冲压机械伤害成因与防治 毕业论文

毕业设计（论文）任务书1设计论文题目冲压机械伤害成因与防治2学生完成设计论文期限2012年4月20日3设计论文课题要求1研究分析冲压机械安全管理国内外发展历程和现状；2对冲压机械作业危险因素进行识别，运用事故树分析等方法，对其进行原因分析；3运用安全检查表分析法对冲压作业进行了综合管理评价、设备设施的固有危险性评价和劳动卫生与作业环境评价。为建立以此为基础的风险评价管理信息系统搭建了平台；4应用计算机编程语言和数据库软件，对冲压作业风险进行评价分级，建立动态的冲压机械伤害风险评价数据库管理信息系统4实验（上机、调研）部分要求内容可根据自己的实际情况进行现场学习5文献查阅要求查阅冲压加工、冲压设备、冲压加工伤害与防治相关的国内外文献，并加以分析研究。6发出日期2011年9月10日7学员完成日期2011年12月15日指导教师签名学生签名注1、任务书应附于完成的设计（论文）中，并与设计（论文）一并提交答辩委员会；2、除任务书外，学生应从指导教师处领取整个设计（论文）期间的工作进度日程安排表（包括各阶段的工作量及完成日期）；3、任务书须由指导教师填写。摘要冲压事故发生频率高、后果严重，是压力加工中最严重的危害。随着我国加入WTO，世界经济的多元化发展，尤其是我国安全生产法和相应的行业安全管理规程出台以后，在冲压机械方面我国需更进一步加强相应执法技术支持工作。因此，研究冲压机械伤害风险评价分析及对策无论是对企业内部事故预防还是对职工健康安全及节省国家因事故造成的经济损失都是十分必要的。通过建立动态的冲压机械伤害风险评价分析管理信息系统，使冲压机械伤害风险评价分析工作组织化、条理化、系统化。本论文主要讲述了以下内容第一，介绍了冲压机械安全管理国内外发展历程和现状，为本文进行冲压机械伤害风险评价分析及对策研究提供环境背景；第二，对冲压机械作业危险因素进行识别，运用事故树分析等方法，对其进行原因分析。第三，运用安全检查表分析法对冲压作业进行了综合管理评价、设备设施的固有危险性评价和劳动卫生与作业环境评价。为建立以此为基础的风险评价管理信息系统搭建了平台；第四，应用计算机编程语言和数据库软件，对冲压作业风险进行评价分级，建立动态的冲压机械伤害风险评价数据库管理信息系统，该系统可以保存下所有评价过的项目资料，可供参考和修改，实现了对冲压机械伤害风险评价的数据库动态管理；第五，针对前述评价结果，提出相应的安全技术措施和安全管理措施，为我国安全执法部门和企业提供技术支持。关键词冲压机械安全风险评价目录摘要I第1章前言111研究目的和意义112研究的具体内容1第2章冲压机械作业方式221机械冲压的用途2211冲压机械的分类2212冲压机械在生产中应用222冲压中的安全生产3221冲压作业危险因素和多发事故3222安全防护装置4223冲压机械安全操作要点6第3章冲压作业风险评价分析731风险评价信息系统研究概况732风险评价信息系统的开发环境、设计及功能简介7321开发环境介绍7322设计及功能介绍8323评估系统主要功能如下8第4章冲压机械伤害风险评价信息系统操作程序10第5章结论13参考文献14致谢15第1章前言11研究目的和意义机械产品是我国国民经济活动中的一项重要装备，它涉及到国民经济各部门和人们的日常生活，不安全的机械通常会给企业带来重大事故隐患并易造成工伤事故。据统计，19491982年33年间发生的工业事故中，事故发生起数中占比例较大的前3位是机械伤害2723；高处坠落1232；物体打击1067。压力加工是机械加工的基础工艺之一，在工业生产中占有重要的地位。因其加工效率高、质量好、成本低、应用广泛，因此，冲压机械在机床中的使用比例是很高的。但是，压力机是危险性较大的机械，常称为“老虎机”，造成操作者的手指被切断的数字是惊人的。据有关资料统计，我国目前冲压伤手事故率是其他机械伤害事故率的3倍以上。12研究的具体内容冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件冲压件的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工或称压力加工，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。随着我国加入WTO，世界经济的多元化发展，尤其是我国安全生产法和相应的行业安全管理规程出台以后，在冲压机械方面，我国需更进一步加强相应执法技术支持工作。