1、砂轮装置的安全技术
编撰：lhjlyby
二〇一一年八月
砂轮装置是磨削机械的执行机构，由砂轮、主轴、卡盘和防护罩共同组成。砂轮的两侧面用砂轮卡盘夹持，安装在与传动系统的砂轮主轴上（见图1）,外面用防护罩罩住。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。
图1 砂轮装置图
1、砂轮主轴。砂轮主轴用来承载支持砂轮，并将传动系统的动力和速度传递给砂轮。在磨削作业时，砂轮主轴受弯、扭组合力的作用。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
2、安全，是砂轮装置的关键结构，主轴的失效、破坏，将直接导致砂轮的破坏。因此，砂轮卞轴必须满足下述安全要求。
（1）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%。诚哉部位的界面尺寸足够大，保证主轴的抗扭截面磨量和抗弯曲截面磨量，砂轮直径越大、厚度越厚，与之配合的砂轮直径越大 。
（２）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。
（
3、3）防松脱的紧固措施
1）紧固砂轮或砂轮卡盘的砂轮主轴端部螺纹的旋向必须与砂轮工作时旋转方向相反。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。
2）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： ①主轴端部螺纹长度足够长，保证整个压紧螺母旋入（L＞l）。 ②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）。
（4）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
4、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。
2、砂轮的卡盘。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。砂轮卡盘有带曹式、套筒式、衬套式和锥形砂轮卡盘等多种形式。
无论是何种形式的砂轮卡盘，都是成对使用，对成装配在砂轮上，以较大直径的侧面紧贴在砂轮端面，以减小直径的侧面与压紧螺母或砂轮主轴的轴肩接触，看盘内经与砂轮主轴配合。砂轮卡盘必须满足以下技术要求。
1）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
5、砂轮直径的1/4。
2）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。
3）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。
4）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。
3、砂轮防护罩。砂轮是磨削机械安全防护的重点，但仅靠砂轮自身的强度和砂轮卡盘一定限度的保护作用，仍不能保证防止砂轮意外。砂轮还必须装有砂轮防护罩才能使用。
砂轮防护罩的功能是在不影响加工作业情况下
6、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，防护军还可在～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（见图2）。防护罩有一定形状的开口，开口位置和开口角度的设置，在充分考虑操作人员安全的前提下，应满足不同磨削加工的需要。防护罩应满足以下安全技术要求。
图2砂轮防护罩壁厚尺寸
（1）材料和壁厚
防护罩必须有抗砂轮碎片冲击的足够强度，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
7、尺寸一般总是圆周构件厚度大于侧面构件厚度；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n高速砂轮防护罩内壁应装备吸能缓冲材料层（如聚胺酸塑料、橡胶等）．以减弱砂轮碎片对罩壳的冲击。
（2）最大安全开口尺寸限制
最大安全开口尺寸的限制分为总开口度和中心水平线以上部分开口度两个要求。总开口度愈小，砂轮破碎时的冲击域就愈小；水平线上部开口度愈小，对人体重要部位（如头、胸部）伤害的概率就愈小，防护罩的安全性能愈易于实现。台式和落地式砂轮机用砂轮防护罩最大总开口不得超过90o,砂轮主要中心线水平面以上部分不得超过65o。
常用砂轮防护罩的最大允许开口度见图3。
图3砂轮防护罩开口角
3．防护罩与砂轮的安全间隙
砂轮与防护罩之间的距离是保证防护罩任何部位不得与砂轮装置各运动部件接触，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（见图4）的防护板和工件托架与砂轮的间隙应可调。防护权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。
图4砂轮机防护罩结构
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