壓力機保護裝置的應用研究

　　摘 要： 沖壓設備保護裝置形式較多，其結構可分為機械式、光電式和感應式等。本文在介紹了這幾種常用的沖壓保護裝置功能與作用的基礎上，對沖壓保護裝置的應用作了進一步的分析與研究。
　　關鍵詞： 壓力機 保護裝置 應用研究
　　
　　1.引言
　　沖壓機的保護裝置，是操作人員在作業時防止發生壓力加工傷害事故的有效措施。在實際工業生產中，許多企業利用沖壓機生產時，依然使用舊的手工作業方法，沖床設備沒有安全保護裝置。長此以往，極易發生工傷事故。因此，設計和使用具有較高可靠性的沖床保護裝置已成為減少生產事故、提高生產效率的必然選擇。本文介紹幾種常用的沖壓保護裝置，并對其進行一定的分析與研究。
　　2.沖壓保護裝置的作用與功能
　　2.1沖壓機的工作原理
　　沖壓機的設計原理是將圓周運動轉換為直線運動，由主電動機帶動飛輪，經離合器帶動齒輪、曲軸（或偏心齒輪）、連桿等運轉，進而驅動滑塊作直線運動，從主電動機到連桿的運動為圓周運動。連桿和滑塊之間需有圓周運動和直線運動的轉接點，其設計上大致有兩種機構，一種為球形，一種為銷形（圓柱形），由這個機構將圓周運動轉換成滑塊的直線運動。沖壓機對材料施以壓力，使其塑性變形，而得到所要求的形狀與精度，因此必須配合一組模具（分上模與下模），將材料置于其間，由機器施加壓力，使其變形，加工時施加于材料之力所造成之反作用力，由沖壓機械本體所吸收。
　　2.2沖壓保護裝置的作用
　　壓力機在正常工作情況下，操作者不論是否遵守操作規程都無發生人身事故的危險。操作者一旦處于危險工作狀態，沖壓保護裝置就能直接防止操作者發生人身意外事故。
　　2.3沖壓保護裝置的功能
　　沖壓安全裝置應具有下列各項中的某一項功能才能杜絕人身事故的發生。
　　2.3.1壓力機滑塊運行期間，人體的任一部分都不會進入危險區。
　　2.3.2在機械啟動前，當操作人員的身體的一部分在壓力機滑塊危險區域里，滑塊不能進行工作。當滑塊啟動工作后，滑塊下行程時，當人體的任一部分進入危險區之前，滑塊能停止下行程或停于下死點之前。
　　2.3.3滑塊下行程時，能將進入危險區的人體的某一部分推出。
　　2.3.4當操作人員的雙手脫離啟動離合器操縱按鈕后，直到伸進危險區之前滑塊能停止下行程或停于下死點之前［２］。
　　這里需指出的是，每個操作人員的生產習慣不同，使用安全裝置會不同程度地認為受到了約束，降低了生產效率。但無論如何都不能因此而拆卸安全裝置，讓操作人員在毫無保護的情況下進行壓力加工工作。提高安全防范意識，堅持在具有安全防護的條件下操作壓力機械，確保壓力機械安全運行是我們必須重視的問題。
　　3.沖壓保護裝置的分類
　　沖壓設備保護裝置技術的研究在國內外都起步較早，并已取得了很大的發展。沖壓設備保護裝置形式較多，其結構可分為機械式、光電式和感應式等。下面僅研究幾種常用的沖壓設備保護裝置。
　　3.1機械式防護裝置
　　3.1.1推手式保護裝置。它是一種與滑塊聯動的裝置。當滑塊向下運動時，固定在曲軸上的擋板由里向外運動，擋住下模口的危險區。
　　3.1.2拉手式安全裝置。它是在滑塊上有連桿和凸輪的裝置，當滑塊向下運動時，把手強制推出危險區域。此裝置必須能調節手推桿的長度及擺幅，裝有確保當滑塊運動的防護板，主要用于小型壓力機。
　　3.2控制式安全裝置
　　控制式安全裝置是用電氣聯鎖的方式控制滑塊的啟動，所以其應用的前提條件是用電器操作的壓力機。控制式安全裝置有光電式、感應式、磁控式和電容式等。
　　3.2.1光電式安全裝置。其原理是用投光器和受光器形成一束或多束光柵，將操作者與危險區隔離開來。當操作人員身體的一部分進入危險區域時，光線被遮斷發出電信號，此信號經放大后與滑塊控制線路相聯鎖使滑塊停止運行。光電式安全裝置一般都是采用調制式紅外發光二極管作為光源，在大型沖壓機上則采用紅外激光二極管，其電路具有復雜可靠的自檢自保功能。光電式安全裝置的優點是操作人員無障礙感，使用壽命長，但目前市場價格比較昂貴。
　　3.2.2電容式安全裝置。是在操作者與危險區域之間設置一個對地構成有一定電容量的電容器作為敏感元件，通過人體上下料時靠近敏感元件的距離變化來改變對地電容量的大小，再通過放大可使機器停止或不能啟動。由于電容式保護受人體各種因素和場地的影響較大，因此使用起來不是很方便。
　　4.沖壓保護裝置的應用
　　沖壓保護裝置的設計涉及機械、電子、控制和傳感等多種學科領域，它是一個復雜的系統工程。上述機械式保護裝置動作可靠、結構簡單、易于維修，可有效防止由于機械失靈而發生的連沖事故。其缺點是在操作者和上下模具之間有一機械物體在運動，易影響操作者的視線，引起疲勞，對送卸料也不方便。控制式安全裝置能在操作者與上下模具之間或危險區周圍設置一種不影響視線和操作的光束、氣流或電場，當操作者的身體進入危險區時能向壓力機械的控制電路發出停止信號，使滑塊立即停止下降，保障安全。這類裝置具有系統靈敏度高、響應速度快、抗干擾性能強及較高的可靠性等優點，但有占用空間大和成本高等不足［3］。綜上可見，各種沖壓保護裝置都各有其優缺點，所以，同時設計使用兩種或兩種以上的安全裝置，既能互補缺點，又能遇突發故障時，啟用另一個安全裝置，達到絕對防止壓力機事故發生的目的。
　　5.結語
　　近年來，國內外研究人員將沖壓保護技術的最新研究成果較好地應用于沖壓保護裝置中，取得了良好的實用成效。但進一步設計結構合理、操作簡便、性能穩定、成本低廉的沖壓保護裝置仍然迫在眉睫。
　　
　　參考文獻：
　　［1］劉愛華.沖床自動保護裝置的設計［J］.傳感器技術，2005，24，（9）：56-62.
　　［2］楊群.機械壓力機的操作與安全［M］.北京：電子工業出版社，1990：102-134.
　　［3］席磊，尤波.沖床自動保護系統設計［J］.儀器儀表與檢測技術，2008，27，（8）：27-29.