机械压力机安全风险分析及对策研究

曾爱平，李志宏

（广东产品质量监督检验研究院，广东佛山528300）

机械压力机安全风险分析及对策研究

曾爱平，李志宏

（广东产品质量监督检验研究院，广东佛山528300）

介绍了对机械压力机进行安全防护的必要性，根据目前的使用情况列出了机械压力机的主要风险，针对这些风险提出了相应的安全对策，以提高机械压力机的安全性能。

机械压力机；安全风险；对策

0　前言

机械压力机是用曲柄连杆或肘杆机构、凸轮机构、螺杆机构传动的锻压机械，用于对材料进行压力加工的机床，通过对坯件施加强大的压力使其发生变形和断裂来加工成零件。机械压力机属于机械工业重点产品，是机械工业中量大面广的工作母机，广泛用于冲裁、落料、弯曲、折边、浅拉伸及其他冷冲压工序。是汽车、家用电器、仪器仪表、轻工、国防工业、化工容器、电子等行业必备的关键设备［1］。

机械压力机在工作过程中，模具间强大的压力对与之接触的人员有产生严重伤害的风险，由于我国目前的冲压工艺及装备水平还比较低，随机配置自动送料装置的压力机很少，工件的送料、卸料基本上都是由操作者手工进行，而机械压力机的工作频率又比较高（开式可倾压力机每分钟工作次数可达120次），操作工人在如此高频率的重复紧张工作中，时常出现断手伤臂的情况，有的甚至危及生命［2］，因此需要对压力机进行必要的防护，减低和减少危险的发生。

1　安全风险分析

根据目前国内大部分机械压力机的使用状况，可将机械压力机的主要风险划分如表1所示。

2　安全对策分析

《GB27607-2011机械压力机安全技术要求》国家标准于2012年10月1日正式实施。新标准对机械压力机的安全提出了全新的要求，为提高机械压力机的安全性作出了新规定，确保机械压力机的控制是本质安全的［3］。根据新国标的要求，针对机械压力机的主要安全风险，结合实际的使用情况，提出如下解决方案。

（1）挤压、剪切危险是压力机最主要的风险，模具区域是风险最大的区域，根据压力机的不同使用条件，对于该区域的防护，必须使用不同的防护装置组合，才能使风险减小到最低。建议安全对策如下。

表1　机械压力机主要风险列表

对压力机的操作侧加装双手操纵装置及光电保护装置（如图1）。双手操纵装置即双手按钮（如图2），为双联阀的主要动作按钮，双手按钮同时按下，双联阀接通，滑块开始向下运动，双手按钮必须保证动作同步在0.5 s内完成才能输出信号，避免出现屏蔽一个按钮进行单手操作的情况。同时双手按钮的设计应能防止只用一只手、同一手臂的手掌和手肘、小臂或手肘、手掌和身体的其它部分来启动输出信号。光电保护装置用于模具操纵区前，在设备启动前和模具合模的过程中对人体起到防护作用，感知人体是否进入危险区，由于光电保护装置采用的是不可见的红外线光对射来检测是否有物体进入，因此不会影响操纵工人的上料下料，红外光线对人体没有伤害，也不会引起视觉疲劳。光电保护装置的安装必须考虑到安全距离、保护高度、检测手指、手以及人体的差异等因素，确保人员不能从安全光幕左侧、右侧、上部和底部等接触到危险区域，安装示意如图3所示。

图1　压力机操作侧使用双手操纵装置及光电保护装置

图2　双手操纵装置

图3　光电保护装置安装示意图

对模具区域的左侧、右侧、后部加装固定式防护罩，防护罩的安装必须保证安全距离，同时考虑到加工件的甩出风险，需保证防护罩的强度。也可以根据需要，使用铰链式防护门代替固定式防护罩，防护门必须采取安全联锁防护装置。

为了避免双手按钮、光电保护装置、安全门开关等相关的安全部件及控制系统的故障引起危险事故的发生，手动上下料的压力机模具区域相关的安全控制回路必须达到4类要求。目前达到4类要求的元件有安全可编程控制器、可编程安全模块、固化程序安全模块、安全继电器等。制造方可根据自身的情况选用其中的一种元件构成安全回路，使压力机的控制系统达到4类安全要求，尽可能避免事故的发生。采用安全可编程控制器的控制原理如图4所示［4］。

图4　采用安全可编程控制器的控制电路

（2）触电危险可分为直接触电和间接触电，对于直接触电的防护，可以采取使用工具或钥匙来开启电箱外壳，或开启外壳之前先切断其内部的带电部分，或所有带电件直接接触的防护等级至少为IP2X或IPXXB等方法来避免。对于间接触电的防护，应使设备可靠接地，同时在电路中安装过电流保护器，以便在系统发生接地故障时，过电流保护器能在规定时间内自动切断电源，从而实现间接触电危险的防护。

（3）防止缠绕危险、卷入危险，可在电机和机械驱动装置工作区域加装安全防护装置防止操作人员接触到该区域。如果每班次需要进入一次或少于一次时，可在该工作区域加装固定式机械防护装置；如果每班次需要进入一次以上，应安装同控制系统联锁的活动式防护装置，如果接触危险区域之前危险运动不能够及时停止，则应安装带锁定并延时开锁的联锁开关。

（4）对于烧伤、烫伤风险，应在制动器、离合器这些工作时温度可能超过安全接触温度的危险部位增加防护罩，或其他隔热防护措施，并在防护罩或隔热防护措施上张贴防烫伤警示标识。

3　结论

（1）机械压力机属于机械工业重点产品，是机械工业中量大面广的工作母机，其安全直接影响到机械工业中工伤事故的发生率，因此，必须对其进行相应的安全防护，减少安全事故的发生。

（2）对于条件许可的，建议压力机尽量配置自动送料机，以减少操作人员与危险区域的接触频率，降低事故的发生率。

（3）对于受使用条件限制而无法配置自动送料机的压力机，可以通过正确选用安全防护装置来确保操作人员的安全，将安全风险降到最低。

［1］全国机械安全标准化技术委员会.机械安全标准应用指南［M］.北京：中国标准出版社，2014.

［2］郭来平.机械压力机安全生产现状及应对策略［J］.现代职业安全，2006（63）：82-83.

［3］全国锻压机械标准化技术委员会.GB27607-2011机械压力机安全技术要求［S］.北京：中国标准出版社，2011.

［4］陈春童.机械压力机安全技术解决方案解析［J］.锻压装备与制造技术，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文献标识码：1009-9492（2015）12-0090-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.025

曾爱平，男，1985年生，广东兴宁人，硕士，工程师。研究领域：机电产品质量检验。

（编辑：向飞）

2015-09-28