木工平刨床安全技术.doc

木工平刨床安全技术谷慎昌(长安大学地测学院安全工程系，陕西 西安 710018)摘要： 设备工作原理、性能、基本参数、技术指标的描述；安全事故案例的列举；木工平刨床设备危险的识别；使用事故树等方法进行设备风险评价；相应事故防范措施，即风险控制措施的提出 　　 关键词：木工平刨床﹑安全1 引 言木材是天然生长物，各个方向的力学特征不同，疖疤、裂纹、夹皮、虫道、腐烂等天然缺陷以及加工存在的倒丝纹等缺陷破坏了木材的完整性和均匀性，都会影响木材的力学特征以及木材存在的导热性差、易燃易爆等特征决定了木材加工的特殊性，有别于其它加工业木材加工的各个环节都离不开木工机械，木工机械种类多﹑使用量大，广泛运用于建筑﹑家具行业，工厂的木模加工﹑木质品维修以及装修业等随着木工机械的发展，其引起的机械事故越来越不容小觑其中平刨床是最为常见的危险源，其安全防护技术显得尤为重要2 设 备 简 介平刨床通过刨刀轴纵向旋转，对横向进给木料进行刨削实现木材的平面加工平刨床主要由机身﹑工作台﹑刀轴及驱动装置三大部分组成图 1 木工平刨床简图1-电动台 2-机身 3,6-工作台面 4-导尺 5-刀轴 7-工作台调整手柄 8-电钮 9-偏心轴架护罩 2.1.1 机身机身是整个机器的基础部分，其作用是连接机器的各组成部分，承受工作载荷。

机身一般为铸铁整体结构机身的安全要求如下：（1）有足够的刚度、良好的抗振性和稳定性；（2）符合安全人机学的原则满足人体半站立操作的高度要求和足够的操作活动空间；（3）机身外形尽量采用圆角和圆滑曲面，避免利棱锐角：（4）结构设计要方便通风除尘装置的配置和畅通的排屑通道2.1.2 工作台工作台是木材刨削的操作平台，由前、后两块工作台板、导尺（也称靠山） 、工作台板升降机构组成两块工作平台板安装在刨床刀轴两侧形成开口，露出刨刀轴全长（称为唇口或刨口，见图2）图2 (a)无内护罩 (b)有内护罩 工作平台应满足以下安全要求：1）工作台面平整﹑光滑； 2）升降机构必须能自锁或设有锁紧装置； 3）无论工作平台调整到何高度，唇板与切屑圆径向距离为（1－5）mm； 4）工作台开口尽量小2.1.3 刀轴及其驱动装置刀轴是平刨床的工作装置刀轴有效长度与工作台面等宽，刨削工件的最大宽度取决于刀轴的有效长度，并以刀轴长度作为平刨床的基本参数刀轴旋转切削工件的动力是由电动机通过皮带传动装置供给刀轴是由刨刀体、主轴和刨刀片组成，装入刀片后的总成，称为刨刀轴或刀轴刨刀体是用来安装刀片的金属本体，有棱柱形和圆柱形两种（见图 3） 。

图 3(a)方刀轴 (b)圆刀轴 (c)改进后的圆刀轴1-弹簧 2-刀片 3-螺栓 4-压刀条 5-刨刀轴 （1）刨刀轴的种类与安全：①方刀轴在正方形的刨刀体上有四个槽孔，刀片用穿过刀片槽孔的螺栓固定在刨刀体的四个面上（见图3a） 这种刀轴的安全性很差，刨刀体的棱柱形本身就构成了不安全因素，当手误碰刀轴，会造成断指事故；而最大问题在于在刨削过程中一旦刀片松动，会造成飞刀事故方刀轴仅限制在有防护装置的压刨床上使用 ②圆刀轴在圆柱形的刨刀体上均匀开有几个梯形槽（见图3b） ，刀片装在槽内，并通过紧固螺栓顶住压刀条，产生对刀片挤压力来紧固刀片为便于用扳手拧螺栓，在刨刀体上预留出装刀槽刨刀体采用圆柱形比棱柱形无疑更安全，但长贯整个刀轴的装刀槽仍构成安全隐患，当手指意外触碰时，卡入装刀槽里，会造成严重切伤甚至断指伤害改进后的圆刀轴（见图3c）将压刀条截面制成梯形，内六角紧固螺栓嵌放在压刀条内旋紧螺栓时，螺栓顶在装刀槽底部，使压刀条往外圆方向移动，楔卡在槽中，并用侧面将刀片挤住，压刀条外线与刀体外线基本处于同一圆周上，将装刀槽填平，仅在刀片附近留一出屑槽如果手误触刀轴，虽然不可避免会伤及手指皮肉，但可避免断指事故，安全性比前两者好。