因此，研究冲压机械伤害风险评价，分析其原因及采取相应对策，对企业内部事故预防、职工健康安全及节省国家因冲压事故造成的经济损失，都是十分必要的。第2章冲压机械作业方式21机械冲压的用途211冲压机械的分类全世界的钢材中，有6070是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。212冲压机械在生产中应用在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具供小批量生产、复合模、多工位级进模供大量生产，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。22冲压中的安全生产221冲压作业危险因素和多发事故在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。冲压事故发生频率高、后果严重，是压力加工中最严重的危害。据安全生产报1999年6月18日所载“鲜血染红冲床”一文报道合肥一个不足百人的村办小工厂，几年来竟有数十名职工手指被冲床切断。而企业管理者的一番话更加令人感到沉重“对于我们这样的厂，冲压出问题的比较普遍。厂里是没有办法的。任何国家工业的发展都要有这样一个过程。”1999年7月8日，江苏商报报道，一家不到200人的台商独资企业，在短短的3年中已有15位员工的22根手指被冲床轧断或轧伤。事故发生的厂方往往一点说法都没有，还动辄以开除相威胁。同样在安全生产报2002年12月31日所载“浙江永康五金企业手外伤事故”一文报道交易区内公然销售“三无”冲压机械，由于大部分销售的机械都没有安全装置，因此，给企业带来了重大安全隐患，并极易造成工伤事故。实践表明，通过运用了计算机信息系统的风险评价可以使行业主管部门、企业及各级领导及时了解事故隐患及安全管理薄弱环节，全面掌握所在单位、部门的安全状况，不断改进、完善安全防灾体系与措施，预测、预防事故的发生，并把人员伤害及经济损失降低到最低限度。如何抓住世界信息技术与信息网络迅速发展带来的历史性机遇，大力开发安全信息资源，广泛应用安全信息技术，是我国当前安全科学技术发展中一个重大的战略性问题。在冲压机械伤害风险评价方面，一套好的应用软件，不仅可以使工作变得简单、方便、快捷，而且利用数据库可以存储和处理大量的信息和数据，节省人力、物力、财力，大大提高办公效率。建立我国冲压机械伤害风险评价信息系统，是对冲压作业的企业现有安全状况进行评价，分级，以满足政府主管部门对冲压作业的企业进行宏观安全管理。同时也适合于企业自我评价，找到不足，持续改进、完善安全管理。冲压机械的作用就是利用分别安装在滑块和工作台上的模具把金属或其他材料冲压变形成为我们设计需要的加工形状。其主要包括有机械压力机、液压机、弯板机和剪板机等。冲压机械操作简单、作业效率高、成形质量好、成本低，因此被广泛应用于汽车、电气和航空等制造领域。冲压作业，一般分为送料、定料、操纵设备、出件、清理废料、工作点布置等工序。这些工序因其多用人工操作，用手或脚去启动设备，用手工甚至用手直接伸进模具内进行上下料、定料作业，极易发生失误动作而造成伤手事故。其主要危险来自于加工区，且冲压作业操作单调、频繁，容易引起精神疲劳，而出现操作失误导致伤害事故。多发事故常常表现为以下几种形式手工送料或取件时，操作者体力消耗大，极易造成精神和身体疲劳，特别是采用脚踏开关时，更易导致出现失误动作而切伤人手。由于冲压机械本身故障，尤其是安全防护装置失灵，如离合器失灵发生连冲，调整模具时滑块突然自动下滑；传动系统防护罩意外脱落等故障，从而造成意外事故。多人操作的大型冲压机械，因为相互配合不好，动作不协调，引发伤人事故。在模具的起重、安装、拆卸时易造成砸伤、挤伤事故。液压元件超负荷作业，压力超过允许值，使高压液体冲出伤人。齿轮或传动机构将人员绞伤。222安全防护装置因为冲压机械有较大的危险性，为了最大限度地保护操作人员的人身安全，冲压机械使用了大量的安全防护装置，主要有以下几类（1）安全电钮为了避免伤害操作人员的手，而在压力机滑块到达下死点前100200MM处（可以根据加工件的特征选择），操作人员必须按一次安全电钮，滑块才会继续下行，否则会自动停止。因为增加了一个操作动作，从而提醒和保护了操作人员。（2）双手操作式安全控制装置操作者必须双手同时操作两个按钮或开关，冲压机滑块才会向下运行，如果放开了、任一按钮，滑块立即停止运行，从而保证了冲压机向下运行时，操作者的双手不在危险区内。主要有双手按钮式装置和双手柄式安全装置两种。