿等。 ③ 旋轉(zhuǎn)的凸出塊和孔處 。 含有 孔洞 和 凸出快 的旋轉(zhuǎn)部件是很危險(xiǎn)的 。 如 凸輪、飛輪、風(fēng)扇葉 等 。 ④ 對(duì)向旋轉(zhuǎn)部件的咬合處 。 如 混合棍、齒輪、 軋鋼機(jī) 、 等 。 ⑤固定部件 和 旋轉(zhuǎn)部件 的咬合處 。 如或飛輪和 輻條手輪、旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)、無(wú)保護(hù)開(kāi)口外殼攪拌裝置 和 機(jī)床床身 等 [2]。 ⑥ 接近類型 。 如動(dòng)力壓力機(jī)的滑塊 、鍛錘的錘體 等 。 ⑦ 通過(guò)類型 。 如 剪切機(jī)的刀刃、 床身 、金屬刨床的工作臺(tái)等 等 。 ⑧ 單向滑動(dòng) 。 如 凸式運(yùn)動(dòng)帶、帶鋸邊緣的齒、砂帶磨光機(jī)研磨顆粒 等 [3]。 ⑨滑動(dòng) 部件 與旋轉(zhuǎn) 部件之間 存在 的危險(xiǎn) 。 如某些平板印刷機(jī)面上的機(jī)構(gòu) 、 紡織機(jī)床等 。 安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文 4 3 機(jī)械加工中旋轉(zhuǎn)部件對(duì)人體的傷害及防護(hù) 旋轉(zhuǎn)部件對(duì)人體傷害的方式 在絕大多數(shù)機(jī)械、機(jī)器和設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，許多機(jī)械部件在做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)部件具有較大的運(yùn)動(dòng)能量，如有缺損和變形將導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)失穩(wěn)和振動(dòng)，一旦斷裂或脫落逆流作用于人體將造成傷害事故。 旋轉(zhuǎn)部件對(duì)人體的傷害 剛性物體做定軸運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能量 機(jī)械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部件一般都是做定軸勻速運(yùn)動(dòng)（啟動(dòng)和制動(dòng)除外），根據(jù)力學(xué)原理，定軸運(yùn)動(dòng)的剛體所具有的動(dòng)能為： 2/2?Izk? ? （ 21） 式中 ?k定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體所具有的能量， J； Iz 剛體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 2mkg? ； ? 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度， rad/s。 機(jī)械工程上習(xí)慣用轉(zhuǎn)速（ r/min）來(lái)表示轉(zhuǎn)動(dòng)的 快慢，轉(zhuǎn)速 n 和角速度 ? 之間存在下列關(guān)系： 60/2 n?? ? ， rad/s （ 22） 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性大小度量，它等于剛體內(nèi)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離平方的乘積之和，以 zI 表示，則有 ?? 2kkz rmI （ 23） 對(duì)于轉(zhuǎn)速相同的部件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大發(fā)生碰撞時(shí)的沖擊力越大。在機(jī)械設(shè)備中為了使高速轉(zhuǎn)動(dòng)保持平穩(wěn)，往往盡可能加大轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這就使一旦發(fā)生碰撞時(shí)的破壞作用增大了。 對(duì)于形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的物體，可先把它分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的形體，求得這些簡(jiǎn)單形體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量后再進(jìn)行簡(jiǎn)單加、減，即可求得原物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。另外，應(yīng)注意同一物體對(duì)不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量往往不同 [3]。 碰撞現(xiàn)象的力學(xué)分析 安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文 5 剛體繞 z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為所受外力對(duì) z 軸力矩之和為 z? ，根據(jù)角動(dòng)量定理 dtdLzz /?? 式中 zL 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量 , mN? 。 ??? zz IL 為什么 廠礦企業(yè)發(fā)生的機(jī)械傷人事故會(huì)使人筋斷骨折，甚至致人于死地？下面結(jié)合由機(jī)械設(shè)備中常見(jiàn)的飛輪、皮帶輪、渦輪、葉片（輪）等抽象出來(lái)的旋轉(zhuǎn)棒，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中撞擊物體時(shí)沖擊力的分析，對(duì)傷害現(xiàn)象的原因試做解釋。如圖所示，長(zhǎng)為 l 的剛性均勻直棒以角速度 ? 轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 zI ，受平行于軸 、垂直于棒的一個(gè)物體撞擊而停下來(lái)，那么這時(shí)作用于物體的撞擊力 F 可求算如下： 由角動(dòng)量定理得知棒的角動(dòng)量增量等于所受的外力矩對(duì)時(shí)間的積分： tFldtFldtFldtL zz ????????? ??? 000 )()(? （ a) 由于撞擊是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，因此在上式推導(dǎo)中把撞擊力化為常量。又因?yàn)樽矒羟暗慕莿?dòng)量為 zI ? ，撞擊后轉(zhuǎn)動(dòng)停止，角動(dòng)量為零，即 ?zz IL ??? 0 （ b) 由（ a)(b)兩式聯(lián)立即解得 tlIF z ?? 0/)( ? （ c) 參考常見(jiàn)部件的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量，設(shè)棒的質(zhì)量 m 為 5kg，長(zhǎng)度 l 為 ，撞擊中心距軸的距離為 0l 為 ，撞擊作用時(shí)間 t? 為 ，撞擊時(shí)的受力面積 S為 25 2cm ，由公式（ 22）計(jì)算出： NkgtlIFmkgmlIsr a dnzz)()(/)(/0222???????????????????? 撞擊壓力 kPamkgSFP 325 )/(???