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木工机床结构安全通则

标 准 号: GB12557-1990
替代情况: 替代 $False$
发布单位: 国家技术监督局
起草单位: 机械工业部机床研究所
发布日期:
实施日期:
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更新日期: 2008年10月05日
1 主题内容与适用范围
    本标准规定了木工机床(以下简称机床)的结构安全技术要求,包括;一般要求、安全防护装置的要求、操纵机构的要求、进给机构和止逆器的要求、吸尘与排屑、噪声与振动的要求等。
    本标准适用于所有木工机床。
  2 引用标准
    GB 3766 液压系统通用技术条件
    GB 7932 气动系统通用技术条件
    GB 2894 安全标志
    GB 2893 安全色
    GB 4053.1 固定式钢直梯
    GB 4053.2 固定式钢斜梯
    GB 4053.3 工业固定式防护栏杆
    GB 4053.4 工业固定式钢平台
    GB 5226 机床电气设备 通用技术条件
    GB 10961 木工机床操作指示形象化符号
    ZB J50 016 金属切削机床 液压系统通用技术条件
    ZB J50 005 金属切削机床粉尘浓度的测定
    ZB J50 014 机床包装技术条件
    ZB J50 017 出口机床包装技术条件
    ZB J65 015 木工机床噪声声(压)级测量方法
  3 一般要求
   3.1 机床除应符合本标准的规定外,还应符合各类木工机床结构安全标准的规定。
   3.2 机床上液压传动系统的安全应符合 GB 3766和ZB J50 016中的安全规定,气动系统的安全应符合GB 7932的规定。
   3.3 机床电气设备应符合GB 5226 的有关规定。
   3.4 机床上的刀具应符合有关木工机用刀具安全标准的规定。
   3.5 机床上有可能造成伤害的危险部分(参看附录C)必须采取相应的安全措施或设置安全防护装置。
   3.6 机床的动力或控制信号中断时,制动和夹紧动作不应中断。
   3.7 直线运动部件之间或直线运动部件与静止部件之间必须保证安全距离,以防夹伤,否则必须采取安全防护措施。
   3.8 有可能造成危险的传动装置应尽量设置于箱体内,否则必须设有安全防护装置,对其危险部位进行防护。
   3.9 外露旋转零、部件的外表面不应有尖棱、夹角、毛刺等、推荐表面粗糙度Ra值为1.6μm。
   3.10 管路和电缆的设置应防止损环,并不能妨碍机床的操纵和部件的运行。
   3.11 机床上采用气压传动的装置应避免废气将切屑、灰尘吹向操作者。
   3.12 运动中有可能松脱的零、部件必须采取有效措施,防止因起动、制动、冲击等产生松动。
   3.13 高速旋转的零、部件应按规定进行动平衡或静平衡。
   3.14 机床上必须清晰地标明主轴或刀具的旋转方向。
   3.15 人员进入工作区若有较大危险,则应对工作区进行防护。工作区的防护装置的设置应保证安全距离。
   3.16 当安全防护装置将机床整个工作区罩起来或隔离时,则加工区内的危险运动部件可不另设安全防护装置。
   3.17 无法全防护的刀具除切削需要的外露部分外,其余部分应加以防护。
   3.18 在工作位置上不能全部观察到工作区的机床(或生产线),而偶然的开动有可能伤害处于工作区的人员时,必须设有警告信号装置。揿压启动按钮应自动发出时间不少于15s的警告声响,推荐其声压级为90-100 dB(A),频带为 125-500 Hz,当信号发出完毕后,机床才能开始工作。
   3.19 需要指示主电机工作载荷、夹紧装置内的气体或液体的压力等机床,必须配备适当的指示仪表(如电流表、压力表)。
