普通车床安全保护系统

河南省工业学校宋小红曹峰

普通车床安全保护系统

河南省工业学校宋小红曹峰

在普通车床机械加工过程中，经常发生由于操作错误而导致的事故。针对这一情况，本文中，笔者主要阐述了设计制作一个普通车床实习安全保护系统的必要性，以最大程度避免事故的发生作为设计要求，着重提出了普通车床实习安全保护系统的设计方案，以各种思路为出发点，多方位多角度地介绍机床电气系统和机械系统的改造。并以CA6130普通车床为改造对象，分析解决了机床电路和机械改造中的各种问题。

一、普通车床实习安全保护系统的必要性

机械加工实习是机械和数控类专业最重要的实习之一，是一门涉及专业面很广的基础性实践课程，是培养学生实践能力的有效途径。在实习中，着重要求学生了解和掌握车、铣、刨、磨、钻等工种的基本操作技能和安全技术规范。在这几个分项的实习中，车床实习所占的比重最大、时间最长、要求熟练操作程度最高。

在各种隐患中，机床的刀具、工件或传动装置如皮带轮以及砂轮设备对人身的伤害最为严重，会造成无法挽回的损失。但是任何一个熟练的技术工人都要经历从生疏到熟练的过程，因此在实习过程中这类隐患是无法避免的，只能想方设法减少或提前预警。另一方面，由于学生人数多，分配给每个学生的上机床操作时间就会减少，也会产出一些不利的因素。

总之，操作生疏和麻痹大意是事故发生的最主要因素。除了在软件上（如安全教育、规章制度等）加强管理外，从硬件上减少或避免事故发生的可能性是很有必要的。

针对我校的实际情况，如学生人数多，机床设备少，车床数量比例大，车床实习时间长、危险性也大等特点，对现有普通车床CA6130进行安全保护系统的设计和安装调试。设计方案本着对原机床改动最小、成本最低、方案简单、保护效果好的原则进行设计，力争做到可靠、实用、经济、美观。

二、方案分析设计

1.车床常见的事故发生环节。通过分析，认为容易发生安地带入水泵内。即使在水泵叶片本身不产生叶面汽蚀的情况下，由于涡带的产生也会在叶片低压区产生周期性的强度很大的叶面汽蚀。当漩涡的旋转方向与水泵的旋转方向相同时，使相对运动削弱，流量减小、扬程降低、效率下降、功率增加（轴流泵）或减少（离心泵），引起超载（轴流泵）或欠载（离心泵）；当漩涡的旋转方向与水泵的旋转方向相反时，使相对运动加强，流量增加、扬程增高、效率下降、离心泵的功率增加或轴流泵的功率减少，引起超载（离心泵）或欠载（轴流泵）。

当水泵产生汽蚀时，破坏叶轮，使水泵效率降低和出力不稳。因此在运行时应尽量设法消除汽蚀。

四、优化泵叶轮设计，提高泵抗汽蚀能力

泵汽蚀发生的条件是泵本身的汽蚀性能和吸入装置条件两方面决定的。欲不使泵汽蚀，必须增大装置汽蚀余量NPSHa，减小泵汽蚀余量NPSHr。影响泵汽蚀余量的主要因素是泵叶轮进口的几何形状，如叶轮进口直径Dj，叶片进口安放角β1，叶片进口边的形状、叶片数、叶轮进口流道形状等，因此提高泵的抗汽蚀性能必须从改进泵入口的结构参数入手。

从叶轮的设计上提高泵本身的抗汽蚀性能的主要措施有：取较大的叶轮进口直径Dj，但Dj太大，口环泄漏面积增加，容积效率下降；增加叶轮叶片进口宽度b1，但泵的效率随b1增加而下降；叶片进口边适当向吸入口方向延伸并做成扭曲；修整叶片头部，将叶片头部背面修薄，在接近叶轮前盖板处多修一些，使其接近流线型；叶片进口采用正冲角，一般取3°～10°，过大影响效率，而且采用较小的叶片入口安放角β1，能降低必需汽蚀余量；提高叶轮进口部分的光洁度；采用平衡孔；采用抗汽蚀性能好的材料。材料的强度、硬度、韧性越高，化学稳定性越好，抗汽蚀的性能越强；采用双吸叶轮；在叶轮前加装诱导轮；增加前置泵。

五、预防泵汽蚀的其他措施

1.正确地确定水泵安装高程。在设计泵站时，要使装置汽蚀余量NPSHa大于泵的允许汽蚀余量NPSHr，并留有余量。减小泵的几何吸上高度或增加几何倒灌高度。同时，应充分考虑进水装置可能遇到的各种工作情况，以便正确地确定安装高程。

2.要有良好的进水装置条件。进水装置内的水流要平稳、均匀，不产生漩涡。泵入口如存在强力涡流，应增加破涡板。泵站的进水流道要设计合理，进入叶轮的水流速度和压强要接近正常分布，避免产生局部低压区。

3.减少进水管路水头损失。尽量缩短进水管路的长度，管道内壁应光滑和适当加大水管的直径，减小管路中的流速，减少弯管和阀门，尽量加大阀门开度等。

4.向汽蚀区注入空气。在水泵进水管内，注入少量空气，也是降低汽蚀磨损的方法之一。

5.调节水泵的运行工况点。在水泵运行过程中，利用调节水泵工况点的方法可以减轻汽蚀，对于离心泵适当减少流量或降速运行，使工况点向左移动，对于轴流泵可调节叶片安装角，使工况点移到良好的水泵运行工况，可以防止水泵振动产生汽蚀。