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鋸刨兩用木工機(jī)床工傷事故的預(yù)防及安全設(shè)計(jì)

文檔作者：于貴文馬麗心李丹婷林晶文檔來(lái)源：哈爾濱商業(yè)大學(xué)輕工學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月03日
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第8卷第3期
2010年9月
中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào)
CHINESE JOURNAI OF CONSTRUCTION MACHINERY
VoI．8 No．3
Sep．2010
鋸刨兩用木工機(jī)床工傷事故的預(yù)防及安全設(shè)計(jì)
于貴文，馬麗心，李丹婷，林 晶
(哈爾濱商業(yè)大學(xué)輕工學(xué)院，黑龍江哈爾濱150028)
摘要：鋸刨兩用木工機(jī)床是眾多木工機(jī)械中的一種，是家具生產(chǎn)企業(yè)和裝潢公司必備的設(shè)備之一，其事故率遠(yuǎn)
遠(yuǎn)高于其他機(jī)床設(shè)備．從人的因素、環(huán)境因素和物的因素等三方面分析了工傷事故的原因，并提出了具體的預(yù)防
措施；通過(guò)對(duì)鋸刨兩用木工機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和基座的改良設(shè)計(jì)，使人一機(jī)匹配，提高人機(jī)系統(tǒng)的可靠性．
關(guān)鍵詞：鋸刨兩多用木工機(jī)床；事故；安全設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TS 642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—5581(2010)03—0375—04
Prevention and safety design on injury accidents for
sawing-planing—purpose wood-working machines
YU Gui—wen，MA Li—xgn，LIDan-ring，LIN Jing
(Light Industry College，Harbin University of Commerce，Harbin 150028，China)
Abstract：The sawing—planing—purpose wood—working machine，one of the wood—working machinery。is
frequently applied by furniture manufactures and decoration companies．Hence，the accidental rate in the
wood-working process is extremely higher than that in other machining processes．In this regard，the
causes for injury accidents are analyzed from such viewpoints as human，environmental and sourcing
factors．Furthermore，the preventive metrics are postulated．By redesigning the transmission system and
pedestal of a sawing—planing—purpose wood—working machine．the human—machine—matching is elaborated to
enhance the reliability of ergonomics system．
Key words：sawing—planing—purpo se wood—working machine；accident；safety design
木材加工企業(yè)受到加工材料特性、生產(chǎn)工藝和設(shè)備性能以及生產(chǎn)管理等多種因素的影響，在勞動(dòng)安全
方面存在十分突出的問(wèn)題．歐美一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的工傷事故統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示：木材加工行業(yè)的工傷事故率
是其他各類(lèi)工業(yè)行業(yè)事故率平均值的2倍以上_1]．
