機械壓力機安全風險分析及對策研究

曾愛平，李志宏

（廣東產品質量監督檢驗研究院，廣東佛山528300）

機械壓力機安全風險分析及對策研究

曾愛平，李志宏

（廣東產品質量監督檢驗研究院，廣東佛山528300）

介紹了對機械壓力機進行安全防護的必要性，根據目前的使用情況列出了機械壓力機的主要風險，針對這些風險提出了相應的安全對策，以提高機械壓力機的安全性能。

機械壓力機；安全風險；對策

0　前言

機械壓力機是用曲柄連桿或肘桿機構、凸輪機構、螺桿機構傳動的鍛壓機械，用于對材料進行壓力加工的機床，通過對坯件施加強大的壓力使其發生變形和斷裂來加工成零件。機械壓力機屬于機械工業重點產品，是機械工業中量大面廣的工作母機，廣泛用于沖裁、落料、彎曲、折邊、淺拉伸及其他冷沖壓工序。是汽車、家用電器、儀器儀表、輕工、國防工業、化工容器、電子等行業必備的關鍵設備［1］。

機械壓力機在工作過程中，模具間強大的壓力對與之接觸的人員有產生嚴重傷害的風險，由于我國目前的沖壓工藝及裝備水平還比較低，隨機配置自動送料裝置的壓力機很少，工件的送料、卸料基本上都是由操作者手工進行，而機械壓力機的工作頻率又比較高（開式可傾壓力機每分鐘工作次數可達120次），操作工人在如此高頻率的重復緊張工作中，時常出現斷手傷臂的情況，有的甚至危及生命［2］，因此需要對壓力機進行必要的防護，減低和減少危險的發生。

1　安全風險分析

根據目前國內大部分機械壓力機的使用狀況，可將機械壓力機的主要風險劃分如表1所示。

2　安全對策分析

《GB27607-2011機械壓力機安全技術要求》國家標準于2012年10月1日正式實施。新標準對機械壓力機的安全提出了全新的要求，為提高機械壓力機的安全性作出了新規定，確保機械壓力機的控制是本質安全的［3］。根據新國標的要求，針對機械壓力機的主要安全風險，結合實際的使用情況，提出如下解決方案。

（1）擠壓、剪切危險是壓力機最主要的風險，模具區域是風險最大的區域，根據壓力機的不同使用條件，對于該區域的防護，必須使用不同的防護裝置組合，才能使風險減小到最低。建議安全對策如下。

表1　機械壓力機主要風險列表

對壓力機的操作側加裝雙手操縱裝置及光電保護裝置（如圖1）。雙手操縱裝置即雙手按鈕（如圖2），為雙聯閥的主要動作按鈕，雙手按鈕同時按下，雙聯閥接通，滑塊開始向下運動，雙手按鈕必須保證動作同步在0.5 s內完成才能輸出信號，避免出現屏蔽一個按鈕進行單手操作的情況。同時雙手按鈕的設計應能防止只用一只手、同一手臂的手掌和手肘、小臂或手肘、手掌和身體的其它部分來啟動輸出信號。光電保護裝置用于模具操縱區前，在設備啟動前和模具合模的過程中對人體起到防護作用，感知人體是否進入危險區，由于光電保護裝置采用的是不可見的紅外線光對射來檢測是否有物體進入，因此不會影響操縱工人的上料下料，紅外光線對人體沒有傷害，也不會引起視覺疲勞。光電保護裝置的安裝必須考慮到安全距離、保護高度、檢測手指、手以及人體的差異等因素，確保人員不能從安全光幕左側、右側、上部和底部等接觸到危險區域，安裝示意如圖3所示。

圖1　壓力機操作側使用雙手操縱裝置及光電保護裝置

圖2　雙手操縱裝置

圖3　光電保護裝置安裝示意圖

對模具區域的左側、右側、后部加裝固定式防護罩，防護罩的安裝必須保證安全距離，同時考慮到加工件的甩出風險，需保證防護罩的強度。也可以根據需要，使用鉸鏈式防護門代替固定式防護罩，防護門必須采取安全聯鎖防護裝置。

為了避免雙手按鈕、光電保護裝置、安全門開關等相關的安全部件及控制系統的故障引起危險事故的發生，手動上下料的壓力機模具區域相關的安全控制回路必須達到4類要求。目前達到4類要求的元件有安全可編程控制器、可編程安全模塊、固化程序安全模塊、安全繼電器等。制造方可根據自身的情況選用其中的一種元件構成安全回路，使壓力機的控制系統達到4類安全要求，盡可能避免事故的發生。采用安全可編程控制器的控制原理如圖4所示［4］。

圖4　采用安全可編程控制器的控制電路

（2）觸電危險可分為直接觸電和間接觸電，對于直接觸電的防護，可以采取使用工具或鑰匙來開啟電箱外殼，或開啟外殼之前先切斷其內部的帶電部分，或所有帶電件直接接觸的防護等級至少為IP2X或IPXXB等方法來避免。對于間接觸電的防護，應使設備可靠接地，同時在電路中安裝過電流保護器，以便在系統發生接地故障時，過電流保護器能在規定時間內自動切斷電源，從而實現間接觸電危險的防護。

（3）防止纏繞危險、卷入危險，可在電機和機械驅動裝置工作區域加裝安全防護裝置防止操作人員接觸到該區域。如果每班次需要進入一次或少于一次時，可在該工作區域加裝固定式機械防護裝置；如果每班次需要進入一次以上，應安裝同控制系統聯鎖的活動式防護裝置，如果接觸危險區域之前危險運動不能夠及時停止，則應安裝帶鎖定并延時開鎖的聯鎖開關。

（4）對于燒傷、燙傷風險，應在制動器、離合器這些工作時溫度可能超過安全接觸溫度的危險部位增加防護罩，或其他隔熱防護措施，并在防護罩或隔熱防護措施上張貼防燙傷警示標識。

3　結論

（1）機械壓力機屬于機械工業重點產品，是機械工業中量大面廣的工作母機，其安全直接影響到機械工業中工傷事故的發生率，因此，必須對其進行相應的安全防護，減少安全事故的發生。

（2）對于條件許可的，建議壓力機盡量配置自動送料機，以減少操作人員與危險區域的接觸頻率，降低事故的發生率。

（3）對于受使用條件限制而無法配置自動送料機的壓力機，可以通過正確選用安全防護裝置來確保操作人員的安全，將安全風險降到最低。

［1］全國機械安全標準化技術委員會.機械安全標準應用指南［M］.北京：中國標準出版社，2014.

［2］郭來平.機械壓力機安全生產現狀及應對策略［J］.現代職業安全，2006（63）：82-83.

［3］全國鍛壓機械標準化技術委員會.GB27607-2011機械壓力機安全技術要求［S］.北京：中國標準出版社，2011.

［4］陳春童.機械壓力機安全技術解決方案解析［J］.鍛壓裝備與制造技術，2015（3）：11-13.

Analysis and Countermeasure Research of Mechanical Press Security Risk

ZENG Ai-ping，LI Zhi-hong
（Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision，Foshan528300，China）

This article describes the necessity of mechanical press security protection，according to the current usage of mechanical press，the major risk have been listed.The appropriate security countermeasure to these risks have been analyzed in the text，in order to improve the safety performance of mechanical press.

mechanical press；security risk；countermeasure

TG305

A文獻標識碼：1009-9492（2015）12-0090-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.025

曾愛平，男，1985年生，廣東興寧人，碩士，工程師。研究領域：機電產品質量檢驗。

（編輯：向飛）

2015-09-28