Adattato dalla 3a edizione, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Il ruolo importante svolto dai torni nelle officine di lavorazione dei metalli è illustrato al meglio dal fatto che il 90-95% dei trucioli (trucioli metallici) prodotti nell'industria delle valvole e dei raccordi proviene dai torni. Circa un decimo degli infortuni denunciati in questo settore sono dovuti ai torni; ciò corrisponde a un terzo di tutti gli incidenti meccanici. Secondo uno studio sulla frequenza relativa degli infortuni per unità di macchina effettuato in uno stabilimento di produzione di minuteria di precisione e apparecchiature elettriche, i torni sono al quinto posto dopo le macchine per la lavorazione del legno, le seghe per il taglio dei metalli, le presse e le foratrici. La necessità di misure protettive sui torni è quindi fuor di dubbio.

La tornitura è un processo meccanico in cui il diametro del materiale viene ridotto da un utensile con un tagliente speciale. Il movimento di taglio è prodotto dalla rotazione del pezzo, mentre i movimenti di avanzamento e traslazione sono prodotti dall'utensile. Variando questi tre movimenti di base, e anche scegliendo la geometria e il materiale del tagliente dell'utensile appropriato, è possibile influenzare la velocità di asportazione del materiale, la qualità della superficie, la forma del truciolo formato e l'usura dell'utensile.

Struttura dei torni

Un tipico tornio è costituito da:

• un letto o una base con guide di scorrimento lavorate per la sella e la contropunta
• una paletta montata sul letto, con il fuso e il mandrino
• un riduttore di avanzamento fissato alla parte anteriore del letto per trasmettere il movimento di avanzamento in funzione della velocità di taglio attraverso la vite di comando o l'albero di avanzamento e il grembiule alla sella
• una sella (o carrello) che porta la slitta trasversale che esegue il movimento di traslazione
• un portautensili montato sulla slitta trasversale (vedi figura 1).

Figura 1. Torni e macchine simili

Questo modello base di tornio può essere variato all'infinito, dalla macchina universale al tornio automatico speciale progettato per un solo tipo di lavorazione.

I tipi più importanti di tornio sono i seguenti:

• Tornio centrale. Questo è il tornio più utilizzato. Corrisponde al modello base con asse di rotazione orizzontale. Il lavoro è tenuto tra i centri, da un frontalino o in un mandrino.
• Tornio multiutensile. Ciò consente di utilizzare più strumenti contemporaneamente.
• Tornio a torretta, tornio a cabestano. Macchine di questo tipo consentono di lavorare un pezzo con più utensili che vengono impegnati uno dopo l'altro. Gli utensili sono trattenuti nella torretta, che ruota per portarli in posizione di taglio. Le torrette sono generalmente del tipo a disco oa corona, ma esistono anche torni a torretta a tamburo.
• Torni a copiare. La forma desiderata viene trasmessa dal controllo del tracciante da un modello all'opera.
• Tornio automatico. Le varie operazioni, compreso il cambio dell'opera, sono automatizzate. Ci sono automatici a barra e automatici a mandrino.
• Tornio verticale (alesatore e tornio). L'opera ruota attorno ad un asse verticale; è fissato a un tavolo girevole orizzontale. Questo tipo di macchina è generalmente utilizzato per la lavorazione di fusioni e forgiati di grandi dimensioni.
• Torni a controllo numerico e CNC. Tutte le suddette macchine possono essere dotate di sistema a controllo numerico (NC) oa controllo numerico assistito da computer (CNC). Il risultato è una macchina semiautomatica o completamente automatizzata che può essere utilizzata in modo piuttosto universale, grazie alla grande versatilità e alla facile programmabilità del sistema di controllo.

Lo sviluppo futuro del tornio si concentrerà probabilmente sui sistemi di controllo. I controlli di contatto saranno sempre più sostituiti da sistemi di controllo elettronici. Per quanto riguarda quest'ultimo, c'è una tendenza nell'evoluzione da controlli programmati per interpolazione a controlli programmati da memoria. È prevedibile che nel lungo periodo l'utilizzo di computer di processo sempre più efficienti tenderà ad ottimizzare il processo di lavorazione.

incidenti

Gli incidenti al tornio sono generalmente causati da:

