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冲压事故的发生规律与预防

一、冲压事故的分类
　　冲压作业中发生的事故，在设备日趋复杂、生产规模日趋扩展的今天，可按下面三点来分类：
　　① 在凸模和凹模之间(作业点)发生的;
　　② 由压力机的飞轮或送料装置造成的;
　　③ 在材料和设备的保管运输时发生的。
　　其中第①类事故是人们通常所说的冲压事故，它所占的比率最大，第②、③类事故一般可通过优良的设备制定、维护和生产现场管理加以避免。所以下面的讨论以研究第①类事故为主。
　　二、 冲压事故的分布规律
　　据国外有关资料介绍，在冲床上出现的人身事故比一般机械行业高三倍。在冲压车间每年有20%的工人受伤，平均停工时间12天，其中伤手50%，伤眼20%，伤脚8%。
　　这方面未见国内的统计分析材料，本人认为，正是由于对冲压事故发生规律缺乏明晰统一的熟悉，才导致了政策和措施上的混乱：
　　例如，在八十年代初，由权威单位出版的《开式压力机制定》中有这样地说法：“关于16吨以下的压力机(冲床)，因为启动以后滑块很快到达下死点，手来不及进入模具，所以是安全的，……〞这可能是造成八十年代研制“冲床安全装置〞均遭失败的硬伤之一。
　　在不少版本的《冲(剪)压作业安全技术培训教材》中，都有这样的规定：依据冲模的技术安全状态，在上、下模板正面和后面应涂以安全色以示区别。安全模具为绿色，一般模具为黄色，必须使用手动送料的模具为蓝色，危险模具为红色。而其所谓安全模具的定义则为：在正常工作时，手不必进入模腔的模具。这种臆想出来的规定，实际上也是一种误导，会使操放松警惕，导致发生事故;
　　现介绍一份日本多年前的相关资料，本人认为它所反映的规律，基本上也与我国现在的状况相符，简介如下：
　　⑴ 按企业规模分析：半数以上的冲压事故发生在不满50人的小企业里，小批量的零星生产占70%;
　　⑵ 按压力机的类型分析：80%以上的事故由曲柄压力机产生。7%为剪板机产生。
　　⑶ 按压力机的大小分析：70%左右的事故发生在50吨以下的小型压力机上。18%发生在50～100吨的压力机上。其余为100吨以上。
　　⑷ 按受伤部位分析：右手47.4%，左手37%，面颈部6.9%，右脚3.8%， 左脚2. 5%，头部1.6%，前躯0.5%，后躯0.3% 。
　　⑸ 按事故发生时的直接原因分析(见表3.1)：
　　取送制件时引起的占31.5%;
　　发生在设备操作中改正或扶持材料的占25.6%:
　　模具安装调整中的占20.4%; 材料运输中的占13.9%;
　　安全装置不完备的占4.0%; 模具不好用的占2.0%;
　　起动踏板故障引起的占0.6%; 其它占0.6%
　　⑹ 按年度统计的事故总量来看：
　　(某5年时间段)依次为：7445(死4)，7551(死8)，9047(死13)，8828(死15)，9176(死18)。(取自日本工业年鉴)
　　⑺ 按操作方式分析：脚踏开关操作占69%，按钮操作占29%;
　　⑻ 按保护装置的型式分析：双手按钮占42%，拉手式占26%，推手式占16%，光电式占14%，栅栏式占2%;
　　⑼按送料型式分析：手工送料占91%，使用手持工具占6%，自动化送料3%.

三、冲压操作易发生伤人事故的原因分析
　　冲床之所以多发生伤人事故，主要是由于冲床生产的特点是工序简单、速度快，滑块往返运动一次就能完成一个工序或一个零件，一个工作班一台机床可以完成数千到数万个工序或零件。由此引出以下问题：
　　1.直到现在，绝大多数企业仍为手工进行送料、排样落料、取件、清除废料等工作。操要快速单调地重复“上料(或排样定位)→启动滑块冲压→卸件→清除废料→上料(或排样定位)→……〞动作，这些动作的配合顺序需要准确无误，稍有不慎，就会造成设备或人身事故。
　　依据人机工程学和行为科学、心理学所显示的规律，人在长时间从事这种在极为嘈杂的环境中进行快速而又简单重复的作业动作时，极易产生机体疲惫、神情恍惚、反应缓慢现象，导致注意力不能集中，动作失调。万一出错，惨剧便在瞬间发生。据统计资料显示，在冲压过程中发生的伤害事故，多数发生在长时间加班或周一及周末思想较分散的时候。
　　另外，关于16吨以下的小型冲床来说，其运动速度远远大于人的反应速度，是造成事故的又一个原因。即便在注意力高度集中的状态下，要想将手作出移动几厘米的动作，也需要0.3～0.4秒，而这段时间已超过滑块从上死点到下死点的时间。也就是说，即便在头脑清醒的状况下，假设手在模内时意识到误启动了滑块，也来不及将手撤出危险区。
　　也就是说，冲床，尤其是小型冲床的工作性质，超出了人的生理极限。这种在冲压过程中发生的伤害事故，约占冲压伤害事故的55~60%。