根據(jù)有關(guān)資料顯示，在使用木工機(jī)床的企業(yè)中，所發(fā)生的工傷事故主要與三大作業(yè)相關(guān)：機(jī)械作業(yè)、手
工作業(yè)和物料運(yùn)輸，其中以機(jī)械作業(yè)發(fā)生的事故為最多，占事故發(fā)生總數(shù)的61％．傳統(tǒng)的木工機(jī)床包括鋸
刨兩用木工機(jī)床、木工平壓刨床和銑床這三類(lèi)．其中，鋸刨兩用木工機(jī)床事故發(fā)生率最高，占事故總數(shù)的
21％ ，平壓刨床和銑床分別占10％和8％．因此，鋸刨兩用木工機(jī)床的安全性問(wèn)題應(yīng)該得到高度重視．
1 鋸刨兩用木工機(jī)床的事故成因
任何事故的發(fā)生都有具體的原因，導(dǎo)致鋸刨兩用木工機(jī)床工傷事故的原因主要有以下三方面因素：人
的因素、物的因素和環(huán)境因素，如圖1所示嘲．
作者簡(jiǎn)介：于貴文(1967一)，男，副教授，工學(xué)碩士．E．mail：jsdxygw@163．corn
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中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào) 第8卷
1．1 人的因素
在使用鋸刨兩用木工機(jī)床時(shí)，由于操作者的原因而導(dǎo)致事故發(fā)
生的因素有：
(1)缺少安全知識(shí)．是指操作者缺少必要的操作安全知識(shí)和事
故危害知識(shí)．
(2)操作不慎．操作者雖然了解危險(xiǎn)的可能性，卻缺少必要的安
全防護(hù)能力，不能及時(shí)有效地處理危險(xiǎn)情況，而導(dǎo)致事故的發(fā)生．
(3)違章操作．是指操作者不遵守安全條例或不履行安全操作
規(guī)程的行為，如為了操作方便，拆除圓盤(pán)刀鋸內(nèi)側(cè)的防護(hù)裝置等．
(4)人因差錯(cuò)．人因差錯(cuò)又稱(chēng)人因故障，是指操作者在一組活 圖I 事故致因分析圖
動(dòng)中的任何一個(gè)超過(guò)某個(gè)可接受的極限而導(dǎo)致的故障或事故．人因Fig·1 Analysis ofaccidental causation
差錯(cuò)概率是操作者行為的主要度量參數(shù)，它的定義為人因差錯(cuò)概率為給定差錯(cuò)類(lèi)型的總次數(shù)與發(fā)生差錯(cuò)
機(jī)會(huì)的總次數(shù)之比．用概率的形式可以描述為：
p =
En (1)
式中：Pne為在完成某項(xiàng)作業(yè)總數(shù)中人因差錯(cuò)發(fā)生的概率；E 為某項(xiàng)作業(yè)中發(fā)生的差錯(cuò)數(shù)；O 為某項(xiàng)作業(yè)
總數(shù)中可能發(fā)生差錯(cuò)的機(jī)會(huì)的總次數(shù)l3]．
1．2 物的因素
是指不安全的物料、工具以及設(shè)備本身存在的事故隱患．
(1)不安全的物．在生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的物質(zhì)，如原料、動(dòng)力、設(shè)備、產(chǎn)品及其他非生產(chǎn)性的物質(zhì)．這些
物質(zhì)的本身固有屬性及潛在的破壞能力構(gòu)成的不安全因素，是誘發(fā)事故的物質(zhì)基礎(chǔ)，物的不安全狀態(tài)是事
故發(fā)生的可觀原因．
(2)設(shè)計(jì)隱患．這里指鋸刨兩用木工機(jī)床本身存在的由于人的失誤造成的隱患，原因可能出現(xiàn)在設(shè)
計(jì)、計(jì)算、制造、維修、檢測(cè)、保養(yǎng)等各個(gè)階段，但最主要的隱患是由于設(shè)計(jì)不良造成的．
1．3 環(huán)境因素
由于鋸刨兩用木工機(jī)床的工作環(huán)境比較惡劣，操作者要承受噪聲、振動(dòng)灰塵等對(duì)人的心理生理的影
響，而易導(dǎo)致差錯(cuò)行為，引發(fā)事故；另一方面是環(huán)境對(duì)機(jī)床的影響，如木屑、振動(dòng)等對(duì)機(jī)床可靠度的影響，易
產(chǎn)生機(jī)械故障．
2 工傷事故預(yù)防措施
從事故的成因來(lái)看，要想減少甚至消除鋸刨兩用木工機(jī)床的事故，根本措施是消除潛在的危險(xiǎn)因素
(物的不安全狀態(tài))和人發(fā)生誤判斷、誤操作的差錯(cuò)行為[43．具體措施包括以下四個(gè)方面：消除人的差錯(cuò)行
為和失誤行為、改善工作環(huán)境、消除物的不安全狀態(tài)．
2．1 消除人的差錯(cuò)行為和失誤行為
為了避免或減少人為的事故的發(fā)生，必須采取必要的措施消除人的失誤行為和差錯(cuò)行為．
