1、高速切削安全防护与监控高速切削安全防护与监控1.高速切削安全防护与监控的提出上世纪末,HSM(高速加工)或HSC(高速切削)成为国际机械制造业最热门话题,采用高速切削,不仅能有效提高生产率,缩短切削时间和产品制造周期,还有许多其它优点,对不同的切削工序和切削条件,用不同切削刀具和加工不同材料,其经济合理的切削速度范围是不一样的,而且这个范围总是随着超硬,耐磨长寿命刀具材料的发展而不断提高,通常是把采用比常规切削速度高得多(一般为 5 一 10 倍)的切削加工称为高速切削,例如当切削速度对钢材达到 380m/min 以上、铸铁 700mm/min 以上、铜材 I000mm/min 以上、铝材 1
2、100m/min 以上、塑料 1150mm/min 以上，机床主轴转速可达 1000一 6000r/min。如何针对各种高速加工工况和危险形式进行安全设计,特别是如何对各种危险产生的严重度,概率和频次进行风险评价,目前国内现有的方法只停留在定性评价上,如何从数理角度出发,对系统进行安全定量分析评估和优化,确定最优的安全措施,使高速机床达到最高安全水平,是当前的一项较为重要的研究内容。本课针对高速机床由于安全性能不完善,每年都要造成很多的工伤事故和大量的财产损失而提出高速切削安全防护与监控。2 机床安全性能研究的现状欧盟和美国将机床设备的安全性能研究在九十年代初正式列为研究内容,目前己有较好的应
3、用。他们将系统安全工程方法、安全人机工程学、可靠性及可维护性等结合起来,从机床的结构设计、安全防护和提供使用信息三大方面来保证机器的安全性。国内虽然在可靠性及可维护性设计方面有研究,但也还缺乏经验,至于如何对机床设备的安全性能评价及优化则刚刚提出这个概念,几乎没有人专门研究,而这些又正是目前机床设计中所必需考虑的问题欧盟和美国遵照系统安全工程方法,在九十年代己相继制定和颁布了统一的机床安全一风险评价模式，旨在把危险消除在设计过程的每一个环节上,使自己生产的高速机床达到本质上的安全而我国由于没有相应的评估模式和安全设计规范,不能开展安全评估,即使进行过一些简单的评估,也是在产品出来之后这也是我国
4、与欧美先进国家的差距所在另外,数控机床和自动化生产线上,德日美等发达国家以及包括俄罗斯在内的部分独联体国家均己全面树立了机床设备的安全性能评价及优化的思想,制定了相应的安全设计规范,而我国在这方面尚没有做过什么工作,刚开始起步。3 机床安全性能研究的发展二次世界大战以后,工业水平和生产规模又有了长足进步,但工伤却愈来愈频繁,公害越来越严重,企业损失巨大,舆论强烈不满机械制造安全问题早己成为积难深重的社会问题机械制造安全问题有其独特性,首先体现在安全属性的依附性由于安全是依附于生产而存在的,生产中如果不发生事故则很难引起人们的注意因此,们往往看不到安全工作的作用,认为投资搞安全没有什么必要其次,
5、安全效益的隐性安全生产的经济效益是间接的,隐性的,看不见,摸不着只有发生事故后,产生了负效应才感觉出它的存在,这就大大减弱了人们深入研究的兴趣和动力安全技术的发展日新月异,人们往往对新技术中许多潜在的危险来不及认识清楚,意识不到事故发生的严重后果。并且,随着工业技术的不断发展,事故致因呈现多样化!复杂化的趋势正是由于这些特性,导致了安全工作的复杂性。4.系统安全目标对高速机床安全性能进行优化,先必须确定机床的安全目标,并且我们认为其安全目标和必须从整个系统来考虑,我们的安全目标是整个系统都是安全的,而不是为达到某个部分安全却不顾其它部分的影响确定了机床系统安全目标和要求以后,我们对其安全性能的
6、优化作到有的放矢。5.高速机床系统危险分析明确系统安全目标和要求的基础上,对高速机床各主要子系统及整个系统进行系统危险分析,找出与我们期望的系统目标和要求可能不符的地方当我们对高速机床进行危险分析时,不只是考虑某单个部件是不是危险,而是要从整个系统来看这样当我们对高速机床进行了系统危险分析后,我们进行系统安全评价和安全设计就心里有数了主要方法有:初步危险分析法(PHA)!故障类型和影响危险度分析(FME 以)!事件树分析(TEA)!故障树分析(FIA)!管理疏忽和危险树分析(MORT)等6.高速机床系统风险评价在高速机床各子系统及整个系统危险分析的基础上,针对高速机床的系统安全目标对高速机床进行系统风险评价,通过评价我们才能有根据地判定哪个部分或哪个子系统是不安全的,从而为我们制定有效的安全措施找到依据在前人的研究基础上基于模糊数学理论建立了一个风险评价数学模型使得我们对于风险评价结果更加清楚。7 传统安全工作方法最初,人们采用传统安全工作方法来处理安全问题即工伤发生后,从事故后果中查找原因,吸取教训,采取措施进而预防事故重复发生这种方法也可称作问题出发型方法。诸如设立专职机构!制定法
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