   3.20 机床上必须装有限制超载的保险装置。如果因结构上的原因不能防止超载,则必须在机床上装有写明代表最大极限的标牌 (如最高转速、最大圆周速度、最大锯片直径等)。
  4 安全防护装置的要求
   4.1 安全防护装置 (以下简称防护装置)的功能应可靠,在操作者遵守操作规程的条件下,应确保操作安全。
   4.2 防护装置应结构简单、容易控制、不妨碍机床的调整和维修,不限制机床的使用性能,不影响工件的加工质量。
   4.3 防护装置不应有造成夹伤、 剪切等伤害的危险部位、不得给碎屑的排除造成困难。
   4.4 防护装置可安装在单独的支承上,也可直接安装在机床上,但均应固定可靠,不会自行打开;应有足够的强度、刚度、稳定性、耐腐蚀性和疲劳强度,必要时应装上手柄,以便启闭、拆下或移动。
   4.5 防护罩最好用连续材料制造,若采用网格状材料或孔板制造,则罩的外表面至危险点的距离应符合表1的规定(开口量以孔的最大内接圆直径计算)。
   4.6 防护罩若会妨碍机床加工中需要监视的区域的可见度,则应采用钢化玻璃或硬塑料板等透明材料制造。
   4.7 当机床工作时,有可能产生爆炸危险(例如磨削、抛光等),其防护装置的结构和材料应能防止火花引起燃烧。
   4.8 提升或移动加工区防护罩的活动部分,所用的操纵力不得超过60N。
   4.9 固定式防护装置在结构上应能防止人体接触机床的危险零、 部件、不借助于工具均不能被移动和打开。若工件进给必须通过该防护装置,则应在其上留有开口,但开口量与防护装置至危险点之间距离,必须遵守图1和表1的规定。
   表1 mm
  

   4.10 可调式防护装置的开口量或开口位置和开口量应能根据需要调节,开口部位有危险的部分应保持充分的安全距离。装置上的可调零件定位应可靠,不易松脱和误置。调整和紧固时,不需用扳手或螺丝刀等工具,例如平刨床的防护装置。
   4.12 自调式防护装置必须保证工件加工之前和加工之后均能自动地封闭危险区,在工件加工过程中,危险区可由防护装置和工件或单纯由工件来封闭。例如圆锯机的防护罩。
    自调式防护装置的活动部分应能防止松脱,并能避免复位时产生冲撞。开启该装置的操纵力不得超过20N。
   4.12 隔离防护装置应能保证安全距离,其至危险点(危险区)的距离推荐按图和表2选择。
  表2 mm
  

   4.13 打开防护装置有可能造成较大伤害时,该装置应与机床工作循环联锁。
   4.14 经常开启的遮盖运动部件的门,打开时若有一定的危险,应将门内涂成黄色,门外按GB 2894作一个警告标志。标志中的图形符号应符合GB 10961的规定。
   4.15 遮盖加工区的防护装置,必须保护操作者和靠近机床的人不受伤害。
  5 操纵机构的要求
   5.1 操纵机构的数量、结构与设置应能方便、快速、准确、安全地操纵机床;不得妨碍对机床信号装置的观察。
   5.2 手动操纵机构应使用方便,不应夹手,操作时不应使手与其他零、部件相碰。
   5.3 操纵变位机构应设有可靠的定位器,以防止其自行移动。
   5.4 除台式机床或站在专用踏板上操作的机床外,操纵手柄离地面的高度(按手柄、手轮中间位置计算)应符合表3的规定。
   表3 mm
  

   5.5 操纵手柄位置高于2m的机床,应设置操作台、脚踏板等。
   5.6 操纵手轮、手柄操纵力不得超过表4的规定,液压系统的操纵力应符合GB 3766的规定。
  表4 mm
  

   注:① 对于夹紧、锁紧、顶紧及增加阻尼等特殊要求的手轮、手柄的操纵力按设计规定。
   ② 变型机床的手轮、手柄操纵力按基型要求。
   5.7 操纵用脚踏板表面应带网纹或是粗糙的,其宽度不应小于80mm,移动行程为45 -70mm。启动机床的脚踏板的操纵力不得超过40N,并应采取防止偶然踏着产生动作的防护措施。