（3）手柄与脚踏板联锁结合装置压力机开始工作时；只有先用手把手柄按下，使插在起动杆上的销子拔出来；脚踏板才能踩下，这时起动装置才能结合，使压力机工作。这样就使操作人员的手在压力机滑块下降前自然离开危险区，避免了手在危险区时脚发生误动作而造成的伤害事故。（4）防打连车装置防止刚性离合器失灵后，如果操作人员的脚直踩着踏板上，压力机滑块连续运行而发生的伤人事故。这种装置只适用于装有刚性离合器的压力机。（5）防护罩和防护栅栏用防护罩和栅栏把危险区隔离保护起来，操作人员的身体就进不了危险区，从而避免事故的发生。（6）拉手式安全装置通过在操作者手腕上带上用尼龙等材料制成的手腕扣，手腕扣通过拉手绳索和连杆机构与压力机滑块联动，当滑块下行时，能把操作者的手从危险区拉出来，从而避免伤手事故的发生。（7）摆杆式拔手装置在滑块下行时，一个与滑块联动的橡皮杆子会把操作人员的手强制性拨出危险区的安全装置。（8）推手式安全装置在模区前方安装推手板，操作时推手板往复摆动；可自动将人手推出模区，以保证操作人员的安全（9）光电式或红外线安全装置在危险区安装光电或红外线发射和接收装置，当人手进入危险区时，会把光线挡住，安全装置立即制动，停止滑块韵下行，保证人手的安全。（10）其他安全防护装置包括电容式、电视式、感应式、气幕式、触杆式以及急停安全装置等，所有这些安全装置的原理都是在压力机滑块下行时，当操作者的手在危险区时，立即停止滑块的运动，从而保护人手的安全。223冲压机械安全操作要点（1）加强冲压机械的定期检修，严禁带病运转。开始操作前，必须认真检查防护装置是否完好，离合器制动装置是否灵活和安全可靠；应把工作台上的一切不必要的物件清理干净，以防工作时震落到脚踏开关上，造成冲床突然启动而发生事故。（2）冲小工件时，不得用手，应该用专用工具，最好安装自动送料装置。（3）操作者对脚踏开关的控制必须小心谨慎，装卸工件时，脚应离开脚踏开关。严禁其他人员在脚踏开关的周围停留。（4）如果工件卡在模子里，应用专用工具取出，不准用手拿，并应先将脚从脚踏板上移开。（5）注意模具的安装、调整与拆卸中的安全。安装前应仔细检查模具是否完整，必要的防护装置及其他附件是否齐全。检查压力机和模具的闭合高度，保证所用模具的闭合高度介于压力机的最大与最小闭合高度之间。使用压力机的卸料装置时，应将其暂时调到最高位置，以免调整压力机闭合高度时被折弯。安装、调整模具时，对小型压力机公称压力150吨以下要求用手扳动飞轮，带动滑块作上下运动进行操作；而对大型压力机用动力操纵，采用按微动按钮寸动，不许使用脚踏开关操纵。模具的安装一般先装上模，后装下模。模具安装完后，应进行空转或试冲，检验上、下模位置的正确性以及卸料、打料及顶料装置是否灵活、可靠，并装上全部安全防护装置，直至全部符合要求方可投人生产。拆卸模具时，应切断电源，用手或撬杆转动压力机飞轮（大型压力机则按微动按钮开启电动机），使滑块降至下死点，上、下模处于闭合状态。而后，先拆上模，拆完后将滑块升至上死点，使其与上模完全脱开，最后拆去下模，并将拆下的模具运到指定地点，再仔细擦去表面油污，涂上防锈油，稳妥存放，以备再用。第3章冲压作业风险评价分析31风险评价信息系统研究概况风险评价起源于20世纪30年代的美国保险行业，至今已有70多年的发展历程，形成了很多关于风险评价的理论、方法和应用技术，无论在理论上，还是在实践中都取得了令人瞩目的成绩，对降低技术风险，减少工程事故和人身伤害起到了积极的作用。随着现代数学方法和计算技术的发展，以模糊数学为基础的安全性评价得到了应用并充实和发展了原有的风险评价方法，利用计算机专家系统，决策支持系统、人工神经网络技术，对生产系统实施动态安全评价等。不同的数学方法和计算机应用技术使得安全评价拓宽了应用领域，在英国、美国、意大利、德国等工业化国家，安全评价已在核工业、化工、环境等领域得到了应用。我国推行风险评价是从20世纪80年代后期开始的劳动部劳动保护科学研究所，1996。虽然起步较晚，但在安全评价的理论、方法的研究和应用方法发展较快，许多行业管理部门都制定了自己的安全评价方法或标准，广泛地开展了企业的安全性评价工作。例如1998年初，机械电子工业部颁发的机械工厂安全性评价标准受到企业的欢迎，收到了良好的效果。化工、冶金、建材、航空、航天、兵器工业等行业管理部门，也先后制定了行业安全性评价标准并开展了风险评价工作。然而，在我国相应比较成熟的风险评价软件却很少，而对于冲压机械安全评价分析来说，国内尚未有人开发该类型的软件。