　　曾有人依据冲床的运行规律和人机工程学原理，计算得出，在正常管理的状况下，冲压过程中发生人身事故的几率，约为千万分之2.73，也就是说，假如每小时冲压500次，天天实际冲压6小时，每年工作250天，大约三年左右发生一次人身事故。
　　对比媒体上所报道的状况，现在多数厂家的事故率远远高于这个几率，说明这些单位的安全管理较差，而且冲压操作的负荷率较高;而前面提到的那个军工企业在20年前的事故率，远远低于上面计算得出的数据，则是除了当时管理严格之外，其冲床的实际冲压负荷率也远远低于我们上面所假定的数据。
　　2.据统计，有20~25%的人身事故发生在模具的安装、调整和机床检修保养过程中，其中大多数发生在25~100吨的机床上，而且多为伤手断臂的重伤事故，甚至有死亡事故发生。
　　发生这些事故的原因大概有三个。
　　一是这些机床多为脚踏开关操作的刚性离合器双飞轮结构，又没有大型冲床上设有的电动寸动机构。调整滑块时，人工盘动飞轮较16吨以下的冲床费力得多，操往往违反安全规定，采纳点动电机的方式使滑块下滑。由于双飞轮传动系统的惯性较大，(一旦全速转动起来，断电后，假设是空转，还要转动数分钟才能停止，假设是启动了滑块，也能连冲数十个冲程。)所以在飞轮看起来转得很慢时身体进入滑块下的危险区，也会发生伤人事故。
　　二是在安装模具过程中，所有现在已知的安全保护装置均不起作用，但此时人体都必须进入滑块的危险区才能顺利作业，且操的注意力一般均集中在模具上，一旦在飞轮未停时误碰触脚踏，便会出事。
　　三是从事这类工作的人员，大都是技术素养较高，又不直接从事冲压零件作业的模具调整工，机床修理工、质量检验员、模具制造试模工等人员，他们的工作对象，不象冲压工那样专一，往往是本单位的一批冲床，所以对每台机床的操作性能和要求，不可能象操作工那样熟练，再加上这些工作不象冲压零件那样具有规律性，一旦配合不当，便会出事。
　　3.事实证实，几乎在所有由一般冲床组成的自动化生产线上，均有伤人事故发生。从前面按事故发生时的直接原因分布来看，自动线只解决了取送制件时引起的事故(占31.5%)，而其它事故原因依旧如故，并没有任何改善。这有几个主要原因，一是自动线上的人工调试工作量更多，此时的危险程度比单机更大;二是在自动冲压过程中，假设发生送料或排料故障，由于人脑的本能作用，监管人员往往会认为可来得及去手工排除，而冒险伸手进入危险区;三是设置的自动送料、收料机构也可能形成新的危险区(如滚筒式送料)。——由此可见，将解决冲压安全问题寄希望于自动化生产也是十分片面的。
　　4.大型机床一般均由多人共同操作，如果彼此配合不当，也容易发生事故。
　　5.冲压设备本身保养维护不良，如离合器失灵而发生不规律的连冲、滑块的制动器摩擦力矩太小而自动下滑、电动操作开关发生常闭故障等，都会引起事故的发生。这类事故约占5%。
　　6.不按工艺规定，随便代用模具，如材料厚度超标准、送双料、用冲裁角钢的模具裁扁钢等错误操作，会引起模具爆裂伤人，冲压死亡事故很多由此产生。
　　7.工作场地组织不良，通道不畅，重物安放不稳等等，易发生磕碰、划伤、砸伤事故。
　　四、 预防冲床人身事故的途径
　　从以上分析和3.1.2所列统计数据可看出，冲床事故的预防应从以下方面着手：
　　由⑴可知，优良的企业管理能大量地减少事故(小企业的管理较差)。
　　由⑵、⑶可知，小型冲床是安全化改造的重点。
　　由⑷可知，除手、面部、颈部外，脚部的防护也是必要的。
　　由⑸可知，由于疏忽大意和不细心而产生的事故占92%以上，真正由于设备失灵故障引起的不到5% 。所以如何使操保持愉快的心情、充沛的精力，专心致志地生产，应是安全管理者的首要任务。
　　由⑹可知，在管理状况基本优良的状况下，事故率仍基本维持在一定水平上(波动仅为10%)。这说明，仅依靠教育和训练操以促使其精力集中，并不能完全消除事故。这是因为，从事这种用危险程度很高的机械，长时间内连续重复简单动作的加工，人的注意力是有一定极限的。所以生产管理人员应妥善安排调配生产任务，尽量避免冲压工加班加点、上大夜班生产，而且每工作1.5～2小时，应停机休息10～20分钟，更不要让身体有病或情绪不好的员工上机保持工作。
　　由⑺、⑻、⑼可知，现有的安全防护装置，关于小型冲床是没有作用的，就是在自动线上也不能杜绝人身事故，还必须用更加安全的设备来预防。这也印证了我们在第一章第三节中对各种安全装置的分析，说明在技术上有必要研制新型的小型安全冲床，彻底解决这类用安全装置不能解决的问题。
　　由⑼可知，绝大部分事故是由于用手直接取、送料发生的，所以在真正安全的冲床出现之前，最有效的预防办法，应该是保持在任何状况下，都不要用手直接进入模口内送取材料和零件。尤其是在小型冲床上，必须保持使用取送料的手用安全工具。