   5.8 经常观察的读数机构,安装高度为0.5-1.7m;不经常观察的读数机构,安装高度为0.3-2.5m(台式机床除外)。
   5.9 电气控制板的按钮距地面或操作台的高度推荐为:下排按钮不低于0.6m;上排按钮不高于(1.6m)。下排按钮低于0.9m的控制板,应相对于水平面大于120°倾斜安置,按钮数不超过7个的控制板允许垂直安置,安置高度不限。
   5.10 操纵机构应按GB 10961的规定装上表示功能、用途的标牌,并应保证标牌上的符合在距离500mm范围内能读出。
   5.11 手动操纵件的运动方向应与受其操纵的运动件的运动方向一致,应符合附录A(补充件)的规定。
   5.12 圆周速度超过 50m/min或转速超过20r/min旋转轴上的手柄或手轮,必须通过离合器与旋转轴脱开。
   5.13 不允许同时动作的运动部件,其操纵机械应联锁。在特殊情况下不能联锁时,则应在靠近操纵机构的部位固定有说明标牌,并在机床使用说明书中加以说明。
   5.14 对低速或移动部件停止时才允许转换的操纵机构,应有联锁装置。如不能安装联锁装置则应在靠近操纵机构的部位固定有警告标牌。
   5.15 机床必须设有急停操纵机构,在多个操作站的机床上,各操作站上均必须有急停操纵机构,该机构应超控于任何操纵机构。
    急停操纵机构不得在完成急停动作之后自动恢复功能,其复位不得使机床的任何部分重新开动。
   5.16 在操纵机构重复设置的多操作站的机床上,应设置联锁装置或转换装置等,以确保不能同时在各操作站上操作机床(急停操纵机构除外)。
   5.17 自动化机床和程序控制机床,必须装有辅助的手动操纵件。
  6 进给机构和止逆器的要求
   6.1 机动进给
   6.1.1 机动的刀具进给装置和机动的装载工件进给装置,必须设置限位开关、固定撞块、离合器等限位装置,必要时还应设有缓冲装置。
   6.1.2 进给辊、进给链等进给装置上有可能被人体触及的危险点(或危险区)必须进行防护,当采用当板或有开口的防护罩防护时,其开口量与危险点的距离的关系应符合第4.9条的规定。
   6.1.3 主运动与进给运动分离的机动进给机床,除调整必要外,均应确保主运动的接通不迟于进给运动:进给运动的停止不迟于主运动的停止。
   6.2 手动进给
   6.2.1 用手推动的移动工作台,其空载操纵力不得超过25N,且必须采用防止脱落的措施。
   6.2.2 手推工件进给的机床,应设有可靠坚固的导向板,导向板的长度和宽度必须能保证工件的安全进给。
   6.2.3 手推工件进给的机床应酌情配有安全进给附件,例如进给推棒、推块、联合、联合夹具等,以保护操作者的安全。
   6.2.4 进给推棒和推块应用硬杂木制造,沿其纵向的木纹应是直纹,必须能承受工件进给所需的压力,推棒的柄部不得做成弯形。
   6.2.5 进给夹具应能可靠地夹紧工件,并能使操作者的手与刀具保持有安全距离。夹具上应设有固定牢靠、强度足够的手握操作件(例如手柄)。
   6.2.6 安全进给附件结构安全的其他要求还应符合各类木工机床结构安全标准的规定。
   6.3 止逆器
   6.3.1 在有工件回弹危险的机床上,例如单面木工压刨床,必须装有止逆器。
   6.3.2 止逆器应动作灵活、工作可靠,必须在机床切削宽度和切削深度全范围上均能防止工件回弹。
   6.3.3 止逆器的累计工作宽度应不小于机床的最大切削宽度,或机床进给执行件(如进给辊、进给链板等) 的工作宽度。各止逆器之间的间隙应能防止窄木条通过,其最低下垂点应在同一平面上。
   6.3.4 止逆器必须有足够的刚度、强度和抗冲击能力。当止逆器做成爪形,以嵌入工件表面的形式防止工件回弹时,其楔角应取30°-40°,爪部必须锐利、耐磨。
   6.3.5 机床上必须有防止止逆器超程反转的结构。