2）刀片刀片用来刨削木料在通常的切削状态下，由于刀轴的高转速，使刀片受的离心力远远大于切削力若刀片在径向伸出量过大，会引起切削力增大，万一手误触造成的伤害程度也大；若刀片伸出量不一致或崩牙损害，会使刀轴受旋转不平衡力作用且切削力不均匀，工件会因受不平衡切削力而侧倒，或因受周期性冲力而弹跳；若刀片过窄或紧固不牢,在强大离心力的作用下，刀片在径向会产生不对称的滑移，甚至造成刀片飞出伤人3）刀轴、刀片及其装配的安全要求：①平刨床使用刀袖的刨刀体应为圆柱形，手工操作的平刨床严禁使用方形和各种棱柱形刨刀体组装后的刀槽应为半封闭形或封闭形②刨刀片的宽度大于30mm，重磨后的宽度不得小于原宽度的2/3③组装后的刨刀片径向伸出量应控制在1.lmm之内，刀片在刨刀体端截面上的径向伸出量允差不得大于0.05mm④组装后的刀轴须经强度试验该试验要求切削含水率为15%的中等硬度木材，在送料速度为8～16m/min、切削深度为2～4mm、刀轴转速不低于4500r/min情况下，连续切削5min后，刀片不得有卷刃、崩刃或显著磨钝现象⑤组装后的刀轴须经离心试验该试验启动次数为3次，每次稳速的试验时间为10min每次启动分三挡升速法：第一挡为额定速度；第三档为试验转速即2倍的额定转速；第二档为二者的平均值。

试验后压刀条相对于刀体的滑移量不得大于0.15 mm，切削圆直径变化不大于0.3 mm⑥刀轴的驱动装置所有外露旋转件都必须有牢固可靠的防护罩，并在罩上标出单向转动的明显标志它还必须设有制动装置，在切断电源后，保证刀轴在下述规定的时间内停止转动：刨床宽度≥300 mm的为10s；刨床宽度＜300mm的为5s此外，它还应设有刀轴定位的止动锁定机构，保障刀片装卸时的安全4）满足劳动卫生要求对平刨床的劳动卫生要求如下：①根据对指定点的垂直振动速度测定情况，调整和控制平刨床的振动平刨床振动与机床的结构型式、各零部件以及装配的质量有关，但主要原因是刀轴的不平衡离心力②平刨床空转噪声声压级不得超过85dB(A)③平刨床操作间必须设置吸尘装置，保证工作场所的粉尘浓度不超过10mg/m3 3 事 故 案 例2011 年 5 月 20 日晨 6 时许，如皋市九华镇某机床厂内，当班工人、今年 40 岁的如东男子吉某，在车间独自操作龙门刨床时，身体突然被卡在龙门刨床卡口位置，随后又被运转中的刨床拖拽，头部与刨床刀头接触，当场死亡7 时 15 分，上班工友发现惨剧发生后立即报警目前，当地安全生产部门已介入调查。

这类事故频繁发生，为防止这类事故，可在平面刨床刀轴上方设置防护板或防护罩，将刀轴遮盖住，使人手不致触及刨刀还可在乎刨刀轴上方装设自动调节的防护罩，加工木料可在防护罩下方通过，而人的手不会触及刀具4 危险有害因素识别1．机械危险 机械危害主要包括刀具的切割伤害、木料的冲击伤害、飞出物的打击伤害，这些是木材加工中常见的危害类型其他机械伤害，如接触运动零部件、机器上凸出部位刮碰等发生较少 2．木材的生物效应 木材的生物效应可分有毒性、过敏性、生物活性等，可引起许多不同发病症状和过程，例如皮肤症状、视力失调、对呼吸道粘膜的刺激和病变、过敏病状，以及各种混合症状其性质和程度取决于木材种类、接触的时间或操作者自身的体质条件3．化学危害 化学防腐和粘接是木材处理必不可少的工序，在木材的存储、加工和成品的表面修饰都需要广泛采用的方法是将木材用杀虫油剂、金属盐或有机化合物浸泡或喷涂，可用的化合物范围很广，其中很多会引起中毒、皮炎或损害呼吸道粘膜，甚至绣发癌症 4．木粉尘伤害 木材加工产生的大量木粉尘可导致呼吸道疾病，严重的可表现为肺叶纤维化症状，家具加工行业鼻癌和具窦腺癌比例较高，据分析可能与水粉尘中可溶性有害物有关。

