安全：磨削机械安全.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 磨削机械安全技术,本节导航,学习目标,磨削加工的危险因素,砂轮的特性与它的安全技术,磨削机械的使用与安全管理,重点提示,磨削加工的危险因素,砂轮的安全技术,磨削机械的使用与安全管理,磨削加工,磨削加工,：借助磨具的切削作用，除去工件表面的多余层，使工件表面质量达到预定要求的加工方法。,磨床：进行磨削加工的机床,磨床种类,外圆磨床：普通、万能、无心外圆磨床 等。,内圆磨床：普通、无心、行星式内圆磨床 等。,平面磨床：卧轴,(,立轴,),矩台,(,圆台,),平面磨床 等。,工具磨床：工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。,刀具刃磨床：万能工具磨床、拉刀、滚刀磨床等。,专门化磨床：曲轴、花键轴、齿轮、螺纹磨床等。,其它磨床：研磨机、珩磨机、抛光机等。,e-料系,人造金刚石,D(JR),无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色。硬度高，比天然金刚石性脆。价格比其它磨料贵好多倍,磨削硬质合金、宝石等高硬度材料,立方氮化硼,CBN,(JLD),立方型晶体结构，硬度略低于金刚石，强度较高，导热性能好,磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢,磨料,化学组成,碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）,黑色碳化硅（,C,）：含,95%,以上的碳化硅。呈黑色或深蓝色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好；磨削铸铁。黄铜、铝、耐火材料及非金属材料,绿色碳化硅,(GC),：含,97%,以上的碳化硅。呈绿色，硬度和脆性比 黑色碳化硅更高，导热性和导电性好；磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玉石、陶瓷、珩磨发动机气缸套等超硬磨料,人造金刚石（,D,）：无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色。硬度高，比天然金刚石性脆。价格比其它磨料贵好多倍；磨削硬质合金、宝石等高硬度材料,立方氮化硼（,CBN,）：立方型晶体结构，硬度略低于金刚石，强度较高，导热性能好；磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢,磨料的一般要求,具有很高的硬度和锋利度，直接参与切削；,一定的韧性和耐磨性，来承受剧烈的挤压和摩擦力作用；,一定的脆性，以便磨钝后，及时更新切削锋刃，实现自励性；,有较稳定的物理和化学性能，使之在高温和湿度环境下，不过早地丧失磨削性能。,粒度,磨料的颗粒大小和粗细程度。,构成砂轮磨料的颗粒越细小，砂轮的抗裂性越好,粒度的确定方法,筛分法：颗粒尺寸大于,50m,磨料的粒度是用筛分法确定的，即用磨料通过的筛网在每英寸长度上的网眼数来表示，称为磨粒类。,其粒度号直接用阿拉伯数字表示,，粒度号大小与磨料的颗粒大小相反。如,60,显微镜分析法：颗粒尺寸小于,50m,磨料的颗粒大小直接用显微镜测量，用颗粒的实际尺寸表示粒度，这样确定的磨料称为微粉类。,其粒度号用,W,和磨料颗粒尺寸数组合,表示。,如,W20,磨粒尺寸在,20,14um,一个砂轮的磨料通常是由相邻几种粒度号的磨粒混合而成，砂轮的粒度是由占比例最大的磨粒的粒度号决定。粒度大小对砂轮的强度、加工精度，以及磨削生产率有很大影响。,结合剂,无机类,陶瓷结合剂（,V,）,:,化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为,35m/s,。,有机类,树脂结合剂（,B,）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差,(300),，自锐性好。,橡胶结合剂（,R,）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差,(200),，自锐性好。