砂輪磨損機(jī)理分析及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

砂輪磨損機(jī)理分析及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 一、認(rèn)識(shí)砂輪 二、砂輪磨損機(jī)理 三、砂輪事故案例分析四、砂輪機(jī)的安全防范一、認(rèn)識(shí)砂輪用磨料和結(jié)合劑樹脂等制成的中央有通孔的圓形固結(jié)磨具。砂輪是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使用時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，可對(duì)金屬或非金屬工件的外圓、內(nèi)圓、平面和各種型面等進(jìn)行粗磨、半精磨和精磨以及開槽和切斷等。金剛砂輪合金砂輪單晶剛玉砂輪二、砂輪的磨損機(jī)理砂輪磨損要比其它刀具磨損復(fù)雜得多，因?yàn)?磨粒在砂輪表面上是隨機(jī)分布的;磨粒在磨削過程中會(huì)破碎(磨粒切削刃自礪):砂輪的結(jié)合劑會(huì)破碎(磨粒脫落):在磨削過程中，上述磨粒破碎和脫落連續(xù)不斷地進(jìn)行，而且是隨機(jī)的。因此，給研究砂輪磨損帶來不少困難。磨料磨損它是由于磨粒與工件相對(duì)滑擦而使磨粒發(fā)生的機(jī)械磨損，這 種磨損是逐漸進(jìn)行的，磨損平面上的溝痕平行與切削方向磨削時(shí)，若工件組織不 均勻，含有硬度較高的硬質(zhì)點(diǎn)，磨粒與硬質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)滑擦就會(huì)加劇磨粒的機(jī)械磨損。塑性磨損在高溫作用下，磨粒也會(huì)因塑性變形而磨損。塑性磨損取決 于工件材料與磨粒的硬度。磨削時(shí)，磨粒接觸區(qū)溫度較高，若切削層在剪切面上 的熱硬度H4)大于磨粒接觸區(qū)的熱硬度Ht，則磨粒接觸區(qū)將產(chǎn)生較大的塑性變形氧化磨損常用的磨粒有氧化鋁、碳化硅和金剛石等，除氧化物磨粒在 氧氣中很穩(wěn)定外，其余的磨料有不同程度的氧化[16]，例如，碳化硅在溫度高于1300 *C-1400℃時(shí)，會(huì)與大氣中的氧氣起反應(yīng)，其反應(yīng)式為:SiC+02-.-0'Si02+C一183.6Kca1(3.1)反應(yīng)時(shí)會(huì)放出大量的熱?；瘜W(xué)磨損在磨削溫度作用下，磨料、工件材料、磨削液及結(jié)合劑間 有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各元素相互化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，還可能發(fā)生多種次級(jí)化學(xué)反 應(yīng)。磨料與工件材料的化學(xué)反應(yīng)是使磨粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的重要因素。擴(kuò)散磨損

它是指磨粒與被磨材料在高溫下接觸時(shí)，元素相互擴(kuò)散， 造成磨料表面層羽化而產(chǎn)生的磨損，用碳化硅砂輪磨削鉆合金時(shí)，用俄歇電子能 譜儀(AES)探測(cè)被磨表面，發(fā)現(xiàn)被磨面含硅的濃度增加，這說明磨料中的元素 Si己擴(kuò)散到零件表面中，Si與鉆合金中Co,W,Ni和Cr等元素形成了脆性的金 屬硅化物[17l。用碳化硅砂輪磨削欽合金時(shí)，被磨表面的碳原子濃度增加，未發(fā)現(xiàn) 硅的擴(kuò)散，碳的擴(kuò)散在被磨表面上形成了欽的碳化物。達(dá)到一定的表面層厚度后， 碳濃度很低，濺出表面的各元素原子濃度與欽合金基體元素原子濃度一致。熱應(yīng)力破碎磨損

