车床卡盘扳手安全保护装置的设计与应用

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摘 要 车床卡盘扳手安全保护装置在车床的加工作用中发挥重要的安全保护作用。对于车床初级使用者或者实习学生来说，极易发生车床扳手的伤害事故。本文车床卡盘扳手的安全问题做以分析，对卡盘扳手的安全保护装置的设计进行详细的介绍，并对其应用的效果进行评价。

关键词 车床；卡盘扳手；安全保护；设计

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-181-01

在车床加工操作中，机械加工的事故时有发生，安全生产，杜绝事故已经成为车床加工制造过程中的一项重要主题。在使用普通车床进行生产加工作业时，很多操作仍然需要手工来进行，而且在操作过程中，因为加工的需要，不仅要求精神的高度集中，对于各操作手柄也需要各种复杂的更换。这就要求在操作过程中不仅要提高注意力还要有熟练的操作技巧。对于普通车床的加工工作来说，都是在高转速下进行的，造成安全事故的主要原因大多来自于卡盘扳手以及关联工件。安全事故的多发人群通常是企业中缺乏操作经验的初学工人或者来自各个学校参加企业实习的学生。这些群体对车床的各项操作还处于初级阶段，缺乏实训经验，对设备本身的性能也不够熟悉，非常容易出现卡盘扳手的安全伤害事故，不仅危害人身安全，还容易使机床损坏，造成经济损失。因此，对车床卡盘扳手设置安全保护装置具有很强的必要性。

1 车床卡盘扳手安全事故原因分析

对于普通车床的卡盘扳手来说，以事故的主要发生原因在于原本插在卡盘上的扳手，因为机床主轴的突然启动而突然蹦出或者下撞，对操作人员人身造成伤害或者是机床导轨造成损坏，造成安全事故。造成这种事故原因主要有主观上的原因和客观上的原因两种：

1）事故发生的主观原因。对于操作者本身的手柄操作不当是卡盘扳手安全事故的主观原因。对于普通机床的操作主要通过离合器手柄来进行，卡盘扳手在进行工件的装卸时插入卡盘，但是装卸完成后要将扳手及时取出，如果在没取出时即启动机床或者在装卸过程中意外碰触手柄而启动机床，都会引发卡盘扳手安全事故的发生。另外工作人员之间的配合也很重要，如果在装卸过程中，操作员没有经过沟通运行，或者没尽到工作职责导致机床的突然运行，卡盘突然转到，是非常危险的。以上这些都是人为主观原因造成的安全事故，在实际的工作中也经常容易被疏忽，所以此种原因造成的安全事故频发。

2）事故发生的客观原因。机床本身的某个机械操作部分发生故障或者失灵是安全事故发生的客观原因。如果机械设备各部分运作正常，当离合器手柄在车床的中间位置时卡盘是停止的状态，在这种情况下使用卡盘扳手装卸工件插入卡盘时是安全的。但是一旦机床的操作装置出现故障或者失灵，而卡盘扳手正在工作的过程中，就会导致意外事故的发生。即使离合器手柄处于中间位置，但是因为主电机仍然处于通电旋转的状态，卡盘受到驱动突然发生转动，引发卡盘扳手安全事故。

2 车床卡盘扳手安全保护装置工作原理分析

车床卡盘扳手的安全保护装置如果从本质上来说就是一种电气开关，将其设置在控制电机的回路相线上，使其控制电机的驱动工作。此安全装置主要用于扳手的插入和离开，当扳手插入其中时，电路接通，电机开始工作，卡盘旋转。当扳手没有入位时，电路成断开状态，电机在停止状态。这就避免了在工作中扳手在卡盘工作中或者遗忘在卡盘上时电机突然运转产生的安全事故。使用这种安全保护装置，即使在扳手工作中或者完成工作没有及时从卡盘上取出时，无论车床的电源开关接通与否，控制电机的主电路都是呈断开状态，只有当扳手取回回归到装置位置时，电路才会接通，车床才开始正常的工作，避免了操作中的失误而导致的车床突然启动，从而达到了安全保护装置的保护功能。此种安全保护装置设置简单，操作方便易行，而且安全有效。

3 车床卡盘扳手安全保护装置的设计和应用

3.1 卡盘扳手安全保护装置的结构设计

车床扳手安全保护装置具体结构图如上图1所示。当卡盘扳手在卡盘内完成工件装卸的任务后，将其从卡盘上取出，在安全装置上插入后，扳手对39程开关施加了外力，开关触点被来自于扳手的外力推开后，运行开关被打开，车床主机运行的电路被接通，主机开始选择，车床开始运行工作。如果扳手没有在安全保护装置中归位，开关是断开的状态，主机电路没有接通。也就是说，运行的开关的连接触头是依靠这装置中的弹簧产生的作用力实现触头的换接。如果弹簧受到的外作用力卸除后，弹簧自动产生复位，开关断开，电路断开。

3.2 卡盘扳手安全保护装置的具体制作

如上图2所示，取100 mm×70 mm×5 mm的厚铁板一块和孔内直径为25 mm长度为80 mm的铁管一根，在铁管一头铣削直径为10 mm长度为25 mm的槽。二者焊接成一个整体，同时将运行开关安装在上面，完成后将此装置在主轴箱上安装。注意在主轴箱上安装钻孔时不能将箱壁钻通以免漏油。最后用铁皮做成防尘盖安装在顶部，以防止尘屑进入对其运行造成影响。

3.3 车床卡盘扳手安全保护装置的应用

此种卡盘扳手安全保护装置投入使用以来，在实际生产工作中发挥了良好的作用。此装置安装方便，可靠安全，完全避免了扳手安全事故的发生，对操作人员的人身安全和机床运行的设备安全都具有良好的保护作用。此安全保护装置结构设计简单，而且成本低，好操作，耐用性好，维修和更换起来都十分方便。因其成本很低，安全性高，在普通车床中被广泛使用，受到用户的一致认可，具有很好的使用价值和推广价值。

参考文献

[1]王勇，赖思琦，郭磊.车床主轴启停与工件装夹联锁控制装置的设计与应用[J].机械制造技术，2011（12）.

[2]朱昌盛，毕晓毅，张凯.车床卡盘安全保护系统的设计[J].机械设计与制造，2012（8）.