国家标准规定，空气中植物性粉尘浓度不得高于10mg/m3因此，木材加工场所应保持良好的通风，采用吸尘设施控制粉尘浓度不超标 5．火灾和爆炸的危险 火灾危险存在于木材加工全过程的各个环节，木工作业场所是防火的重点悬浮在空间的水粉尘在某些情况下还会发生爆炸危险 6．噪声和振动危害 木工机械是高噪声和高振动机械，而且很难治理，目前一直没有得到根本解决 在木材加工诸多危险因素中，机械伤害的危险性大，发生概率高，其中尤其以刀具的切割伤害后果最为严重其他危险因素对人体健康的损害作用是长期累积的效果这些问题以及防火防爆问题，应在木材加工行业的综合治理中统筹考虑 5 风 险 评 价采用事故树的方法对设备进行风险评（如图 4）：5.1.1 事故树定性分析经计算，割集为 9 个，径集为 3 个，其中得到事故树的最小径集为：做出原事故树的成功树（如图 5），进行结构重要度分析IΦ (11)> IΦ (8)=IΦ (9)= IΦ (10)> IΦ (1)>IΦ (2)= IΦ (3)= IΦ (4)=IΦ (5) =IΦ (6)= IΦ (7)图 4 平刨伤手事故图图 5 平刨伤手成功图5.2.2 事故树定量分析基本事件发生概率估计值：为了计算，最重要的是确定故障率数据。

而现在只能凭经验估计从理论上讲，事故发生概率应为任—瞬间发生的可能性，是一无量纲值但从工程实践出发，许多文献皆采用计算频率的办法代替概率的计算，即计算单位时间事故发生的次数表1 中的数据是从这一点出发给出的，采用此表格即可对事故发生概率进行定量分析代号 基本事件发生概率qi（1/小时） X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 直接用手推加工木料 脚下滑绊 料掌握不稳 二人配合推接不好 用力过大 料有硬节振动脱手 加工小薄木料 开机修理 开机量尺寸 开机用手清木屑或异物安全装置故障失灵 0.1 5×10-3 5×10-2 10-4 10-3 10-5 10-2 2．5×10 -6 10-5 10-3 4×10-4表 1 基本事件发生概率估计值6 预 防 措 施对该设备进行其分析主要目的降低运行的危险，从人、机、环三方面提出如下预防措施解决安全问题：（1）没有安全防护措施的木工平刨床禁止使用，安全装置要灵敏、可靠，无故障13 1098765432098 ,,,,xPxX10X9X8X7X6X5X4X3X2X1EBD1 D2AT两 人 配合 推 接不 好料 掌 握不 稳 动 作 不 协 调 用 力过 大脚 下滑 绊 加 工 小薄 木 料料 有 硬节 振 动脱 手 手 的 动 作 异 常身 体 失 去 平 衡 误 动 作 使 手 伸 向 刀 口直 接 用手 推 加工 木 料开 机 用手 清 木屑 或 异 物开 机量 尺 寸开 机修 理加 工 时 手 指接 近 旋 转 刀 口手 异 常 接 近 旋 转 刀 口 安 全 装 置故 障 失 灵木 工 平 刨 伤 手 CX6'7E'X1'X9'108X1'T'A'B'C0'D1'D2'X5X4'3X2 （2）操作前应对待加工木料进行检查，针对具体情况确定操作方法。

加工旧料须事先将残留铁钉、泥土等杂物清理干净 （3）开机前，检查机床的传动部分、工作台的调整和锁紧、刀轴的刀片安装紧固等是否符合安全规定加工前应进行空载试车，确认合格，才可进行实际加工 （4）刨削时，操作人员要保持身体平稳，应双手推送，控制进料速度均匀刨大面时，手应按压在料上面；刨小面时，手指不得低于料高一半，并且距工作台面高度在30mm以上；遇节疤、逆茬、纹理不顺、材质坚硬时应减慢推料速度严禁手指放在料后端面推送 （5）加工长度小于300mm、厚度低于20mm的短薄木料，严禁用手直接推送，要使用推律或压板等手用工具不要在平刨床上加工长度小于工作台开口量4倍的短料6）更换刀具时，应戴手套 另外平面刨床噪声大、噪声频率高，可采取以下措施降低其噪声：(1)对刨刀轴进行静平衡和动平衡调整2)提高刨刀轴系统的刚度3)用螺旋形刨刀或分段式组合刨刀代替圆形组合刨刀因而各刀刃不再同时通过工作台的。