• inosservanza delle norme di sicurezza quando le macchine sono installate in officine (es. spazio insufficiente tra le macchine, mancanza di sezionatore di alimentazione per ogni macchina)
• protezioni mancanti o assenza di dispositivi ausiliari (lesioni gravi sono state causate agli operai che hanno cercato di frenare il mandrino dei loro torni premendo una mano contro pulegge delle cinghie non protette e agli operatori che hanno inavvertitamente azionato leve o pedali della frizione non protetti; lesioni dovute a si sono verificati anche trucioli volanti a causa dell'assenza di coperchi incernierati o scorrevoli)
• elementi di comando posizionati in modo inadeguato (ad esempio, la mano di un tornitore può essere trafitta dal centro della contropunta se il pedale che controlla il mandrino viene scambiato per quello che controlla il circuito idraulico del movimento del centro della contropunta)
• condizioni di lavoro sfavorevoli (vale a dire, carenze dal punto di vista della fisiologia occupazionale)
• mancanza di DPI o abbigliamento da lavoro non idoneo (lesioni gravi e anche mortali sono state causate a tornitori che indossavano abiti larghi o avevano i capelli lunghi e sciolti)
• istruzione insufficiente del personale (un apprendista è stato ferito a morte quando ha limato un albero corto che era fissato tra i centri e fatto ruotare da un portante a gomito sul naso del mandrino e da uno dritto sull'albero; il portante del tornio gli ha afferrato la manica sinistra, che era avvolto attorno al pezzo, trascinando violentemente l'apprendista nel tornio)
• cattiva organizzazione del lavoro che ha portato all'uso di attrezzature inadeguate (ad esempio, una barra lunga è stata lavorata su un tornio di produzione convenzionale; era troppo lunga per questo tornio e sporgeva oltre 1 m oltre la paletta; inoltre, l'apertura del mandrino era troppo grande per la barra ed è stato realizzato inserendo cunei di legno; quando il mandrino del tornio ha iniziato a ruotare, l'estremità libera della barra si è piegata di 45° e ha colpito la testa dell'operatore; l'operatore è morto nella notte successiva)
• elementi della macchina difettosi (ad esempio, un perno portante allentato in una frizione può causare l'avvio della rotazione del mandrino del tornio mentre l'operatore sta regolando un pezzo nel mandrino).

Prevenzione degli incidenti

La prevenzione degli incidenti al tornio inizia in fase di progettazione. I progettisti dovrebbero prestare particolare attenzione agli elementi di controllo e trasmissione.

Elementi di controllo

Ogni tornio deve essere dotato di un interruttore di disconnessione (o sezionamento) dell'alimentazione in modo che i lavori di manutenzione e riparazione possano essere eseguiti in sicurezza. Questo interruttore deve scollegare la corrente su tutti i poli, interrompere in modo affidabile l'alimentazione pneumatica e idraulica e sfiatare i circuiti. Sulle macchine di grandi dimensioni, l'interruttore di disconnessione dovrebbe essere progettato in modo tale da poter essere bloccato con un lucchetto nella sua posizione esterna, una misura di sicurezza contro la riconnessione accidentale.

La disposizione dei comandi della macchina deve essere tale che l'operatore possa facilmente distinguerli e raggiungerli e che la loro manipolazione non presenti alcun pericolo. Ciò significa che i comandi non devono mai essere disposti in punti raggiungibili solo passando la mano sulla zona di lavoro della macchina o dove possono essere colpiti da schegge volanti.

Gli interruttori che monitorano le protezioni e le interbloccano con l'azionamento della macchina devono essere scelti e installati in modo tale da aprire positivamente il circuito non appena la protezione viene spostata dalla sua posizione di protezione.

I dispositivi di arresto di emergenza devono provocare l'arresto immediato del movimento pericoloso. Devono essere progettati e posizionati in modo tale da poter essere agevolmente azionati dal lavoratore minacciato. I pulsanti di arresto di emergenza devono essere facilmente raggiungibili e devono essere in rosso.

Gli elementi di azionamento degli apparecchi di comando che possono far scattare un movimento pericoloso della macchina devono essere protetti in modo da escludere qualsiasi manovra involontaria. Ad esempio, le leve di innesto della frizione sulla paletta e sul grembiule dovrebbero essere dotate di dispositivi o schermi di bloccaggio di sicurezza. Un pulsante può essere messo in sicurezza alloggiandolo in un vano o avvolgendolo con un collare di protezione.

I comandi manuali devono essere progettati e posizionati in modo tale che il movimento della mano corrisponda al movimento controllato della macchina.

I controlli dovrebbero essere identificati con segni facilmente leggibili e comprensibili. Per evitare fraintendimenti e difficoltà linguistiche, si consiglia l'uso di simboli.

Elementi di trasmissione

Tutti gli organi di trasmissione in movimento (cinghie, pulegge, ingranaggi) devono essere coperti da protezioni. Un importante contributo alla prevenzione degli infortuni al tornio può essere dato dai responsabili dell'installazione della macchina. I torni dovrebbero essere installati in modo che gli operatori che li assistono non si ostacolino o si mettano in pericolo a vicenda. Gli operatori non devono voltare le spalle ai passaggi. Gli schermi protettivi devono essere installati dove i luoghi di lavoro o i passaggi vicini si trovano all'interno della portata dei trucioli volanti.

