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木工平刨床安全技术

　 木工平刨床是专门用于木料手面加工的机械，是木材加工必不可少的基本设备。平刨床通过刨刀轴纵向旋转，对横向进给的木料进行铣削，来实现木材的平面加工。手工进给的单轴平刨床是常用类型，它完全敞开外露的刨刀轴，手工推压木料从高速运转的刀轴上方通过，是本机床最大的危险。常见伤害事故是刨刀切割手指，防止切割伤害的关键是解决刨刀轴的安全防护。
　 平刨床主要由机身、工作台、刀轴及驱动装置三大部分组成〔见图13－1〕。

图13－1 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
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、优良的抗振性和稳定性；
　 〔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〕机身外形尽量采纳圆角和圆滑曲面，避免利棱锐角：
　 〔4〕结构制定要方便通风除尘装置的配置和畅通的排屑通道。
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。
　 〔1〕工作台各部分的功能。工作台板前长后短，起导向作用，使刨削有稳定的平面基准；前矮后高，二者的高度差为刨削深度。台板采纳铸铁结构，安装在刨刀轴两侧，露出刨刀轴全长，在靠近刀轴一侧镶有一块尖角的钢板，形成工作台与刀轴的开口，在钢板损坏时，便于修理和改换。这个部位称作唇口〔也称刨口〕。工作台面应平整、平滑，不得有凹坑凸起，防止木料通过时发生弹跳、侧倒而造成伤害。导尺横跨在两工作台之间，立贴在机身外侧，作为引导木料送给的侧面基准。升降装置可调整工作台板高度和刨削开口量。

　 〔2〕工作台升降机构常见的有偏心轴式和倾斜导轨式两种。升降机构必须能自锁或设有锁紧装置，防止受力后工作台位置自行变化而引起危险。
　 ①偏心轴式升降机构。其结构和工作原理见图13－2，搬动手柄4通过四连杆机构6，便装设在机身3上的偏心轴5转动，驱使工作台在偏心距范围内移动，从而使工作台升降，同时调整与刀轴的间距。

图13－2 偏心轴式升降机构
1-刀轴 2-工作台 3-机身 4-手柄 5-偏心轴 6-四连杆机构
　 ②倾斜导轨式升降机构。其结构和工作原理见图13一3，转动手轮7通过丝杠5和螺母4，使工作台沿机身8上的楔形导轨3和6上升或下降。

图13－3 偏心轴式升降机构
1-刀轴 2-工作台 3,6-楔形导轨 4-螺母 5-丝杠 7-手轮 8-机身
　 〔3〕两工作台板唇口间的水平距离称为工作台的开口量〔见图13－4〕。开口起断屑作用，开口量大小直接关系到安全。开口量大，刀轴外露区域大，手触碰刀具的可能性就大，伤害程度就厉害；反之刀轴外露小，安全性也就高。但开口量也不能过小，如果开口量过小，不仅增加刀轴与唇口接触的可能性，而且使机床的动力噪声急剧增加，尽而不利于安全。开口量与刀轴切削圆的大小、工作台升降机构的型式、采纳的安全装置种类、工作台的位置以及切削深度都有密切的关系。最大切削深度为5mm平刨床的开口量须满足表 13－2的要求。

图13－4 最大开口量示意图

(a)无内护罩 (b)有内护罩

升降机构型式
切削圆公称直径
70～80
＞80～90
＞90～100
＞100～112
＞112～125
＞125～140
＞140～160
偏心轴
无内护罩
≤40
≤
≤45
≤
≤50
≤55
≤60
有内护罩
≤56
≤60
≤64
≤68
≤74
≤78
≤83
斜导轨
无内护罩
≤45
≤50
≤55
≤60
≤65
有内护罩
≤62
≤66
≤70
≤74
≤80
≤85
≤90
表 13-2一般平刨床最大开口量Lmax许用值
                             注：内护罩是指唇口下方的一种遮盖刀轴的圆弧形防护罩〔见图13－4b〕。
3．刀轴及其驱动装置
　 刀轴是乎刨床的工作装置。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13－5〕。

图13－5 刨刀轴类型
(a)方刀轴 (b)圆刀轴 (c)改善后的圆刀轴
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13－5a〕。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13－5b〕，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。刨刀体采纳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。
　 改善后的圆刀轴〔见图13－5c〕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，仅在刀片四周留一出屑槽。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。假设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；假设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；假设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〔见图13-5b,c〕。
　 ②刨刀片的宽度大于30mm，重磨后的宽度不得小于原宽度的2/3。
　 ③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0.05mm。
　 ④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状况下，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。试验后压刀条相关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 mm。
　 ⑥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显然标志。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，保证刀片装卸时的安全。
4．满足劳作卫生要求
　 对平刨床的劳作卫生要求如下：
　 〔1〕依据对指定点的垂直振动速度测定状况，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。