摘要：介紹了設(shè)置壓力機(jī)安全保護(hù)裝置的必要性和重要性。在分析壓力機(jī)生產(chǎn)常見(jiàn)事故的基礎(chǔ)上，提出了選擇壓力機(jī)安全保護(hù)裝置的原則。并介紹了國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的壓力機(jī)安全保護(hù)裝置的性能特點(diǎn)。

A、概述

隨著汽車、家電、輕工、儀表工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)板材的沖切加工要求也越來(lái)越高，這促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)壓力機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步成熟與發(fā)展。但這不僅是先進(jìn)的技術(shù)性能、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)步，而且也要求安全操作環(huán)節(jié)的成熟與發(fā)展。目前，我國(guó)每年發(fā)生上萬(wàn)起壓力機(jī)械傷人事故，特別是在部分國(guó)有企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)屢屢發(fā)生斷指、傷人事故，給壓力機(jī)械的操作員工的身心帶來(lái)不可磨滅的創(chuàng)傷。壓力機(jī)操作屬于單調(diào)的重復(fù)性勞動(dòng)，是通過(guò)操作者用手或腳按照一定的節(jié)奏動(dòng)作而進(jìn)行的，需要操作者在工作時(shí)始終保持一定的注意力，稍有疏忽，亂了節(jié)奏，就會(huì)受傷，危害極大。

B、壓力機(jī)生產(chǎn)事故的現(xiàn)狀

（1）作業(yè)方式本身的危險(xiǎn)性

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)正在使用的壓力機(jī)，都是直接用手上下料。這種操作方式本身就具有危險(xiǎn)性。

（2）壓力機(jī)本身的危險(xiǎn)性

占?jí)毫C(jī)本身總數(shù)約75%的壓力機(jī)，都是使用剛性離合器，在下降過(guò)程中無(wú)停止功能；離合器和制動(dòng)器的有關(guān)部件受沖擊和磨損較大，易發(fā)生滑塊二次下落。

（3）安全措施不適應(yīng)壓力機(jī)的通用性

壓力機(jī)可以通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，進(jìn)行各種加工，具有很大的通用性。

（4）非加工作業(yè)時(shí)的危險(xiǎn)性

模具的安裝、拆卸、調(diào)整等非加工作業(yè)時(shí)，人體需進(jìn)入模具空間，當(dāng)模具自然下落，或者啟動(dòng)開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作時(shí)，人身、死亡事故時(shí)有發(fā)生。

（5）小企業(yè)多，多品種小批量生產(chǎn)多

使用壓力機(jī)的工廠企業(yè)大多是小企業(yè)，受資金、人材、時(shí)間等限制，往往都承包大企業(yè)的工作，不得不進(jìn)行多品種小批量生產(chǎn)，故造成事故因素增多。

3、事故的主要原因

（1）機(jī)械故障和缺陷引起的事故

①離合器、制動(dòng)器失效發(fā)生故障，或由于磨損引起滑塊下降，或二次下落。

②控制離合器、制動(dòng)器動(dòng)作的電磁閥發(fā)生故障。

③電氣元件中繼電器接點(diǎn)接觸不良，旋轉(zhuǎn)凸輪開(kāi)關(guān)因其壽命短、且由于振動(dòng)使其安裝位置位移等原因，也極易出故障。

④構(gòu)造或工作缺陷：摩擦離合器因?yàn)樵谛谐痰娜我馕恢枚寄軘嚅_(kāi)，通過(guò)配置適當(dāng)?shù)陌踩胧园踩暂^好；剛性離合器不能實(shí)現(xiàn)緊急停車，不帶急停機(jī)構(gòu)的剛性離合器結(jié)構(gòu)的壓力機(jī)占我國(guó)機(jī)械壓力機(jī)的90%以上，安全性較差。

⑤壓力機(jī)的機(jī)械部分如離合器、制動(dòng)器、滑塊、模具等調(diào)整不良引起的機(jī)械誤動(dòng)作。

⑥加工異形材料時(shí)，操作規(guī)程難以制定。

⑦安全裝置的故障或缺陷等。

（2）誤動(dòng)作或錯(cuò)誤操作引起的事故。

①在送料過(guò)程中，誤踏腳踏開(kāi)關(guān)或誤按按鈕。

②在壓力機(jī)操作中，誤將手伸出或手不小心打滑。

③修正材料位置時(shí)，踏了腳踏開(kāi)關(guān)。

④雖有安全裝置，卻以麻煩等理由不使用。

4、安全裝置的選擇

采用機(jī)械化、自動(dòng)化送、卸料是確保安全、杜絕壓力機(jī)安全事故最積極有效的保護(hù)措施。在暫未實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的送、卸料裝置的地方，可根據(jù)下列原則采用相應(yīng)措施來(lái)防止工傷事故的發(fā)生：