   6.3.6 止逆器必须是常闭式结构。启闭止逆器的操纵机构上必须有可靠的定位器。偶然开启上逆机构有很高危险性的机床,止逆机构的开启操纵必须与机床的进给操纵联锁,确保止逆机构一旦开启,机床进给立即自动停止,止逆机构未闭合时,机床时给不能接通。
  7 装夹和制动装置的要求
   7.1 具有机动夹紧装置的机床,当不夹紧加工会造成危险时,工作过程的接通必须与工件夹紧过程联锁。确保工件未夹紧前机床不能起动;机床工作时,夹紧装置不能松开。
   7.2 紧固工件和刀具用的机动装置,在加工过程中突然停止供电以及气压和液压传动装置的压力下降时,应能可靠地夹持工件和刀具。否则应设置自动退刀、断开进给和主传动和各种联锁装置。
   7.3 刀具的夹持装置必须能可靠夹持刀具,确保在工作时刀具不会松动和飞出。可换的刀体应作出许用最大速度的标记,旋转刀头和刀轴应进行动平衡,刀体及刀具紧固等安全还应符合木工机用刀具安全标准和各类木工机床结构安全标准的规定。
   7.4 磁力夹紧装置必须可靠地吸住导磁性材料的工件。
   7.5 切断动力后主轴惯性运动会造成危险的机床应设有可靠、有效的制动装置,其制动持续时间应符合有关标准的规定。
   7.6 安装、调整刀具时,可能引起转动而造成伤害的机床主轴, 必须装有止动装置,该装置应与机床控制系统联锁。若难以实现联锁,则应在靠近操纵面板部位固定的警告标牌。
  8 维修、润滑、运输、装载等对结构的要求
   8.1 机床的设计应尽量使得不需拆卸安全防护装置即能进行机床的调整、润滑和日常保养。
   8.2 难以实现手工润滑或危险区内工作期间需要润滑的部件,应能实现自动润滑。
   8.3 重量大于12kg 抓取不方便的机床零件和单独装配的部件,应设置有手柄、吊钩、吊孔、凸耳、吊环螺钉用孔等起吊设施,其布局应考虑零、部件的重心位置。
   8.4 在整体或分部运输的机床上应设置吊孔、吊钩和挂绳的凸台等,以确保安全装载、挪位和安置。
   8.5 机床包装的安全要求应符合ZB J50 014和ZB J50 017的有关规定。
   8.6 机床工作台面离地高度应符合表5的规定(台式机床除外)。
   表5 mm
  

  注:1) 在后工作台面上测量。
   2) 工作台高度可调时,按是小高度计算。
   3) 在平刨工作台上测量。
  9 操作台和梯子
   9.1 当机床需要在离地2m以上高度操作或经常进行调整时,应设有平台及通向平台的梯子和防护栏杆等相应的装置。
   9.2 梯子、平台和防护栏杆应分别符合GB 4053.1、GB 4053.2、GB 4053.3、GB 4053.4等标准的有关规定。
  10 吸尘与排屑
   10.1 工作时会产生大量木屑的机床,应设置有效的排屑口。
   10.2 配有单独吸尘装置的机床,工作时在操作者周围的粉尘浓度值应符合表6的规定。
  表6 mg/m2
  

   10.3 切削木材的机床粉尘浓度测定方
  法按附录B(补充件)的规定;切削金属的木工辅机粉尘浓度测定方法按ZB J50 005的规定。
   10.4 工作区产生的粉尘浓度超过 表6 规定的机床必须设置合理有效的吸尘罩或吸尘口,并在机床使用说明书中表明风压、风量参数的要求,以确保机床工作区的粉尘浓度符合表6的规定。
   10.5 吸尘罩的设计和制造应考虑防火、防瀑,若具有吸尘和防护刀具的双重作用,还应符合第4章的有关规定。
   10.6 若因结构和工艺原因,不能满足10.1条和10.4条的规定,则应在机床说明书中说明木屑和粉尘的排除方法。
   10.7 各类机床应根据本标准的要求,进一步规定其粉尘浓度限值。粉尘浓度超过表6限值的机床,如果与国际同类型产品的最佳成就相符,则允许规定超过表6规定的粉尘浓度限值。但应附有下列资料:
    a. 按本标准规定的测量方法对有代表性机床进行粉尘浓度测量的结果;
    b. 国外生产的同类最佳机床粉尘浓度值;
