車工實訓綜合安全保護裝置的創新設計與制作

“車工實訓”是技工院校機械類專業必不可少的課程，車床加工時工件處于高速旋轉的動態狀況，給學生實操帶來了不少的安全隱患，學生在操作中不慎或安全意識薄弱時，就容易造成人身傷害和設備損壞的事故。可見，安全隱患如同定時炸彈，隨時都會在車工實訓中發生，倘若出現人身和設備安全重大事故，將會給學生、家長、學校帶來不同程度的傷害和經濟損失，嚴重時后果不堪設想。為了解決上述問題，筆者通過研發設計，制作出具有綜合多種防護功能的“車工實習安全保護裝置”，在此做一介紹。

一、車工實訓綜合安全保護裝置的設計背景

在技工院校，機械專業的學生在進行普通車床實習操作過程中常發生以下三種實習教學安全事故：

1.案例一

不少初學者在車床卡盤上裝夾工件后，由于安全意識薄弱，違反操作安全規程，沒有立即取出卡盤匙，就去安裝車刀或做其他的準備工作，把卡盤匙還插在卡盤中這事給忘記了，之后就去啟動機床，導致卡盤匙從高速轉動的卡盤中飛出，極易造成擊中位于機床前后附近的人員或砸中機床，甚至卡盤匙也被摔斷。如06機電班的一位學生在實訓時就出現過上述情況，萬幸的是卡盤匙沒有砸到人，而是被猛摔到車床導軌上，卡盤匙被摔斷及嚴重變形。

2.案例二

當學生根據零件加工工藝，需要在靠近卡盤端進行切削加工時，常因緊張或經驗不足，眼睛只顧看著車刀切削工件，沒有注意到方刀架與卡盤爪之間的距離，同時，由于卡盤在高速旋轉時，眼睛容易產生錯覺，感覺卡盤爪與刀架之間還有距離，結果使方刀架撞到高速旋轉的卡盤爪上而導致刀架和卡爪被撞崩：另外，在近端切削加工時，初學者由于操作不熟練，操縱剎車或反車不及時，也會造成方刀架撞到卡盤爪上。這種情況發生最多，本校三十多臺車床在未安裝該安全裝置前，96％以上的方刀架都有不同程度的撞傷情況。

3.案例三

個別學生在操作換向手柄反向縱行快速自動走刀時，因違反安全操作規程或操作失誤而停機不及，導致溜板箱反向逆行時撞擊到車床尾部的三桿支架，致使溜板箱被撞壞。如07機電一體班的一名學生，出于好奇，違反實訓指導教師的操作要求，用絲杠帶動溜板，掛上高速擋，以高速反向走刀，結果剎車不及，導致溜板箱猛烈撞擊車床尾部三桿支架，使溜板箱被撞壞報廢。

多年來，學生在普通車床實習過程中時有發生上述事故，造成實習教師上實訓課時精神較為緊張，有一定的心理壓力，擔心發生實習課堂安全事故。據統計，在未安裝該裝置前兩年時間內，本校三十多臺車床在學生車工實訓過程中，因學生操作不熟練、操作失誤或違反安全操作規程等原因，導致發生撞機等事故十幾起，共計卡盤匙飛出被摔斷、摔至變形9支；溜板箱撞爛報廢2只、撞傷修復2只、中度碰撞5起；96%方刀架有不同程度的撞崩撞傷。這給學校造成了一定的經濟損失，同時也影響了實習教學的正常順利開展。

為確保實習教學安全順利開展，杜絕事故發生，筆者對實訓車床進行了安全技術改造的創新設計。2008年初，通過研發設計與制作，完成了“車工實訓多功能綜合安全保護裝置”的技術改造，經過2年多的實踐驗證，取得了顯著的效果，實現了“普車實訓教學無事故”的目標。

胡錦濤主席在2003年12月召開的全國宣傳思想工作會議上明確提出：“要宣傳和弘揚解放思想、銳意改革、艱苦創業、開拓創新的精神，不斷增強中華民族的創造力……” 我們正處于與時俱進、改革開放的時代，在技工教育戰線上要承擔起教學改革、技術改革、管理改革的重任，更重要的是培養學生的安全文明生產意識、勇于創新的能力、嚴謹的工作態度與團結協助的精神。作為一名技校實習指導教師，筆者針對學生在車工實訓過程中由于緊張或操作不慎而造成人身和設備安全事故等情況，通過分析和總結學生在普車實習過程中出現安全事故的成因，對車床進行了技術改造，設計和制作出具有綜合多種防護功能的安全保護裝置。

二、車工實訓綜合安全保護裝置的主要結構與作用

該裝置由三大部分組成，分別為“卡盤匙啟動安全保護裝置”、“方刀架防撞保護裝置”、“溜板箱防撞保護裝置”，這三套裝置分別安裝在車床正面床頭箱左下方、車床背面導軌前端下方、車床背面導軌后端下方三個部位（圖1、圖2、圖3）。