磨削過程中，磨粒于瞬間升至高溫，又在磨削液作 用下急冷，反復(fù)多次急冷急熱，就會(huì)在磨粒表面上形成很大的熱應(yīng)力，使磨粒表 面開裂破碎。熱應(yīng)力主要取決于導(dǎo)熱系數(shù)的大小、線膨脹系數(shù)的大小以及磨削液 冷卻性能的好壞。導(dǎo)熱系數(shù)愈小，從磨粒表面到內(nèi)部的溫度梯度愈大，熱應(yīng)力也 愈大;線膨脹系數(shù)也愈大，熱應(yīng)力也愈大;磨削液冷卻性能愈好，表面冷卻愈快， 熱應(yīng)力也愈大，各種磨料導(dǎo)熱性能好壞的次序?yàn)榻饎偸?、立方氮化硼、碳化硅?剛玉等。粘附磨損

磨削時(shí)在高溫高壓作用下，磨屑會(huì)粘附在磨粒上。砂輪粘 附程度與很多因素有關(guān)。例如，磨削溫度的高低，法向磨削力的大小，被磨材料 的塑性變形程度，剪切力的大小，磨料與被磨材料的晶體結(jié)構(gòu)及工件表面狀況等砂輪堵塞

堵塞是磨屑向砂輪空穴中的機(jī)械堆積現(xiàn)象，它與砂輪粘附 現(xiàn)象不同，砂輪粘附是物理、化學(xué)、機(jī)械綜合作用的結(jié)果。磨削過程中，堵塞與 粘附可能同時(shí)存在，它們之間有一定的聯(lián)系。同粘附一樣，砂輪堵塞嚴(yán)重時(shí)，也 會(huì)造成切削能力和零件表面質(zhì)量下降。三、砂輪事故案例分析2007年3月20日13時(shí)，某彈簧廠砂輪間，整形工顧某站在砂輪機(jī)（砂輪機(jī)為該單位廠長(zhǎng)丁某自行設(shè)計(jì)、安裝）正面磨彈簧時(shí)，砂輪突然爆裂飛出，飛出的砂輪碎片擊中顧某頭部，顧某經(jīng)送醫(yī)院搶救無(wú)效死亡。 1.事故經(jīng)過 12月17日上午10時(shí)，砂輪機(jī)操作工尚志發(fā)把舊砂輪換下后將新砂輪換上，開機(jī)后不到2分鐘，“嘭”的一聲，砂輪崩裂成三塊飛出，其中一塊砸到尚志發(fā)的頭上，尚志發(fā)當(dāng)場(chǎng)倒地，鼻孔出血。工場(chǎng)內(nèi)在場(chǎng)職工迅速將他抬出門外，叫來120救護(hù)車送人民醫(yī)院搶救，終因傷勢(shì)過重，搶救無(wú)效死亡