    c. 为降低粉尘浓度,采取措施的分析
    d. 把粉尘浓度降低到表6规定应采取的措施计划。
  11 噪声与振动
   11.1 机床上应尽量采取降噪、减振措施,以降低机床的噪声和振动。在机床设计阶段就应考虑应降噪措施推荐于附录D(参考件)。在空运转条件下,机床的噪声最大声压级不得超过表7和各类木工机床结构安全标准的规定。测量方法按ZB J65 015的规定。
  表7
  

   11.2 具体机床的标准中,应根据本标准规定,进一步规定其噪声限值,超过表7规定的噪声限值的机床,若与国际同类型产品最佳成就相符,则在该机床的标准中,允许规定超过表7规定的噪声限值。但是,应附有下列资料:
    a. 按ZB J65 015对有代表性的机床进行噪声测量的结果;
    b. 国外生产的同类最佳机床的噪声数值;
    c. 对机床降噪所采取的措施的分析;
    d. 把噪声降低到本标准表7规定应采取的措施计划。
   11.3 应在机床的合格证和使用说明书中写明机床噪声最大声压级(A网络)的数值。
   11.4 机床振动应符合有关标准。
  12 安全色和安全标志
   12.1 机床及机床附件的注油位置和润滑点应有红色标志。供油开关、排气、排油的喷头、放油塞等应与主机的颜色不同。
   12.2 运动的部件或附件,在工作时超出基础件较多且移动速度大于9m/min时,其端部应按 GB 2893 涂以成45°斜度,同样宽度的黄、黑相间的线条、线条宽度为20-50mm。当端面高度低于700mm时,允许全部涂成黄色,端面高度大于等于150mm时,允许在其周边涂成黄色线条,线条宽度为20-30mm。
   12.3 机床上使用的安全色和安全标志应附合GB 2893和GB 2894的规定。
  附 录 A
  木工机床运动的操作方向
  (补充件)
   A1 手柄操作
   A1.1 运动件作直线运动
    手柄两极限位置的连接线应大致平行于运动件的移动轨迹,手柄的操作方向应与运动件的运动方向一致。
   A1.2 运动件作回转运动
    手柄的回转平面应与运动件的回转平面相平行,手柄的操作方向应与运动件的回转方向一致。
  A2 手轮操作
   A2.1 运动件作直线运动
    顺时针转动手轮(操作者面对手轮轴端)时,运动件的运动方向应为向右、离开(离开操作者)和向上。
   A2.2 运动件作回转运动
    顺时针转动手轮(操作者面对手轮轴)时,运动件应作顺时针方向回转。
   A2.3 运动件作径向运动
    顺时针转动手轮(操作者面对手轮轴或扳手)时,运动件应向中心方向。
  附 录 B
  木工机床粉尘浓度的测定方法
  (补充件)
  B1 测量仪器
   B1.1 测量机床粉尘浓度应采用经过产品检验合格的粉尘采样品。
   B1.2 采样器上使用的采样头、滤膜应符合有关标准的规定。
   B1.3 符合精度要求的秒表或相当于秒表的计时器。
  B2 测量条件
   B2.1 测量机床粉尘浓度时,其周围产生粉尘的其他机床应停止工作。
   B2.2 机床粉尘浓度的测量,应在工人工作时进行,有吸尘装置的机床,吸尘装置应处于工作状态。
   B2.3 机床应按设计规定的切削规范进行切削试验,试件用硬杂木,含水率为15%以下,进给速度用中等机动或手动进给速度。
   B2.4 机床切削试件的切削深度(宽度或高度)为设计规定的最大切削深度(宽度或高度的)的1/3。
  B3 测量方法
   B3.1 测量时,采样头应面向机床产生粉尘的粉尘源,并保持与水平面平行。
   B3.2 采样头距离地面高度为1.4-1.5m。
   B3.3 采样头应安放在工人经常操作的位置。距离粉尘源为0.5m,当不能在0.5m位置测量时,应使采样头安放在尽量接近粉尘源的位置处。
   B3.4 机床上有若干操作位置时,每个操作位置都应进行测量并取其中最大值作为该机床的粉尘浓度值。
