圖8 腳踏杠桿控制機(jī)構(gòu)

1―連桿 2―拉桿 3―復(fù)位彈簧 4―踏板 5―踏桿

如圖9所示是電磁吸動的控制機(jī)構(gòu)。它由電器開關(guān)、繼電器等元件控制電磁鐵：電磁鐵通電時，銜鐵上吸，拉桿向下拉動打棒，由于打棒的臺階面壓在齒條上面，使齒條也跟著向下并帶動齒輪和關(guān)閉器轉(zhuǎn)過一定角度。尾板在彈簧力作用下轉(zhuǎn)動，使離合器接合；電磁鐵斷電時，裝置在彈簧作用下重新復(fù)位，離合器脫開。



圖9 電磁鐵操縱的控制機(jī)構(gòu)

1―凸塊 2―轉(zhuǎn)鍵尾板 3―打棒 4―臺階面 5―關(guān)閉器 6―齒條 7―拉桿 8―齒輪 9―電磁鐵 10―銜鐵 11―擺桿 12―機(jī)身 13―銷子

如圖9所示的機(jī)構(gòu)還可防止操作工人因沒有松開操縱踏板而發(fā)生連沖。其原理如下：曲軸旋轉(zhuǎn)一周后，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)的凸塊將打棒撞開，使齒條與打棒脫離，在下端彈簧的作用下齒條向上運(yùn)動，經(jīng)齒輪帶動關(guān)閉器回到原來位置，擋住尾板，使離合器脫開。若要再次進(jìn)行單次行程，必須先使電磁鐵斷電，讓打棒在彈簧作用下復(fù)位并重新壓住齒條。

如圖10所示的控制電路也可在操作出現(xiàn)誤動時防止連沖現(xiàn)象。該電路由腳踏行程開關(guān)控制。單次行程時，切斷開關(guān)K，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周時，由凸輪開關(guān)發(fā)出一次信號，這樣即使出現(xiàn)誤動作長時間壓合踏板，也不會發(fā)生連沖現(xiàn)象。但是凸輪行程開關(guān)TK動作超過一定次數(shù)后，也會發(fā)生故障，不能正常發(fā)訊，影響行程控制。因此，在使用中必須經(jīng)常對凸輪開關(guān)維護(hù)檢查，定期更換。



圖10 開式壓機(jī)控制電路

（2） 摩擦離合器及其控制機(jī)構(gòu)如圖11所示為氣動摩擦離合器的工作原理圖。摩擦離合器的主動部分為飛輪、主動摩擦盤，從動部分為主軸、從動摩擦盤，中間有摩擦片（塊），飛輪內(nèi)裝有環(huán)形氣缸和活塞，通過軸心的孔道通入壓縮空氣，推動活塞壓緊摩擦片（塊）（使主動摩擦盤與從動摩擦盤接觸）并產(chǎn)生足夠的摩擦力，從而將飛輪系統(tǒng)的動力經(jīng)摩擦盤傳至主軸，使滑塊產(chǎn)生往復(fù)直線運(yùn)動。停止供氣時，依靠彈簧力將活塞推進(jìn)，使主動摩擦盤脫離與從動摩擦盤的接觸，所以，從動摩擦盤未被帶動旋轉(zhuǎn)，飛輪呈空轉(zhuǎn)狀態(tài)。



圖11 氣動摩擦離合器原理圖

1―主動摩擦盤 2―從動摩擦盤 3―主軸 4―彈簧 5―氣室 6―活塞 7―飛輪

摩擦離合器的控制機(jī)構(gòu)是由電器一氣功一機(jī)械系統(tǒng)組成的機(jī)構(gòu)。操作工人通過電器開關(guān)發(fā)出信號，使電磁氣閥動作，由氣閥控制氣流方向使離合器接合和脫離。凡控制電磁氣閥的元件都對安全影響較大，應(yīng)該仔細(xì)檢查、及時維修、定期更換。特別是電磁氣閥本身對保證安全至關(guān)重要，必須保證其質(zhì)量：交流電磁氣閥故障較多，直流電磁氣閥故障較少；不同結(jié)構(gòu)的氣閥中，水平運(yùn)動的滑閥故障較多，垂直運(yùn)動的提閥故障較少。目前使用的配氣閥均為電控閥，由一個先導(dǎo)閥控制主閥的動作。電磁鐵通電后，先導(dǎo)閥芯先開起，氣流使主閥開起，壓縮空氣進(jìn)入離合器氣缸。電磁鐵斷電時，先導(dǎo)閥先關(guān)閉，彈簧使主閥關(guān)閉，離合器氣缸的剩余空氣排出。如圖12所示為二位三通電磁氣動空氣分配閥原理圖。如果先導(dǎo)閥內(nèi)彈簧失效，閥芯不能復(fù)位，則離合器氣缸內(nèi)常通壓縮空氣，就會造成滑塊連沖現(xiàn)象。