①滑塊絕對(duì)不會(huì)二次下落。

②人體不能靠近危險(xiǎn)區(qū)，如果靠近則壓力機(jī)急停。

③不因模具破損等引起危險(xiǎn)物飛出。

④具有防止操作失誤和絕對(duì)安全的功能。

目前，國(guó)內(nèi)外在壓力機(jī)械上常采用的部分安全保護(hù)裝置，按其功能分類，有如下形式：

（1）手用工具

主要用在中小型壓力機(jī)上沖壓小型工件，一般是用腳踏開(kāi)關(guān)啟動(dòng)壓力機(jī)時(shí)使用。其目的是用工具代替手進(jìn)行上卸料，避免人手直接伸入上下模具之間，保證安全。

手用工具是根據(jù)各種不同毛料的形狀重量設(shè)計(jì)的，可迅速鉗住毛料，并準(zhǔn)確地把毛料放置在凹模上，工具手柄的大小要便于操作者手持。

（2）雙手結(jié)合裝置（雙手操作式安全裝置）

用雙手同時(shí)按住兩個(gè)按鈕或操作手柄，通過(guò)電磁力、彈簧力、空氣壓力或人力接近離合器，而使滑塊下降。要求把操作按鈕放在根據(jù)壓力機(jī)急停性能而定的安全距離以外，以便滑塊下行時(shí)，強(qiáng)制操作手離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)，防止在啟動(dòng)后松開(kāi)手柄又到上下模之間拿東西而發(fā)生事故。這種操作必須是雙手按鈕連鎖，大多數(shù)用來(lái)控制只配置一名操作員的機(jī)器。雙手控制器（圖1）常與其他安全設(shè)備一起安裝，廣泛用在生產(chǎn)設(shè)施上。

優(yōu)點(diǎn)：低投資，占用空間小，容易安裝，便于啟動(dòng)。適用性限制：只能提供手的保護(hù)，不提供第三方保護(hù)和重大潛在的人機(jī)控制沖突，如對(duì)于機(jī)械故障引起的滑塊二次下落無(wú)效。

（3）機(jī)械式保護(hù)裝置（門(mén)式安全裝置）

在滑塊下行時(shí)，用機(jī)械方法將危險(xiǎn)區(qū)隔絕，或強(qiáng)制地將操作者的手移出危險(xiǎn)區(qū)保證安全。機(jī)械式保護(hù)裝置有柵欄式、推（撥）手式、牽手式等。

①柵欄式：即可用于使用剛性離合器的壓力機(jī)，又可用于使用摩擦離合器的壓力機(jī)。其原理是在操作者和危險(xiǎn)區(qū)之間，或在被保護(hù)區(qū)的周圍設(shè)置一套柵欄，隨壓力機(jī)的滑塊運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。滑塊回程時(shí)，柵欄打開(kāi)，可以裝、卸料，滑塊下降時(shí)，安全柵欄封閉，隔斷人手進(jìn)入上、下模具之間。安全柵欄一般適用于連續(xù)行程。當(dāng)壓力機(jī)械故障而誤啟動(dòng)引起滑塊連沖時(shí)，因柵欄與滑塊運(yùn)動(dòng)連鎖，可起保護(hù)作用。

②推手式安全裝置：在滑塊上有連桿拉桿和凸輪等連接著手推桿，當(dāng)滑塊下降時(shí)，把手強(qiáng)制推出危險(xiǎn)區(qū)域，此裝置必須能調(diào)節(jié)手推桿的長(zhǎng)度及擺幅，裝有確?；瑝K運(yùn)動(dòng)中手的安全的防護(hù)板。主要用于小型開(kāi)式壓力機(jī)，當(dāng)滑塊二次下落時(shí)，也能準(zhǔn)確動(dòng)作，起到保護(hù)作用。

③撥手式安全裝置：滑塊下降時(shí)，通過(guò)兩根套在操作者雙手上的繩索，將操作者的雙手從模具中拉出到安全區(qū)域。只要調(diào)節(jié)好拉帶和拉力，即使發(fā)生滑塊二次下落，也可保障安全。

上述機(jī)械式保護(hù)裝置動(dòng)作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維修，可有效防止由于機(jī)械失靈而發(fā)生連沖。其缺點(diǎn)在于在操作者和上下模具之間，有一機(jī)械物體在運(yùn)動(dòng)，易影響操作者視線，引起疲勞，對(duì)送卸料也非常不方便，主要限用于老式壓力機(jī)的安全改造。