   B3.5 采集在滤膜上的粉尘重量应为1-10mg,称重应在万分之一的精密天平上进行。
   B3.6 采样时的抽气量应为15-30L/min。
  B4 数据处理
   B4.1 机床粉尘浓度值按下式进行计算:
     N=(M2-M1)×100/Q·T
  式中:N——粉尘浓度值,mg/m3;
   M1——采样前滤膜重量,mg;
   M2——采样后滤膜重量,mg;
   Q——采样的抽气流量,L/min;
   T——采样时间,min。
  B5 测量记录表
   B5.1 机床粉尘浓度测量记录表格按下表规定的格式填写:
  木工机床粉尘浓度测量记录表
  

  测量日期:             测量者:(签字)
  附 录 C
  木工机床的机械危险部分
  (参考件)
  C1 回转运动的危险部分
   C1.1 单纯回转运动部分
    a. 轴类零件包括联轴节、主轴、夹头、丝杆等。
    b. 回转件上的突出物和开口。例如轴上突出的键、调整螺钉或销、链轮、齿轮、回转动动的轮幅、轮幅之间或幅板中的开口、手轮上的手柄等。
    c. 回转刀具。包括圆锯片、镂铣刀、单轴铣床上的铣刀、磨光机的砂盘或砂辊、刨床和开榫机上的刀具等。
   C1.2 进入啮合的部位
    a. 转向相反的两回转件之间的夹口。例如齿轮副、平行设置转向相反的两辊之间的夹口等。
    b. 旋转件与相应的切向运动件之间的夹口。例如皮带与皮带轮、链条与链轮、齿条与齿轮、输送带与带轮、进给辊与被送进的工件。
    c. 回转件与固定件之间的夹口。例如有辐条的手轮或飞轮与机身、回转刀具与有开口的防护罩等。
  C2 往复运动或滑动部分
   C2.1 往复运动件或滑动件与固定件的组合部分。
    在这种运动中,运动件通常是由导轨支承。当运动件(往复运动或滑动)接近或通过固定件时,产生了危险点。例如木工锯条开齿机的冲头与底模、机床零件的横向运动、移动工作台与床身、剪切机的刀片等。
   C2.2 单纯的滑动部分
    这方面的危险主要是由零件自身固有的特征决定的。例如木工带锯条上的锯齿、带式磨光机砂带上的磨粒、皮带上凸出的连接接头和快速运动的皮带。
  C3 回转运动与滑动的组合部分
  例如某些凸轮机构、连杆与回转轮之间的夹口等。
  C5 与加工中的工件相接触
    在一些机床上,与加工中的工件接触引起的伤害。例如在车床上,被回转中的棒料缠住而造成伤害。另外,是人体被工件牵连着与机床的危险零件相接触造成伤害。例如,在进给辊进给工件的机床上,人手被工件牵入进给辊与工件之间的夹口。
  C6 机床上的零件或刀具飞出的危险
    机床上零件飞出会造成伤害。例如,木工铣床和木工刨床上未夹紧的刀片、锯机上断裂的锯条、磨锯机上砂轮破裂的碎片等。
  C7 材料飞出的危险
    有些机床在加工过程中,可能产生材料在足够力的作用下飞出造成伤害。例如,在没有设置止逆器的多锯片木工圆锯机上,工件的回弹伤人、排悄不当的机床上飞出的木屑等。
  附 录 D
  木工机床降噪措施的建议
  (参考件)
   D1 机床的设计阶段推荐考虑下列降噪措施:
   D1.1 改进刀具。例如改进圆锯片的齿形和结构;木工刨床上采用螺旋刨刀片或分段刀体。
   D1.2 圆锯片上采用阻尼措施。
   D1.3 改进气流特性。例如,在木工平刨床的唇板上打孔或开梳状槽。
   D1.4 选择最佳的吸尘装置,降低空气气动和噪声。
   D1.5 零部件的减振和隔振。
   D1.6 对工件的减振和隔振。
   D1.7 在条件允许的情况下,降低主轴转速和进给速度。
   D1.8 采用涂覆层、吸声、隔声罩。
   D1.9 提高圆锯片、刨刀轴及各种旋转体的平衡精度。
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