2事故原因（1）直接原因死者尚志發(fā)違反砂輪安裝和操作規(guī)程。按照有關(guān)規(guī)定，更換新砂輪兩邊要用夾板和有彈性紙板墊，裝好新砂輪后要試運(yùn)行空轉(zhuǎn)五分鐘后才能使用，操作時(shí)操作人員應(yīng)位于砂輪的側(cè)面，而尚志發(fā)更換砂輪時(shí)既沒有使用夾板，也沒有試運(yùn)轉(zhuǎn)，換好砂輪后馬上投入使用，并在砂輪的正面操作，致使新砂輪在開啟后不到二分鐘就崩裂飛出將自己砸死。（2）間接原因業(yè)主陳澤虎安全意識(shí)淡薄，非法開辦加工場(chǎng)，沒有制定安全管理制度和安全技術(shù)操作規(guī)程，安全管理措施不到位，招收的工人沒有進(jìn)行安全教育，職工缺乏砂輪安全操作知識(shí)四、砂輪機(jī)的安全防范砂輪機(jī)除了具有磨削機(jī)床的特點(diǎn)外，它還具有體積小，轉(zhuǎn)速高，操作簡(jiǎn)單方便，適用范圍廣，一般均為手工操作。在使用過程中，存在著許多的安全問題：如磨削時(shí)能造成砂輪破裂，砂輪上會(huì)飛出大量的，很細(xì)小的磨料和金屬屑，很容易傷害人的眼睛和呼吸系統(tǒng)；操作不當(dāng)和砂輪機(jī)存在缺陷時(shí)，極易傷害操作者的手。在電路系統(tǒng)中如出現(xiàn)故障。有可能造成觸電及事故等。砂輪機(jī)磨削特點(diǎn)磨削速度很高，每秒可達(dá)30~50M（線速度），磨削溫度極高，可達(dá)1000~1500°C加工可以獲得較高磨削的精度和很小的表面粗糙度磨削可以加工軟材料，還可以加工各類較硬材料，如：淬火件硬質(zhì)合金，玻璃和陶瓷等易造成傷害砂輪飛出大量細(xì)的磨屑，從磨削面上飛濺出大量的金屬屑，會(huì)使操作者的眼部收到損傷，粉塵吸入肺部會(huì)對(duì)身體造成傷害。由于砂輪質(zhì)量不良，保管不善、規(guī)格型號(hào)選擇不當(dāng)，安裝時(shí)出現(xiàn)偏心，或接觸面增大角度不正確，速度快些，有可能造成砂輪的碎裂，嚴(yán)重傷害身體。在靠近轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪進(jìn)行手工操作時(shí)，如磨刀具，打磨毛邊，或修正砂輪時(shí)不正確不安全行為，手觸到其他運(yùn)動(dòng)部位而多收到傷害磨薄片時(shí)產(chǎn)生的噪音110DB以上，也會(huì)影響人的聽力傷應(yīng)有的防護(hù)設(shè)置所有回轉(zhuǎn)部件，如：砂輪、電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、主動(dòng)軸等，必須安裝防護(hù)罩。防護(hù)罩應(yīng)牢固地固定，其聯(lián)結(jié)強(qiáng)度不得低于防護(hù)罩的強(qiáng)度。小于φ50MM手動(dòng)砂輪不用護(hù)罩；磨內(nèi)沿時(shí)，金屬基體的金剛石和立方氮化硼砂輪用手持磨刀削的砂輪機(jī)應(yīng)設(shè)立工作托架，其位置應(yīng)能隨砂輪磨耗獨(dú)立進(jìn)行調(diào)整。工作托架臺(tái)面高度應(yīng)與砂輪主軸中心成等高，并有足夠的面積保證被磨件的穩(wěn)定。工作托架靠近砂輪一側(cè)的邊角棱邊上應(yīng)無(wú)凹陷、缺角等缺陷干磨時(shí)應(yīng)具備吸塵器，吸塵器應(yīng)能滿足最大磨削規(guī)范條件下使操作人員呼吸帶的粉塵濃度低于10mg/m3砂輪的安全注意砂輪在使用前必須事前目測(cè)檢查或音響檢查有無(wú)破裂和損傷目測(cè)檢查：看砂輪是否有破腳、裂紋，切磨面凸凹不平，無(wú)潮濕霉點(diǎn)、無(wú)附著物、電流破損，動(dòng)看運(yùn)輪跳動(dòng)。壓緊面是否有松動(dòng)和有軟墊音響檢查：顆粒結(jié)合劑砂輪，在使用前應(yīng)進(jìn)行音響檢查。方法是將砂輪中心孔懸掛或者是放置于平整的硬面之上，用重250g（半斤）的小木槌敲擊，敲擊點(diǎn)在砂輪任意一側(cè)面上，距砂輪外表沿20~50mm處，敲擊后旋轉(zhuǎn)45度再重復(fù)進(jìn)行。聽到清脆的聲音，允許使用。若發(fā)出悶聲和啞聲不得使用安裝要求砂輪必須自由地裝到砂輪主軸或砂輪法蘭盤上，并保持適當(dāng)?shù)拈g隙砂輪與法蘭盤壓緊面之間必須襯以柔性材料制作的襯墊紙殼板，石棉橡膠板（片），其厚度為1-2mm，直徑大于壓緊面2mm砂輪、砂輪主軸、襯墊和砂輪法蘭盤安裝時(shí)，互相配合面和壓緊面應(yīng)保持清潔，無(wú)任何附著軸壓緊螺帽或螺釘?shù)乃删o程度，以帶動(dòng)砂輪不產(chǎn)生滑動(dòng)的程度足以