（4）固定式圍欄和防護(hù)裝置

固定式防護(hù)裝置是永久使用的，可確保操作員在危險(xiǎn)區(qū)或危險(xiǎn)機(jī)器以外安全地工作。它們采用屏障、罩蓋或塑料構(gòu)件的形式，最適用于連續(xù)沖壓等落料加工。

優(yōu)點(diǎn)是：永久性裝置、低投資、壽命長(zhǎng)、無(wú)危險(xiǎn)凸出部分。使用限制：進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)行維護(hù)時(shí)可能有困難，容易未經(jīng)檢驗(yàn)被移去。

（5）自動(dòng)保護(hù)裝置

在操作者與上下模具之間或危險(xiǎn)區(qū)域周圍，設(shè)置一種不影響視線和操作的光束、氣流、電場(chǎng)等，當(dāng)操作者的身體或手持某種物體進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，能向壓力機(jī)械的控制電路發(fā)出停止信號(hào)，使滑塊立即停止下降，以保障安全。自動(dòng)保護(hù)裝置有光電保護(hù)、電容式保護(hù)和氣幕式保護(hù)等。

光電保護(hù)裝置：是在操作者與上下模具之間或危險(xiǎn)區(qū)域周圍，設(shè)置光幕，形成具有檢測(cè)能力的檢測(cè)區(qū)域（圖2），當(dāng)操作者的身體或手持某種物體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域遮斷光幕時(shí)，控制機(jī)構(gòu)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，令滑塊立即停止下降，達(dá)到保護(hù)目的。這一裝置主要用于雙動(dòng)拉深加工、連續(xù)加工及腳踏開(kāi)關(guān)操作，而對(duì)于防止因壓力和故障而引起的滑塊二次下落無(wú)效。

優(yōu)點(diǎn)：具有高的可靠性；大的抗電氣干擾能力。適用性限制：占用空間；往往還需要添加固定式防護(hù)裝置。

單光束和多光束系統(tǒng)：這類系統(tǒng)形成圍繞機(jī)器的周邊來(lái)控制入口通道。它們是為檢測(cè)操作員身體而設(shè)計(jì)的。反射鏡的使用產(chǎn)生了L或U型保護(hù)形式。優(yōu)點(diǎn)：靈活性強(qiáng)。

（6）激光掃描器

激光掃描器（圖3）保護(hù)危險(xiǎn)機(jī)器周圍區(qū)域。只要檢測(cè)到直徑大于70mm的物體（如：腳、腿），設(shè)備就會(huì)啟動(dòng)機(jī)器安全控制系統(tǒng)的停機(jī)信號(hào)。此外，這類設(shè)備具有提前報(bào)警功能，使人們?cè)谶M(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)前，就可得到警告，從而避免不必要的停機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)：容易給形狀復(fù)雜的保護(hù)區(qū)編程，可擴(kuò)大保護(hù)面積。適用性限制：對(duì)污染環(huán)境敏感。

（7）電容式保護(hù)裝置（又稱人體感應(yīng)裝置）

在操作者與危險(xiǎn)區(qū)域之間，設(shè)置一個(gè)對(duì)地構(gòu)成一個(gè)有一定電容量的電容器作為敏感元件，通過(guò)人體上下料時(shí)靠近敏感元件的距離變化，來(lái)改變對(duì)地電容器的大小，再通過(guò)放大，就可使機(jī)器停止，或不能啟動(dòng)。由于感應(yīng)式保護(hù)受人體各種因素和場(chǎng)地的影響（如穿鞋襪不同，帶手套新舊不同等）較大，使用極為不便。

（8）氣幕式保護(hù)裝置

在操作者與危險(xiǎn)區(qū)域之間，設(shè)置氣幕，一旦操作者的手、身體或其他物體遮斷氣幕時(shí)，則斷開(kāi)啟動(dòng)裝置的控制線路，停止滑塊運(yùn)動(dòng)或啟動(dòng)。上述各種自動(dòng)保護(hù)裝置對(duì)操作者沒(méi)有什么精神上和視線上的影響，從而減少精神上的疲勞。但對(duì)于故障引起的滑塊二次下落無(wú)效。

（9）手動(dòng)式防護(hù)裝置

手動(dòng)方法送料時(shí)，需打開(kāi)安全圍欄的門(mén)進(jìn)行模具安裝、調(diào)節(jié)等各種作業(yè)，為使一個(gè)動(dòng)作或作業(yè)未結(jié)束時(shí)離合器不因操作有誤而動(dòng)作，就把操作系統(tǒng)的一部分，用機(jī)械或電氣的方法連鎖。