1.“卡盤匙啟動安全保護裝置”的主要結構和作用

該“裝置”由按壓式微動電控開關、卡盤匙插座、塑料壓塊等零部件組成，如圖1所示。當卡盤匙插入圓筒插座，按壓到電控開關后， 機床方能啟動；當卡盤匙忘記從卡盤取出時，機床啟動失效。 該“裝置”有效防止學生將卡盤匙留在卡盤插口上就啟動車床的意外發生，起到保護學生人身和機床設備安全的作用。

2.“方刀架防撞安全保護裝置”的主要結構和作用

該“裝置”由微動電控開關、可調式壓鐵、終極限位檔鐵、緩沖彈簧等零件所組成，如圖2 所示。

當學生在靠近卡盤端切削工件或自動走刀至終端極限位置（即卡盤爪與方刀架的相觸點）還有3～5mm距離時（此距離可自由調整），可調式壓鐵就會碰到微動電控開關，此時機床就會自動停機，避免了方刀架碰撞到高速旋轉的卡盤，實現了停機保護。但由于急速停機慣性力的作用，溜板上的刀架仍會前沖，此時該裝置的緩沖彈簧和終極限位擋鐵起到緩沖作用及頂停定位作用，使溜板在終極位置前完全停止，起到絕對安全可靠的保護作用。該裝置有效地防止了方刀架與卡盤之間撞擊事故的發生，起到保障設備安全的功能。

3.“溜板箱防撞保護裝置”的主要結構和作用

該“裝置”是由微動電控開關、可調式壓鐵、開關支架和螺栓等零件組成，如圖3所示。

當操作換向手柄反向縱行快速自動走刀，因大意或操作失誤而不及停機時，可調壓鐵觸及微動電控開關，機床斷電自動停機，防止了溜板箱逆行碰撞支架的事故發生，起到了保護設備安全的可靠作用。

三、車工實訓綜合安全保護裝置的主要創新點

“車工實訓綜合安全保護裝置”是通過分析和總結歷年來學生在車工實習過程中出現常見安全事故而設計制作，該裝置具有“卡盤匙啟動安全保護”、“方刀架防撞安全保護”、“溜板箱防撞保護”三位一體的全方位安全保護功能，其安全可靠、效果顯著，保護了學生人身和設備安全，實現了實習課堂“零事故”的目標。

據了解，目前在各所職業院校的實訓車床中還沒有發現裝備是具有三功能為一體的“多功能綜合安全保護裝置”。該項目創新并填補了技工院校車工實習多功能安全防護裝備發明的空白。由于該“裝置”作用明顯、效果良好、經濟效益和社會效益顯著，故該設計創作在參加2010年廣州市人力資源和社會保障局主辦的“廣州市屬技工院校首屆師生創新設計大賽”和中國職協舉辦的“第九屆全國技工院校技術開發優秀成果評選”活動中皆榮獲二等獎。

四、車工實訓綜合安全保護裝置的使用效果

通過近三年來的實踐證明：自08年在本校的普通車床上全部安裝了“多功能綜合安全保護裝置”以后，沒有發生過一例卡盤匙飛出、方刀架被撞和溜板箱被撞等方面的實習課堂教學事故，有效防止了學生在車工實訓過程中因操作不熟練、不規范、違反安全操作規程而導致事故的發生，確保了學生人身安全和設備安全，避免了事故發生而造成的經濟損失，取得了良好的經濟效益和社會效益。該“裝置”確實起到綜合防護、安全可靠、作用顯著的效果。該裝置也為今后對其他實訓機床等教學設備的安全性能技術改造作出了有益的嘗試和很好的示范作用。

五、推廣應用價值

“車工實訓綜合安全防護裝置”具有結構簡單、制作成本低廉（材料費100元/臺）、外形美觀、防護功能多、安全可靠、效果明顯、實用價值大等特點，安裝后不影響機床的外觀和加工性能，作用和效果相當理想。

通過調查，普車實習教師普遍反映，裝備了該“裝置”后，實習指導教師輕松多了，沒有了以往上實操課時的精神緊張、怕發生安全事故的心理壓力。自我校三十多臺普通車床全部安裝了該裝置后，學生在實操過程中再沒有出現過撞傷機床或人身傷害的安全事故。同時，90%以上的學生經使用后反映：“就算操作不熟練或粗心大意，也不怕會撞機，因為‘裝置’會自動停機保護，我們也沒有了撞壞機床要挨批的思想負擔，可以輕松愉快地上機實操了。 ”該“裝置”實用效果顯著，經濟效益和社會效益明顯，可推廣到職業院校的普車實訓車床安裝使用，以及企業機械加工機床設備安全改造等方面的應用。

（作者單位：廣東省廣州市公用事業高級技工學校）