(1)增加安全知識(shí)．操作者必須了解危險(xiǎn)，具有危險(xiǎn)意識(shí)．通過(guò)安全教育可以達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。
(2)避免操作不慎．強(qiáng)調(diào)崗位技能訓(xùn)練，使每位操作者具有必要的安全操作能力．
(3)嚴(yán)禁違章操作．激勵(lì)操作者的行為符合安全規(guī)則．必須對(duì)操作者進(jìn)行挑選，并對(duì)其進(jìn)行必要的職
業(yè)安全教育和安全技能訓(xùn)練．
(4)合理安排作息時(shí)間．根據(jù)人的生理和心理承受能力以及集中精力的時(shí)間跨度，適度調(diào)整勞動(dòng)間歇
時(shí)間，能夠有效避免操作者的差錯(cuò)行為．
2．2 改善工作環(huán)境
首先必須改善影響人的生理因素的工作條件，例如，氧的濃度、溫度、濕度、振動(dòng)、噪聲和累計(jì)工作的
時(shí)間及其強(qiáng)度等_5]．此外，改善工作條件還應(yīng)包括改善工作地點(diǎn)的空間、照明度、工作環(huán)境的舒適程度等．
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第3期 于貴文，等：鋸刨兩用木工機(jī)床工傷事故的預(yù)防及安全設(shè)計(jì)
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，各種因素造成的心理影響多數(shù)表現(xiàn)為緊張，緊張能導(dǎo)致人的差錯(cuò)行為，人的差錯(cuò)行為易引
發(fā)工傷事故．
改善工作環(huán)境可以增加人的可靠性，進(jìn)而提高人一機(jī)系統(tǒng)的可靠性．
2．3 消除物的不安全狀態(tài)
消除物的不安全狀態(tài)包括兩部分：首先是原料、動(dòng)力、工具及產(chǎn)品等的不安全狀態(tài)；其次是鋸刨兩用木
工機(jī)床本身存在的安全隱患．
通過(guò)科學(xué)、規(guī)范的管理和教育，將生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的原料、動(dòng)力、設(shè)備、產(chǎn)品等物質(zhì)合理安放和防護(hù)，
消除這些物質(zhì)的不安全狀態(tài)，使這些物質(zhì)的本身固有屬性及潛在的破壞能力不被誘發(fā)，消除該類(lèi)事故的
誘因 ．
以上措施都可以通過(guò)管理者和操作者的共同努力來(lái)減少工傷事故的發(fā)生，但是，要想從根本上降低或
消除工傷事故的發(fā)生，還應(yīng)從機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手，從本質(zhì)上改變機(jī)床自身的安全陛能．
3 鋸刨兩用木工機(jī)床的科學(xué)安全設(shè)計(jì)
在鋸刨兩用木工機(jī)床上，圓盤(pán)刀鋸與平刨刀設(shè)計(jì)在同一軸上，圓盤(pán)刀鋸的刀具軸轉(zhuǎn)速非?？?，慣性較
大，且突出在工作臺(tái)面之上，不論使用哪把刀具，圓盤(pán)鋸都在飛速運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)刻對(duì)操作者構(gòu)成極大的威脅．操
作者稍有不慎，就會(huì)發(fā)生事故，嚴(yán)重威脅著操作者的人身安全．因此，必須在方案設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行科學(xué)的安全設(shè)
計(jì)，才能從本質(zhì)上預(yù)防或杜絕工傷事故的發(fā)生．
3．1 鋸刨兩用木工機(jī)床的安全防護(hù)措施
從事故防護(hù)角度出發(fā)，可以采用的最簡(jiǎn)便的技術(shù)措施是安全防護(hù)設(shè)計(jì)，可以采用安全裝置或防護(hù)裝置
對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行預(yù)防性的安全措施．對(duì)于鋸刨兩用木工機(jī)床，我們可以設(shè)計(jì)防護(hù)裝置，如采用圓盤(pán)刀鋸的
防護(hù)罩．這種方法比較簡(jiǎn)單，成本也較低，但防護(hù)罩易被木屑堵塞，需經(jīng)常除屑，不方便使用，生產(chǎn)效率低．
3．2 鋸刨兩用木工機(jī)床的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)
鋸刨兩用木工機(jī)床的平刨刀與圓盤(pán)刀具設(shè)計(jì)在同一根軸上，使用刨刀時(shí)，圓盤(pán)刀具也在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，極
