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鋸刨兩用木工機床工傷事故的預防及安全設(shè)計

文檔作者：于貴文馬麗心李丹婷林晶文檔來源：哈爾濱商業(yè)大學輕工學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月03日
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第8卷第3期
2010年9月
中國工程機械學報
CHINESE JOURNAI OF CONSTRUCTION MACHINERY
VoI．8 No．3
Sep．2010
鋸刨兩用木工機床工傷事故的預防及安全設(shè)計
于貴文，馬麗心，李丹婷，林 晶
(哈爾濱商業(yè)大學輕工學院，黑龍江哈爾濱150028)
摘要：鋸刨兩用木工機床是眾多木工機械中的一種，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
遠高于其他機床設(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，并提出了具體的預防
措施；通過對鋸刨兩用木工機床的傳動系統(tǒng)和基座的改良設(shè)計，使人一機匹配，提高人機系統(tǒng)的可靠性．
關(guān)鍵詞：鋸刨兩多用木工機床；事故；安全設(shè)計
中圖分類號：TS 642 文獻標識碼：A 文章編號：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，在勞動安全
方面存在十分突出的問題．歐美一些工業(yè)發(fā)達國家的工傷事故統(tǒng)計數(shù)字顯示：木材加工行業(yè)的工傷事故率
是其他各類工業(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)：機械作業(yè)、手
工作業(yè)和物料運輸，其中以機械作業(yè)發(fā)生的事故為最多，占事故發(fā)生總數(shù)的61％．傳統(tǒng)的木工機床包括鋸
刨兩用木工機床、木工平壓刨床和銑床這三類．其中，鋸刨兩用木工機床事故發(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，鋸刨兩用木工機床的安全性問題應該得到高度重視．
1 鋸刨兩用木工機床的事故成因
任何事故的發(fā)生都有具體的原因，導致鋸刨兩用木工機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．
作者簡介：于貴文(1967一)，男，副教授，工學碩士．E．mail：jsdxygw@163．corn
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中國工程機械學報 第8卷
1．1 人的因素
在使用鋸刨兩用木工機床時，由于操作者的原因而導致事故發(fā)
生的因素有：
(1)缺少安全知識．是指操作者缺少必要的操作安全知識和事
故危害知識．
(2)操作不慎．操作者雖然了解危險的可能性，卻缺少必要的安
全防護能力，不能及時有效地處理危險情況，而導致事故的發(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，拆除圓盤刀鋸內(nèi)側(cè)的防護裝置等．
(4)人因差錯．人因差錯又稱人因故障，是指操作者在一組活 圖I 事故致因分析圖
動中的任何一個超過某個可接受的極限而導致的故障或事故．人因Fig·1 Analysis ofaccidental causation
差錯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概率為給定差錯類型的總次數(shù)與發(fā)生差錯
機會的總次數(shù)之比．用概率的形式可以描述為：
p =
En (1)
式中：Pne為在完成某項作業(yè)總數(shù)中人因差錯發(fā)生的概率；E 為某項作業(yè)中發(fā)生的差錯數(shù)；O 為某項作業(yè)
總數(shù)中可能發(fā)生差錯的機會的總次數(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)過程中涉及到的物質(zhì)，如原料、動力、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)計隱患．這里指鋸刨兩用木工機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、計算、制造、維修、檢測、保養(yǎng)等各個階段，但最主要的隱患是由于設(shè)計不良造成的．
1．3 環(huán)境因素
由于鋸刨兩用木工機床的工作環(huán)境比較惡劣，操作者要承受噪聲、振動灰塵等對人的心理生理的影
響，而易導致差錯行為，引發(fā)事故；另一方面是環(huán)境對機床的影響，如木屑、振動等對機床可靠度的影響，易
產(chǎn)生機械故障．
2 工傷事故預防措施
從事故的成因來看，要想減少甚至消除鋸刨兩用木工機床的事故，根本措施是消除潛在的危險因素
(物的不安全狀態(tài))和人發(fā)生誤判斷、誤操作的差錯行為[43．具體措施包括以下四個方面：消除人的差錯行
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行為．
(1)增加安全知識．操作者必須了解危險，具有危險意識．通過安全教育可以達到這個目標。
(2)避免操作不慎．強調(diào)崗位技能訓練，使每位操作者具有必要的安全操作能力．
(3)嚴禁違章操作．激勵操作者的行為符合安全規(guī)則．必須對操作者進行挑選，并對其進行必要的職
業(yè)安全教育和安全技能訓練．
(4)合理安排作息時間．根據(jù)人的生理和心理承受能力以及集中精力的時間跨度，適度調(diào)整勞動間歇
時間，能夠有效避免操作者的差錯行為．
