《安全技术》之冲压作业与安全.doc

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1、冲压作业与安全在冲压作业中，冲压机械设备、模具、作业方式对安全影响很大。下面分别对这三个方面的不安全因素进行分析和评价。一、冲压机械设备对安全的影响冲压机械设备包括：剪板机、曲柄压力机和液压机等。本章讨论的重点内容是曲柄压力机的安全问题。典柄压力机是一种将旋转运动转变为直线往复运动的机器。下面对压力机的一般常识作一简单介绍：工作原理如图1所示，它由电动机通过皮带轮及齿轮驱动曲轴转动，曲轴的轴心线与其上的曲柄轴心线偏移一个偏心距，从而便可通过连杆（它是连接曲柄和滑块的零件）带动滑块作上下往复运动。图1曲柄压力机的传动系统图1―电动机2―小皮带轮3

2、―皮带4―大皮带轮5―离合器6―轴承7―曲轴8―工作台9―下模10―上模11―导轨12―滑块13―连杆14－制动器组成部分它由工作机构、传动系统、操纵系统、能源系统、支承系统及多种辅助系统组成。受力系统如图2所示，冲压件的变形阻力全部传递到设备的机身上，形成一个封闭的受力系统。压力机运行时，除本身重量对地基产生压力外，无其它压力作用。（不考虑传动系统的不平衡对地基的振动造成的压力）图2曲柄滑块机构受力平衡图运动分析如图3所示为曲柄滑块机构运动示意图，滑块的运动速度随曲柄转角的位置变化而变化，其加速也随着作周期性变化。对于结点正置的曲柄滑块机构，

3、当曲柄处于上死点（α=0°）和下死点（α=180°）位置时，滑块运动速度为零，加速度最大；当α=90°、α=270°时，其速度最大，加速度最小。图3曲柄滑块机构运动示意图下面分别讨论压机中的不安全因素。（一）工作机构对安全的影响工作机构一般为曲柄连杆机构，它是将曲轴的旋转运动转变为滑块的直线运动的机构，它不但能使旋转运动变为直线运动，而且还能起力的放大作用，即增力作用，使滑块在下死点附近产生最大冲压力。曲柄连杆机构的运动是刚性的，只要曲柄旋转，就要强制带动滑块运动，如果冲制件变形阻力太大，则达到或超过机械构件允许的强度要求而使构件损坏（连杆折断

4、、曲轴和传动轴变形）。这点不同于液压机、螺旋摩擦压力机等。液压机超载时，液压系统会实现自动保护，使动梁停止运动，不会损坏有关构件。螺旋摩擦压力机超载时，滑块下行终点抬高，不会使构件损坏。因此，为保证冲压作业的安全生产，一定要合理选用设备。（二）技术参数对安全的影响技术参数是指工作范围和技术性能数据，包括公称压力、滑块行程、滑块行程次数、最大闭合高度、工作台面尺寸、离合器工作气压等等。下面只将那些对安全影响较大的参数进行讨论。1．公称压力它是指滑块离下死点前某一特定距离或曲柄旋转到离下死点某一特定角度时，滑块上所容许承受的最大作用力。例如J31-

5、315压力机的公称压力为3150kN，它是指滑块离下死点前10.5mm（相当于公称压力角为20°）时滑块上所容许的最大作用力。压力机在额定吨位内所能克服的阻力是曲轴转角的函数。如图4所示，说明随着曲柄转角的增大，压机允许负荷减小，即如果阻力过大，则设备的构件（齿轮、连杆、曲轴、传动轴）便会因超过允许强度而损坏。因此，不允许压机在超过名义负荷的情况下工作，尤其在压机工作行程较大时，更要注意此点。图4曲柄压力机允许负荷图2．滑块行程（mm）滑块从上死点到下死点所经过的距离称为滑块行程。它对压机的使用范围和操作方便程度都有一定影响。滑块行程长，则模具

6、开起时，开口尺寸大，模区空间大，操作方便，能见区大，安全感较强。但是，行程较大的压机相应高度增加，机构较为庞大，这种压机一般用于深拉伸工序。用于冲裁、浅拉伸的压机一般行程较短。3．滑块行程次数（次/min）滑块在连续运行时每分钟来回的次数称为行程次数。它对压机使用效率、性能、安全等都有影响。对于公称压力为1600kN以上、滑块行程大于200mm、行程次数在20次/min以下的大、中型闭式压机，其伤害事故发生率小，伤害原因也较为简单，因为此类压机的滑块上下运动速度较慢，可以认为滑块下行初始和滑块上行这两个区间都是安全区，只有滑块下行后期至模具闭合

7、前的一段区间是危险区，相当于曲轴转角90°~180°这一范围。另外，滑块在行程范围内可以停止在任意位置上。对于公称压力为1000kN以下、滑块行程小于120mm、行程次数大于45次/min的小型开式压机，其伤害事故发生率高，伤害原因也较为复杂。因为此类压机的滑块移动速度快，可以认为滑块起动至模区闭合区间范围都是危险区，相当于曲柄转角在0°（上死点）~180°（下死点）这一范围。这类压机一般都采用刚性离合器结构，通常压机只能在上死点附近停止。由此可见，滑块运动速度太快的压机采用手工作业显然是不安全的，其危险性较大。在机械化、自动化冲压作业中，由于

8、不需要操作工人用手直接配合操作，所以作业大都连续运行，行程次数对人体安全没有直接影响。高速冲压设备大都属于此列，行程次数高达200次/min以上。4．