圖12 二位三通電磁氣動分配閥原理圖

1―主閥 2―彈簧 3―先導(dǎo)閥 4―電磁鐵

由此可見，控制機(jī)構(gòu)對安全的影響較大，故要求對其經(jīng)常檢查、維修，防止意外事故的發(fā)生。

（3） 從安全角度出發(fā)，可對剛性離合器和摩擦離合器作如下比較：

1） 摩擦離合器利用摩擦傳遞扭矩，所以起動平穩(wěn)，無沖擊力；剛性離合器雖結(jié)構(gòu)簡單、操縱方便，但結(jié)合和分離時沖擊力大，轉(zhuǎn)鍵容易突然折斷而使滑塊運(yùn)動失去控制，出現(xiàn)連慣運(yùn)動造成事故。

2） 摩擦離合器可控制滑塊在任意位置停止；剛性離合器一般只能使滑塊在上死點(diǎn)停止，如需實(shí)現(xiàn)多個停止點(diǎn)，則要經(jīng)過改裝。

3） 摩擦離合器可實(shí)現(xiàn)滑塊的寸動行程（在調(diào)整機(jī)床或安全模具時，常需要使滑塊作少量的移動叫做“寸動行程”），操作時只要按下寸動行程按鈕即可；剛性離合器的壓機(jī)如果需要寸動，則需靠人工盤動飛輪來實(shí)現(xiàn)，不能用點(diǎn)動電動機(jī)的方法，因為此方法一是不安全，二是會使電動機(jī)發(fā)熱或使保護(hù)線路出現(xiàn)故障。

總之，從安全角度出發(fā)，剛性離合器是不可靠的，有逐漸淘汰的趨勢，而由較安全的摩擦離合器代替。

2． 制動器對安全的影響

制動器的作用是阻止曲軸慣性旋轉(zhuǎn)，使滑塊迅速制動，停止在要求的位置上。制動器還能起到平衡滑塊重量、防止滑塊墜落造成運(yùn)動超前或引起離合器沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。

如圖13所示是一種帶式制動器，制動盤與曲軸用鍵連接裝固在一起，制動時依靠彈簧用力張緊鋼帶，帶式制動器在使用時，應(yīng)注意適當(dāng)調(diào)整制動彈簧的張力，防止鋼帶斷裂，還要防止摩擦制動帶沾油而降低摩擦系數(shù)。



圖13 帶式制動器

1―鋼帶 2―制動帶 3―制動盤 4―曲軸 5―鍵 6―彈簧 7―螺母

另一種制動器是摩擦離合器式制動器。這種制動器的結(jié)構(gòu)與摩擦離合器的基本相同，又分為動力制動（如氣動制動和電磁制動）和彈簧制動。動力制動是用壓縮空氣的壓力或電磁力等壓力壓緊摩擦片（塊）起到制動作用；彈簧制動是用彈簧力壓緊摩擦片（塊）起到制動作用。采用彈簧制動時，如果彈簧調(diào)整不當(dāng)，便容易使摩擦塊磨損，甚至導(dǎo)致個別彈簧折斷。使制動滯后，滑塊下滑距離過大。設(shè)計要求制動角為5°~15°，如果超過此范圍，應(yīng)及時調(diào)整制動器，防止滑塊下滑造成事故。

若使壓機(jī)正常工作，就要合理地控制滑塊動作，這實(shí)質(zhì)上就是以合理的程序控制離合器和制動器的動作。從操和的方便和安全出發(fā)，動作必須滿足下列要求：

（1） 離合器和制動器的動作必須互相協(xié)調(diào)，兩者的動作之間要連鎖，即開機(jī)時制動器先脫開，離合器稍微滯后一點(diǎn)時間再結(jié)合，如果沒有協(xié)調(diào)連鎖動作，就會發(fā)生離合器和制動器的相互干涉：有時離合器還未脫開，制動器就過早接合；或者制動器還未脫開，離合器就過早接合。這些情況都會造成離合器和制動器的磨損、發(fā)熱，甚至損壞設(shè)備。

（2） 控制離合器和制動器的動作要靈敏、穩(wěn)定、可靠。這項要求對高速壓機(jī)尤為重要，否則，緊急停止和寸動行程就達(dá)不到預(yù)期效果。正常停機(jī)時，滑塊就不能準(zhǔn)確地停止在上死點(diǎn)附近，還可能在連沖作業(yè)中發(fā)生第一次或最后一次行程乏力的現(xiàn)象。

另外，為保證離合器和制動器的正常工作，從而保證安全生產(chǎn)，還應(yīng)了解不同行程規(guī)范下的離合器和制動器的工作狀態(tài)。如連續(xù)行程時，離合器接合時間長，制動器工作時間短；單次行程和寸動行程時，離合器的接合和脫開、制動器的制動動作都會頻繁，極易發(fā)熱、磨損。因此，規(guī)定正常工作情況下，單次行程的結(jié)合頻率不得高于行程次數(shù)的一半。