,金属结合剂（,M,）,青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。,组织,指组成砂轮的磨料、结合剂和气孔三者的比例关系，表明砂轮结构紧密程度的特性。,分级,紧密：成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。但砂轮易堵塞，磨削热较高。,中等：适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。,疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件,硬度,结合剂固结磨料的紧牢程度的参数，表明在外力作用下，磨料从砂轮表面脱落的难易程度,磨具的硬度与磨料本身的硬度是两个不同的概念，磨料的硬度是由组成磨料的材料自身特性决定的。,磨具的硬度与下列因素有关一是结合剂的粘合能力（与结合剂的种类有关）,二是结合剂在磨具中的比例,三是磨具的制造工艺等,砂轮硬度选择原则,磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；,磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；,砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；,成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。,形状和尺寸,正确地选择砂轮的形状和尺寸，是保证磨削加工质量和安全的重要方面。,砂轮的磨料、粒度、结合剂、组织、硬度、形状和尺寸等各特性要素，对砂轮的机械强度有不同的影响,砂轮名,称,代号,尺寸表示法,主要用途,平形砂,轮,P,P,D,H,d,用于磨外圆、内圆、平面和无心磨等,双面凹砂轮,PSA,PSA,DH,d2d 1,t 1,t 2,用于磨外圆、无心磨和刃磨刀具,双斜边砂轮,PSX,PSX,D,H,d,用于磨削齿轮和螺纹,筒形砂,轮,N,N,D,H,d,用于立轴端磨平面,碟形砂,轮,D,D,D,H,d,用于刃磨刀具前面,碗形砂,轮,BW,BW,D,H,d,用于导轨磨及刃磨刀具,砂轮的标志方法,按,GB248484,规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨,料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。,砂轮标志方法示例如下：,PB 4004060 A 60 L 5 B 35,形状代号薄片,外经,D,400mm,厚度,H,40mm,内径,d,60mm,磨料（棕刚玉）,60,号粒度,硬度中软,2,5号组织,树脂结合剂,最高工作线速度（,m/s,）,砂轮的安全速度,离心力作用下砂轮的安全速度,离心力,应力作用,结论,在砂轮的任意点上切向正应力总是大于径向正应力，所以，由离心力引起的砂轮破坏，切向正应力起主要作用，分析砂轮的破坏主要考虑切向应力的影响。,在砂轮的任一半径上，砂轮的内孔壁处的应力最高。实践也证明，砂轮破坏的裂纹总是从内圆逐渐波及外圆，碎块成扇形状。,砂轮的安全速度,砂轮的最高安全圆周线速度为：,砂轮的强度通常是以砂轮的安全速度（也称安全圆周线速度）作为标志，它表明当砂轮以不超过该速度旋转时，不会因离心力作用而使砂轮破坏。,2,砂轮主轴转速 控制砂轮的最高转速是保证砂轮作业安全的关键，即通过承载砂轮的主轴转速来限制砂轮的圆周最高线速度。二者的换算关系如下：,3,工件的速度 砂轮速度过高，一方面可能导致砂轮破坏；另一方面会引起机床振动，所以只有在保证砂轮强度和机床运行平稳的前提下，提高砂轮的工作速度才是合理的。这主要通过保持加工工件的速度与砂轮速度之间的适当比例来实现。,砂轮的强度通常是以,砂轮的安全速度,（也称安全圆周线速度）作为标志，它表明当砂轮以不超过该速度旋转时，不会因离心力作用而使砂轮破坏。砂轮的安全速度标记在砂轮上，从手册中也可以查到。操作者在使用砂轮前，必须核准它的实际圆周线速度，严禁超速使用。,砂轮的增强措施,提高结合剂的粘接强度。