易造成操作者的手部傷害或物料的損壞．這是設(shè)計(jì)本身存在的隱患，極大地威脅著操作者的人身安全，人
機(jī)系統(tǒng)的可靠度也大幅度降低．
通過(guò)對(duì)其總體結(jié)構(gòu)的研究，從設(shè)計(jì)角度改善機(jī)床的安全性能，必須改變多用木工機(jī)床內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，
將2把刀具設(shè)計(jì)在2根軸上，使刨刀、圓盤(pán)刀具不能同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體方法如下：
(1)滑動(dòng)齒輪控制法．如圖2所示：將兩把刀具分別安放在1軸和8軸上，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)最下方的4軸，
中間的3軸和6軸是通過(guò)4軸滑動(dòng)齒輪把動(dòng)力分別傳導(dǎo)刨刀1軸和圓盤(pán)刀具8軸上，1軸和3軸、6軸和8
軸之間的動(dòng)力傳遞可以采用齒輪傳動(dòng)、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)和帶式傳動(dòng)．
(2)摩擦式離合器法．摩擦式離合器是汽車(chē)上的部件，這種方法只需要兩根軸，電機(jī)直接帶動(dòng)裝摩擦
式離合器的刨刀軸，通過(guò)摩擦式離合器的離、合，分別控制刨刀軸和圓盤(pán)刀鋸軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即在刨刀工作時(shí)，
圓盤(pán)刀具不轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)使用圓盤(pán)刀具時(shí)，刨刀軸與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)，消除
了圓盤(pán)刀鋸的隱患．
(3)鋸刨兩用木工機(jī)床機(jī)座的人機(jī)設(shè)計(jì)．多用木工機(jī)床分為兩
大類(lèi)：臺(tái)式多用木工機(jī)床和立式多用木工組合機(jī)床兩種．但是不論
哪一種，機(jī)床的高度是固定不變的，這不符合操作者的人體尺寸參
數(shù)，不能滿足多數(shù)操作者舒適工作的需要．根據(jù)《人機(jī)工程學(xué)》中人
體尺寸表格提供的數(shù)據(jù)，時(shí)代變化引起的人體尺寸的變化，成年男
子的身高一般在1 550~1 820 mm之間，并且在1 685 mill身高尺
寸較為集中，是一個(gè)近似的平均值E2]；按照人體尺寸的應(yīng)用方法，選
擇相應(yīng)的百分位數(shù)Ps。(如圖3所示)，即按照1 685 mm身高的操作
者設(shè)計(jì)機(jī)床，且底座可調(diào)．根據(jù)操作姿勢(shì)尺寸變動(dòng)范圍，可調(diào)范圍在
±60 mII1之間，確保絕大多數(shù)的操作者舒適工作，同時(shí)提高了人機(jī)
圖2 內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)原理圖
Fig。2 Schematic of Gear box
construction
1．刨刀軸；2．刨刀；3，4，6．傳動(dòng)軸；
5．滑動(dòng)齒輪；7．圓盤(pán)刀；8．圓盤(pán)刀軸
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378 中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào) 第8卷
系統(tǒng)的可靠性 _8_
4 結(jié)論
通過(guò)科學(xué)有效的管理，改善工作環(huán)境的舒適度，消除物的不安
全狀態(tài)，可以從預(yù)防的角度減少工傷事故的發(fā)生；在鋸刨兩用木工
機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，充分重視人一機(jī)可靠性的研究，運(yùn)用人機(jī)工程原理進(jìn)行
設(shè)計(jì)，使人與機(jī)械達(dá)到最佳匹配，充分發(fā)揮人機(jī)效能，增加人一機(jī)系
統(tǒng)的可靠度，就能從本質(zhì)上降低或杜絕工傷事故的發(fā)生率．
參考文獻(xiàn)：
人數(shù)
0 百分位數(shù)
圖3 人體測(cè)量尺寸百分位數(shù)分布圖
Fig．3 Percentiles distribution of
anthropometric measurem
ents
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