安全裝置除應(yīng)具有防止發(fā)生故障的功能以外，還應(yīng)滿足下述條件：應(yīng)標(biāo)有檢查合格證；備有詳細(xì)的使用說(shuō)明書(shū)；易于調(diào)整，盡量多地適用于各種操作；安全裝置的保護(hù)范圍應(yīng)盡量大；操作中，不應(yīng)因故障或部件的位移而影響安全功能；安全裝置應(yīng)該容易檢查或維修。

各種安全裝置，各有優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)使用兩種或兩種以上安全裝置，既能互補(bǔ)缺點(diǎn)，又能在一個(gè)突然發(fā)生故障時(shí)，啟用另一個(gè)安全裝置，可靠防止壓力機(jī)事故。

5、結(jié)束語(yǔ)

綜上，不僅要從壓力機(jī)、模具、安全裝置等設(shè)備方面來(lái)采取改善措施，還應(yīng)該在設(shè)備管理上作好以下工作：

綜上，不僅要從壓力機(jī)、模具、安全裝置等設(shè)備方面來(lái)采取改善措施，還應(yīng)該在設(shè)備管理上作好以下工作：

（1）當(dāng)壓力機(jī)及安全裝置發(fā)生故障，出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，應(yīng)立即停止使用壓力機(jī)，查明原因。

（2）要求操作者每次開(kāi)機(jī)前都應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真檢查，確認(rèn)壓力機(jī)有無(wú)損傷，規(guī)定檢查項(xiàng)目、檢查周期以及檢查中的注意事項(xiàng)。

（3）針對(duì)壓力機(jī)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)方式應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施。

（4）正確進(jìn)行模具的安裝、拆卸及壓力機(jī)的調(diào)試和試車。

（5）要求操作者必須掌握安全操作規(guī)范。

（6）針對(duì)具體不同的壓力機(jī)，采取最適合、最安全的保護(hù)措施。

在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相當(dāng)重視產(chǎn)品安全性問(wèn)題，都詳細(xì)制定了相應(yīng)的安全生產(chǎn)條例，并強(qiáng)制實(shí)施。日本的勞動(dòng)衛(wèi)生安全法（昭和47年法律第57號(hào)）規(guī)定：（防止壓力機(jī)事故）：“企業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)使用沒(méi)有安全圍欄等壓力機(jī)和剪切機(jī)（以下均稱“壓力機(jī)”等）進(jìn)行作業(yè)的工人，必須采取不使他們身體的某一部分進(jìn)入機(jī)器危險(xiǎn)區(qū)的措施。”。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSI）和職業(yè)安全和健康管理局（OSHA）也已頒布與工業(yè)設(shè)備安全操作有關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。歐盟委員會(huì)已發(fā)布旨在保證協(xié)調(diào)機(jī)器操作人員健康和安全要求的一系列指令，它們包括機(jī)器須如何設(shè)計(jì)、建造、安裝和維修規(guī)定的所有方面的安全：“機(jī)械制造必須切合其功能，在制造廠可預(yù)見(jiàn)的狀況下進(jìn)行調(diào)整及維護(hù)時(shí)，不會(huì)置人于險(xiǎn)境。在制造商預(yù)見(jiàn)的機(jī)械年限內(nèi)，必須采取措施以消除意外事件所造成的任何危險(xiǎn)，包括裝配與拆卸造成的危險(xiǎn)，甚至可預(yù)見(jiàn)的非正常狀況所造成的危險(xiǎn)”。并通過(guò)幫助壓力機(jī)械的使用者進(jìn)行危險(xiǎn)分析和評(píng)估，了解選擇安全設(shè)備的重要步驟，還通過(guò)一系列特定推薦，如安全距離等，指導(dǎo)用戶選擇機(jī)器安全設(shè)備類型，將危險(xiǎn)減至最小。而機(jī)器制造商進(jìn)行EC證明的申報(bào)必須符合有關(guān)的歐州標(biāo)準(zhǔn)，由指定機(jī)關(guān)進(jìn)行EC型號(hào)檢查，證明適用于它的機(jī)械指令條款后，制造商才可完成合格申報(bào)并貼上CE標(biāo)志。

在我國(guó)，由于對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)還不夠深入，對(duì)安全保護(hù)裝置的開(kāi)發(fā)較晚，與國(guó)外先進(jìn)水平仍有一定的差距，例如，激光掃描器僅有國(guó)外廠家生產(chǎn)，國(guó)外廠家生產(chǎn)的光電保護(hù)裝置已可實(shí)現(xiàn)最高級(jí)別的4級(jí)保護(hù)，等等。因此，需要職能管理部門(mén)加強(qiáng)安全監(jiān)管，國(guó)內(nèi)廠家加強(qiáng)開(kāi)發(fā)力度，盡快縮小差距，共同建設(shè)美好的明天.