例如在陶瓷结合剂中加入一定量的硼、钾、钡、钙等元素，增强砂轮的抗拉强度；,采用合理的砂轮尺寸，尽量避免外径、内径尺寸相差过大；,在砂轮内孔区采取补偿措施,砂轮装置的安全技术,概述,砂轮装置由砂轮、主轴、卡盘和防护罩共同组成,砂轮卡盘：夹持砂轮的两侧面,磨削机械安全防护的重点是砂轮,，砂轮的安全不仅由自身的特性和速度决定，而且与砂轮装置的各组成部分有直接关系。组成砂轮装置的各元件通过各自的安全技术措施，保障磨削加工作业的安全。,1-,砂轮,2-,砂轮卡盘,3-,砂轮主轴,4-,垫片,5-,紧固螺母,砂轮主轴,作用：承载支持砂轮，并将传动系统的动力和速度传递给砂轮,砂轮主轴及其支撑部分结构直接影响工件的加工质量和磨削作业安全，是砂轮装置的关键结构,磨削机械安全规程,GB 4674-2009,砂轮主轴安全要求,强度要求,主轴材料应具有较好的机械性能，抗拉强度不得低于,650,MPa,，且延伸率不低于,10%,。,主轴承载部位的截面尺寸足够大，以保证主轴的抗扭截面模量和抗弯截面模量。砂轮直径越大、越厚，与之配合的砂轮主轴直径也越 大,砂轮主轴直径：,工作速度小于或等于,50,米,/,秒,时，安装砂轮部位的最小直径不得小于,磨削机械安全规程,表,1,规定的数值。,砂轮主轴安全要求,刚度要求,砂轮主轴应满足抗变形的要求，尤其是在内圆磨床加工内孔时，砂轮需要借助接长轴安装在砂轮主轴上，接长轴越细越长，其静态挠度和动态挠度越大，因而旋转不平衡力产生振动越大，这不仅直接影响磨削质量，而且关系到作业安全。所以，砂轮主轴应尽量选用,刚度高的短、粗轴,。,砂轮主轴安全要求,防松脱的紧固措施,主轴螺纹的旋向必须与砂轮工作时的旋转方向相反，在砂轮设备上应标明砂轮的旋转方向，标志要明显且可长期保存。,主轴的端部制有螺纹，以便螺母将砂轮和卡盘紧固。为防止装配后的砂轮沿主轴窜动，防止在运行过程中螺母自行松脱导致砂轮甩出，螺纹必须满足以下条件：,主轴端部螺纹长度足够长，保证整个压紧螺母旋入（,L,l,）,主轴螺纹部分必须延伸到压紧螺母的压紧面内，但不得超过设计允许使用的最小厚度砂轮的内孔长度的一半（,h,H/2,）。,砂轮主轴安全要求,砂轮与主轴的配合适宜,砂轮内孔与砂轮主轴的配合不得采用过盈配合，应留有适当间隙。,配合间隙过小，磨削时产生的高切削热会使主轴发热膨胀，将砂轮挤裂,间隙过大，高速旋转砂轮可能因装配偏心而失去平衡，导致砂轮晃动，主轴振动，增大危害性。,砂轮卡盘,作用：砂轮卡盘用于紧固砂轮，传递驱动力，并具有一定的保护功能。当砂轮意外破裂时，可阻挡大块砂轮碎块飞出。,卡盘型式,带槽式砂轮卡盘：用于安装孔径尺寸较小的、直接安装在砂轮主轴上的砂轮,套筒式砂轮卡盘：用于安装孔径尺寸较大的砂轮,衬套式砂轮卡盘：用于安装大孔径、厚度超过,32mm,的砂轮,锥形式砂轮卡盘：用于安装斜边砂轮。,砂轮卡盘要求,砂轮卡盘成对使用，对称装配在砂轮两侧,以较大直径的侧面紧贴在砂轮端面上，以较小直径的侧面与压紧螺母或砂轮主轴的轴肩接触,砂轮卡盘必须满足以下要求,一般用途的砂轮卡盘直径不得小于被安装砂轮直径的,1/3,，切断用砂轮的卡盘直径不得小于被安装砂轮直径的,1/4,砂轮卡盘应有足够的刚度，在与砂轮夹紧装配后，压紧面不得发生翘曲，接触面应平整、均匀。卡盘与砂轮侧面的非接触部分应有不小于,1.5mm,的足够间隙,砂轮卡盘结构应均匀平衡，以免旋转时产生不平衡力；各表面应保证平滑无锐棱，防止对砂轮局部产生集中力或锐棱损坏砂轮,砂轮卡盘的材料一般采用抗拉强度不低于,415MPa,的材料，保证卡盘的刚度和强度,砂轮防护罩功能：在不影响加工作业情况下，将人员与运动砂轮隔离，并当砂轮破坏时，有效地罩住砂轮碎片，保障人员安全。在正常磨削时，防护罩还可在一定程度上限制磨屑、粉尘的扩散范围，阻挡磨屑火花或磨削液飞溅,砂轮防护罩一般由圆周构件和两侧面构件组成，将包括砂轮、砂轮卡盘、砂轮主轴端部在内的整个砂轮装置罩住,防护罩安全技术要求,材料和壁厚,所用材料的抗拉强度不得低于,415MPa,。,防护罩材料优先选用压延钢板，钢板壁厚尺寸一般总是圆周构件厚度,A,侧面构件厚度,B,可锻铸铁的相向墨厚尺寸是压延钢板的,2,倍,灰铸铁的相应壁厚尺寸是压延钢板的,4,倍,高速砂轮防护罩内壁应装备吸能缓冲材料层,防护罩安全技术要求,最大安全开口尺寸限制,总开口度,中心水平线以上部分开口度,防护罩安全技术要求,防护罩与砂轮的安全间隙,防护罩开口边缘与砂轮卡盘外侧面间隙应小于,15mm,手工磨削砂轮机的防护板和工件托架与砂轮的间隙应可调,防护板与砂轮圆周表面间隙应小于,6mm,。