（六） 平衡器對安全的影響

大、中型壓機(jī)的滑塊較重，運(yùn)行時不平穩(wěn)，重量較大的滑塊下行時，滑塊運(yùn)動超前于連桿，在下死點(diǎn)處產(chǎn)生沖擊，回程時會使飛輪、電機(jī)負(fù)荷驟增，構(gòu)成不安全隱患。

為了解決這一問題，在設(shè)計大、中型壓機(jī)時都采用了平衡器。如圖14所示，它能達(dá)到如下效果：滑塊運(yùn)動比較平衡；改善制動器的工作條件，防止連桿折斷、制動器失靈而造成的滑塊墜落事故。



圖14 平衡器

a）上提式平衡氣缸 b）下托式平衡氣缸

由此可見，平衡器有利于壓機(jī)的安全工作。

（七） 氣路系統(tǒng)對安全的影響

大、中型壓機(jī)的離合器、制動器、氣墊和平衡器一般都采用氣壓傳動，即所謂氣動。氣動動作迅速，便于維護(hù)，介質(zhì)清潔，而且壓縮空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離傳送。氣動最適合用于裝有摩擦離合器和制動器的大噸位壓機(jī)和高速壓機(jī)。

如圖15所示為JA31—160B型閉式單點(diǎn)壓機(jī)的氣路系統(tǒng)簡圖。壓縮空氣經(jīng)閘閥、氣水分離器和減壓閥后，分成兩條支路：一條經(jīng)單向閥和平衡器儲氣罐進(jìn)入平衡器；另一條路經(jīng)離合器儲氣罐、油霧器和電磁配氣閥進(jìn)入離合器氣缸。管路中還采用了壓力繼電器，當(dāng)氣壓低于額定值時，壓力繼電器能使控制電路斷電，離合器脫開，以防止因氣壓不足使離合器不能傳遞額定力矩面造成事故。



圖15 JA-160B型閉式單點(diǎn)壓機(jī)氣路系統(tǒng)

1―氣源 2壓力表 3―氣水分離器 4―減壓閥 5―離合器氣缸 6―電磁配氣閥 7―油霧器 8―壓力繼電器 9―離合器儲氣罐 10―單向閥 11―平衡器儲氣罐 12―安全閥 13―平衡器 14―閘閥

為保證氣路系統(tǒng)安全工作，各種附件和氣閥應(yīng)分別起到以下作用：

氣水分離器去除水份和雜質(zhì)，使氣路及氣動裝置中得到潔凈而干燥的氣體；油霧器要保證氣動元件和氣缸的正常潤滑；壓力表要正確顯示各管路中氣壓狀態(tài)；減壓閥應(yīng)能正確調(diào)節(jié)并穩(wěn)定氣路系統(tǒng)中的空氣壓力；各儲氣罐的安全閥要保證氣路的安全；單向閥要保證平衡器的安全。

總之，氣路中各元件應(yīng)該經(jīng)常維護(hù)、保養(yǎng)、保證氣路通暢，運(yùn)行正常，使壓機(jī)保持良好的工作狀態(tài)。

二、 沖壓模具結(jié)構(gòu)對安全的影響

沖壓模具是沖壓加工的主要工藝裝備，沖壓制件就是靠上下模具的相對運(yùn)動加工完成的。加工時由于上下模具之間不斷地分合，如果操作工人的手指不斷進(jìn)入或停留在模具閉合區(qū)，便會對其人身安全帶來嚴(yán)重威脅。因此，對沖壓模具結(jié)構(gòu)的安全性分析評價是十分必要的。

傷害事故不僅發(fā)生在模具的凸、凹模閉合區(qū)之間，而且也發(fā)生在凹模與托料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套、上模板與下模板等閉合區(qū)之間。所以，衡量沖壓模具安全與否，應(yīng)從以下幾方面評價：送料取料時人手是否進(jìn)入閉合區(qū)；定料時是否安全方便可靠；清理廢料時是否用手操作。

（一） 模具的典型結(jié)構(gòu)及安全性分析

1． 單工序模具

（1） 沖裁模 用于對板材進(jìn)行切斷、落料、沖孔、切邊、切口等分離工序。

1） 切斷模 如圖16所示為單工序切斷模的結(jié)構(gòu)示意圖。切斷模用于使材料的一部分與另一部分分離，但切離并不是沿封閉的輪廓進(jìn)行。切斷模工作時，操作工人手持條料送入模內(nèi)，利用定料板定位，然后用腳踩動開關(guān)起動滑塊，切斷材料。在切斷過程中，上、下模具均受側(cè)向