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、噪聲和累計工作的
時間及其強度等_5]．此外，改善工作條件還應包括改善工作地點的空間、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：鋸刨兩用木工機床工傷事故的預防及安全設(shè)計
統(tǒng)計數(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，緊張能導致人的差錯行為，人的差錯行為易引
發(fā)工傷事故．
改善工作環(huán)境可以增加人的可靠性，進而提高人一機系統(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
工機床本身存在的安全隱患．
通過科學、規(guī)范的管理和教育，將生產(chǎn)過程中涉及到的原料、動力、設(shè)備、產(chǎn)品等物質(zhì)合理安放和防護，
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)，消除該類事故的
誘因 ．
以上措施都可以通過管理者和操作者的共同努力來減少工傷事故的發(fā)生，但是，要想從根本上降低或
消除工傷事故的發(fā)生，還應從機床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手，從本質(zhì)上改變機床自身的安全陛能．
3 鋸刨兩用木工機床的科學安全設(shè)計
在鋸刨兩用木工機床上，圓盤刀鋸與平刨刀設(shè)計在同一軸上，圓盤刀鋸的刀具軸轉(zhuǎn)速非?？?，慣性較
大，且突出在工作臺面之上，不論使用哪把刀具，圓盤鋸都在飛速運轉(zhuǎn)，時刻對操作者構(gòu)成極大的威脅．操
作者稍有不慎，就會發(fā)生事故，嚴重威脅著操作者的人身安全．因此，必須在方案設(shè)計時進行科學的安全設(shè)
計，才能從本質(zhì)上預防或杜絕工傷事故的發(fā)生．
3．1 鋸刨兩用木工機床的安全防護措施
從事故防護角度出發(fā)，可以采用的最簡便的技術(shù)措施是安全防護設(shè)計，可以采用安全裝置或防護裝置
對危險區(qū)域進行預防性的安全措施．對于鋸刨兩用木工機床，我們可以設(shè)計防護裝置，如采用圓盤刀鋸的
防護罩．這種方法比較簡單，成本也較低，但防護罩易被木屑堵塞，需經(jīng)常除屑，不方便使用，生產(chǎn)效率低．
3．2 鋸刨兩用木工機床的本質(zhì)安全設(shè)計
鋸刨兩用木工機床的平刨刀與圓盤刀具設(shè)計在同一根軸上，使用刨刀時，圓盤刀具也在高速運轉(zhuǎn)，極
易造成操作者的手部傷害或物料的損壞．這是設(shè)計本身存在的隱患，極大地威脅著操作者的人身安全，人
機系統(tǒng)的可靠度也大幅度降低．
通過對其總體結(jié)構(gòu)的研究，從設(shè)計角度改善機床的安全性能，必須改變多用木工機床內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)，
將2把刀具設(shè)計在2根軸上，使刨刀、圓盤刀具不能同時轉(zhuǎn)動，具體方法如下：
(1)滑動齒輪控制法．如圖2所示：將兩把刀具分別安放在1軸和8軸上，電動機帶動最下方的4軸，
中間的3軸和6軸是通過4軸滑動齒輪把動力分別傳導刨刀1軸和圓盤刀具8軸上，1軸和3軸、6軸和8
軸之間的動力傳遞可以采用齒輪傳動、鏈式傳動和帶式傳動．
(2)摩擦式離合器法．摩擦式離合器是汽車上的部件，這種方法只需要兩根軸，電機直接帶動裝摩擦
式離合器的刨刀軸，通過摩擦式離合器的離、合，分別控制刨刀軸和圓盤刀鋸軸的轉(zhuǎn)動，即在刨刀工作時，
圓盤刀具不轉(zhuǎn)動，而當使用圓盤刀具時，刨刀軸與其一起轉(zhuǎn)動，消除
了圓盤刀鋸的隱患．
(3)鋸刨兩用木工機床機座的人機設(shè)計．多用木工機床分為兩
大類：臺式多用木工機床和立式多用木工組合機床兩種．但是不論
哪一種，機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)《人機工程學》中人
體尺寸表格提供的數(shù)據(jù)，時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，是一個近似的平均值E2]；按照人體尺寸的應用方法，選
擇相應的百分位數(shù)Ps。(如圖3所示)，即按照1 685 mm身高的操作
者設(shè)計機床，且底座可調(diào)．根據(jù)操作姿勢尺寸變動范圍，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，同時提高了人機
圖2 內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)原理圖
Fig。2 Schematic of Gear box
construction
1．刨刀軸；2．刨刀；3，4，6．傳動軸；
5．滑動齒輪；7．圓盤刀；8．圓盤刀軸
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378 中國工程機械學報 第8卷
系統(tǒng)的可靠性 _8_
4 結(jié)論
通過科學有效的管理，改善工作環(huán)境的舒適度，消除物的不安
全狀態(tài)，可以從預防的角度減少工傷事故的發(fā)生；在鋸刨兩用木工
機床設(shè)計時，充分重視人一機可靠性的研究，運用人機工程原理進行
設(shè)計，使人與機械達到最佳匹配，充分發(fā)揮人機效能，增加人一機系
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：
人數(shù)
0 百分位數(shù)
圖3 人體測量尺寸百分位數(shù)分布圖
Fig．3 Percentiles distribution of
anthropometric measurem
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