,托架台面与砂轮主轴中心线等高，托架与砂轮圆周表面间隙应小于,3 mm,磨削机械使用与安全管理,砂轮使用的安全管理,砂轮的检查,砂轮标记检查,砂轮缺陷检查：目测和音响检查,砂轮的回转强度检验,砂轮的安装,核对砂轮的特性是否符合使用要求，砂轮与主轴尺寸是否相匹配。,将砂轮自由地装配到砂轮主轴上，不可用力挤压,。,砂轮的卡盘应左右对称，压紧面径向宽度应相等,。,卡盘与砂轮端面之间应夹垫一定厚度的柔性材料衬垫,紧固砂轮的松紧程度应以压紧到足以带动砂轮不产生滑动为宜,，不宜过紧。,砂轮使用的安全管理,砂轮的平衡试验,新砂轮和经第一次修整的砂轮，以及发现运转不平衡的砂轮都应进行平衡试验,。,动平衡,静平衡,空转试验,砂轮的修整,定期修整,常使用的修整工具：金刚石笔,砂轮的储运,砂轮存放时间不应超过砂轮的有效期，树脂和橡胶结合剂的砂轮自出厂之日起,若存储时间,超过一年,，须经回转试验合格后才可使用,磨削作业的安全操作要求,除内圆磨削用砂轮、手提砂轮机上直径不大于,50mm,的砂轮，以及金属壳体的金刚石和立方氮化硼的砂轮外，一切砂轮必须在装有砂轮防护罩的磨削机械上使用。,在任何情况下都,不允许,以超过砂轮安全的速度进行磨削。,根据砂轮结合剂种类正确选择磨削液。,树脂结合剂不能使用碱性物含量大于,1.5%,的磨削液,橡胶结合剂不能使用油基磨削液。,第四，磨削时，应在砂轮运转平稳后再使工件吃刀，砂轮退出后再停车。工件加工结束或告一段落时，应将有关操纵手柄放在空档位置。第五，在寒冷工作场地使用砂轮时，应注意逐渐增加负荷直到满足使用要求，保证砂轮温升均匀。低于,0,不得使用磨削液。第六，定期检查砂轮装置的安全状态。检查重点包括卡盘和主轴缺陷、砂轮在直径和厚度的磨损是否过量变形、平衡块是否损坏等，出现异常应及时维修或更换。发生砂轮破坏的机械须检查测定砂轮装置的全部元件，确认安全方可继续使用。第七，磨削镁合金工件容易引起火灾，应保持有效的通风，润湿粉尘，并及时清除通风装置管道里的粉尘，采取严格防护措施。,磨削加工的个人安全卫生防护,第一，在干式磨削操作中，粉尘、研磨剂、磨粒和碎屑通常会损伤操作者的眼睛，可采用佩戴眼镜或护目镜、固定防护屏等有效地保护眼睛。第二，磨削加工操作间应配置有效的局部通风除尘装置，防止干式磨削粉尘危害。移动式砂轮作业因不便使用通风设施，应避免长时间操作，必要时可配备个人防尘呼吸用品。第三，金属研磨工特别注意防止铅化合物等重金属污染，应配备保护服、完善的卫生洗涤设备和必要的医疗管理。,磨削机械管理和维护,5.1,所有砂轮和砂瓦均属易碎品，砂轮在搬运、储存中，不可受强烈振动和冲击，防止跌落或碰撞，不准滚动砂轮。使用车辆搬运时应采用有充气轮胎的车辆。印有砂轮特性的标志不得随意涂抹或损毁。,5.2,砂轮存放场地应保持干燥，温度适宜，避免与其他化学品混放。砂轮需仔细放置于货架之上或箱匣内。,5.3,砂轮应在有效期内使用。树脂和橡胶结合剂的砂轮出厂存储一年后应再经回转试验，合格者方可使用。,5.4,磨削机械的砂轮主轴转速应定期检查，并做记录。,5.5,砂轮主轴安装砂轮部位应定期检查，有磕碰等异常现象时严禁使用。,5.6,磨削机械更换或检修电机应做记录。,5.7,所有砂轮卡盘应定期检查，有下列情况之一者应维修或更换：）压紧面上不平整；）在直径或厚度上过量磨损；）丧失精度（偏摆）；）平衡块螺纹损坏；）压紧螺钉联结副损坏。,5.8,发生砂轮破坏事故后，应及时检查砂轮防护罩是否有损伤，砂轮卡盘有无变形或不平衡，砂轮主轴端部螺纹和压紧螺母是否有损坏，检查合格后方可重新安装使用。,5.9,磨削机械的除尘装置应定期检查和维修，以保持其除尘能力。,5.10,选择磨削速度、进给量和磨削深度时，不得超过机床的额定范围，以免磨削量过大造成危险。,5.11,砂轮机一般应设置专用的砂轮机房，不得安装在正对着附近设备、操作人员或经常有人过往的地方。如果因条件限制不能设置专用的砂轮机房，则应在砂轮机正面装设不低于,1.8,高度的防护挡板。,5.12,磨削加工的操作人员和有关工作人员，应经过安全教育和安全知识培训。操作者经考核合格后取得操作证方能上机操作。,5.13,磨削机械的使用单位应编制设备安全操作规程。,