为了适应信息化社会的发展，也为了使冲压机械安全评价分析工作能够实现自动化，笔者利用已掌握的冲压机械安全理论知识、国家相关的法律、法规、行业标准、技术规范和计算机DELPHI程序语言，开发出一套冲压机械伤害风险评价信息系统。32风险评价信息系统的开发环境、设计及功能简介321开发环境介绍DELPHI6是由软件界巨头，著名的BORLAND公司开发的可视化编程语言，由于可视化程度高，代码简洁易读，深受广大WINDOWS程序员的喜爱。同时，DELPHI6使用了MICROSOFTWINDOWS图形用户界面的许多先进特性和设计思想，采用了弹性可重复利用的完整的面向对象程序语言OBJECTORIENTEDLANGUAGE、当今世界上最快的编辑器和最领先的数据库技术。DELPHI数据库技术兼顾了VISUALFOXPRO，POWERBUILDER等优秀设计思想，使得从桌面应用向多层、WEB应用程序、XML方面扩展都非常容易。鉴于以上优点，该系统采用DELPHI6制作完成。322设计及功能介绍冲压机械伤害风险评价信息系统设计是结合机械工厂安全评价标准运用安全检查表，从评价的原则、评价方法及评价结果分级等多个模块进行系统分析和设计。动态的冲压机械伤害风险评价数据库管理信息系统的设计框架如图31所示。图31冲压机械伤害风险评价信息系统设计图323评估系统主要功能如下（1）实现封闭式自我维护。该系统在使用过程中，设置了“用户名”和“口令”，这对防止用户输入无效数据具有很强的自我约束机制和查错能力。（2）实现查询功能。该系统在设计开发过程中，考虑到冲压机械安全评价规则的多重性和复杂性的特点，系统在评价原则的3个子系统中对评价项设置了精确查询和模糊查询，使评价工作者能迅速获取所需信息，并根据评价项目的需要，对项目实行专项评价。如图32为综合管理评价准则查询表。图32综合管理评价准则查询表（3）实现数据库动态管理。该系统中的所有功能是基于WINDOWS的运行机制而设计开发的，根据“评价规则”的3个子系统的评价原则要求，新建冲压机械评价分析项目，按照每个子系统中所设置的规则要求进行评价分析，赋予相应的分值，并得出相应的评价结论，最终，对新建的冲压机械评价分析项目予以评价总结。对于已经评价过的项目，当其有关数据出现变动或发生修改时，可以随时对评价系统中的相应数据进行删除、更新或添加新的记录，实现数据库动态管理与维护。该技术的实现机理是利用基础组件的数据变化事件来实现，只要与之相关联的数据信息发生变化，就立即执行相应的操作；与此同时，当国家法律法规、行业标准和技术规范发生变动时，该系统中的“评价规则”可进行相应的调整和改进，从而使冲压机械作业的评价更具现实性和合理性。如图33为项目的评价系统主页面图。图33项目的评价系统主页面第4章冲压机械伤害风险评价信息系统操作程序冲压机械伤害风险评价信息系统的评价过程如图41所示。图41冲压机械伤害风险评价信息系统的评价过程图以新建评价项目为例，对该新建项目的评价分析过程如下首先，用户进入评价系统主界面。用户输入“用户明、口令”，经系统审核无误后，进入评价系统主界面。其次，新建评价项目。图42为新建评价项目界面。图42新建评价项目界面新建项目的评价分为综合管理评价、危险性评价和劳动卫生与作业环境评价，具体过程如下（1）新建项目的综合管理评价。根据评价规则要求，打开“项目评价”中“综合管理评价”模块，按照综合管理评价原则中的各个“序号”所对应的“评价项”，参照相应的“评价说明”和“评价内容”对新建项目的评价项一一赋予分值，并得出相应的评价结论。如图43为综合管理评价界面。图43综合管理评价界面（2）新建项目的危险性评价。根据评价规则要求，打开“项目评价”中“危险性评价”模块，按照危险性评价原则中的各个“序号”所对应的“评价项”，参照相应的“评价说明”和“评价内容”对新建项目的评价项一一赋予分值，并得出相应的评价结论。如图44为危险性评价界面。图44危险性评价界面（3）新建项目的劳动卫生与作业环境评价。根据评价规则要求，打开“项目评价”中“劳动卫生与作业环境评价”模块，按照劳动卫生与作业环境评价原则中的各个“序号”所对应的“评价项”，参照相应的“评价说明”和“评价内容”对新建项目的评价项一一赋予分值，并得出相应的评价结论。图45为劳动卫生与作业环境评价界面。图45劳动卫生与作业环境评价界面（4）根据前述3个子系统的评价结论，得出最终的评价结果。评价结果如图46所示。图46评价结果对于已经评价过的或正在评价过程中的项目来说，当需要修改或继续评价时，其操作过程与新建的评价项目操作分析过程基本类似。可以在原评价的基础上，添加、删除、新建或修改相关内容，促进评价结果完整性的实