I passaggi devono essere chiaramente contrassegnati. Dovrebbe essere lasciato spazio sufficiente per le attrezzature per la movimentazione dei materiali, per impilare i pezzi e per le cassette degli attrezzi. Le guide della barra non devono sporgere nei passaggi.

Il pavimento su cui si trova l'operatore deve essere isolato dal freddo. Bisogna fare attenzione che l'isolante non costituisca ostacolo d'inciampo e che il pavimento non diventi scivoloso anche se ricoperto da un velo d'olio.

Le condutture e le tubazioni devono essere installate in modo tale da non diventare ostacoli. Le installazioni temporanee dovrebbero essere evitate.

Le misure tecniche di sicurezza in officina dovrebbero essere indirizzate in particolare ai seguenti punti:

• i dispositivi di tenuta del pezzo (piastre frontali, mandrini, pinze) devono essere bilanciati dinamicamente prima dell'uso
• la velocità massima consentita di un mandrino deve essere indicata sul mandrino dal produttore e rispettata dall'operatore del tornio
• quando si utilizzano mandrini a spirale, è necessario assicurarsi che le ganasce non possano essere estratte all'avvio del tornio
• mandrini di questo tipo dovrebbero essere progettati in modo tale che la chiave non possa essere rimossa prima che le ganasce siano state fissate. Le chiavi del mandrino in generale dovrebbero essere progettate in modo tale che sia impossibile lasciarle nel mandrino.

È importante prevedere attrezzature di sollevamento ausiliarie per facilitare il montaggio e la rimozione di mandrini e piastre frontali pesanti. Per evitare che i mandrini fuoriescano dal mandrino quando il tornio viene improvvisamente frenato, devono essere fissati saldamente. Ciò può essere ottenuto inserendo un dado di fissaggio con filettatura sinistrorsa sul naso del mandrino, utilizzando un innesto rapido “Camlock”, dotando il mandrino di una chiave di bloccaggio o fissandolo con un anello di bloccaggio in due parti.

Quando si utilizzano attrezzature motorizzate di bloccaggio del pezzo, come mandrini, pinze e contropunte ad azionamento idraulico, è necessario adottare misure che rendano impossibile l'introduzione delle mani nella zona di pericolo delle attrezzature di chiusura. Ciò può essere ottenuto limitando la corsa dell'elemento di bloccaggio a 6 mm, scegliendo la posizione dei comandi di uomo presente in modo da escludere l'introduzione delle mani nella zona pericolosa o prevedendo una protezione mobile che deve essere chiusa prima del bloccaggio il movimento può essere avviato.

Se l'avviamento del tornio con le griffe del mandrino aperte presenta un pericolo, è opportuno dotare la macchina di un dispositivo che impedisca l'avvio della rotazione del mandrino prima della chiusura delle griffe. L'assenza di alimentazione non deve provocare l'apertura o la chiusura di un'attrezzatura portapezzi motorizzata.

Se la forza di presa di un autocentrante diminuisce, la rotazione del mandrino deve essere arrestata e deve essere impossibile avviare il mandrino. L'inversione della direzione di presa dall'interno verso l'esterno (o viceversa) durante la rotazione del mandrino non deve provocare lo spostamento del mandrino dal mandrino. La rimozione dei dispositivi di fissaggio dal mandrino dovrebbe essere possibile solo quando il mandrino ha cessato di ruotare.

Quando si lavora il grezzo da barra, la parte sporgente oltre il tornio deve essere racchiusa da guide per il grezzo. I pesi di alimentazione della barra devono essere protetti da coperture incernierate che si estendono fino al pavimento.

I vettori

Per evitare incidenti gravi, in particolare durante la limatura di lavori su un tornio, non devono essere utilizzati supporti non protetti. Dovrebbe essere utilizzato un supporto di sicurezza di centraggio o un collare protettivo dovrebbe essere montato su un supporto convenzionale. È anche possibile utilizzare supporti autobloccanti o dotare il disco portante di una copertura protettiva.

Zona di lavoro del tornio

I mandrini universali per tornio devono essere protetti da coperchi incernierati. Se possibile, le coperture protettive dovrebbero essere interbloccate con i circuiti di azionamento del mandrino. I mulini per alesatura e tornitura verticali devono essere recintati con barre o piastre per evitare lesioni causate dalle parti rotanti. Per consentire all'operatore di assistere al processo di lavorazione in sicurezza, devono essere fornite piattaforme con ringhiere. In alcuni casi, è possibile installare telecamere TV in modo che l'operatore possa monitorare il bordo dell'utensile e l'avanzamento dell'utensile.

Le zone di lavoro di torni automatici, torni NC e CNC devono essere completamente chiuse. Gli involucri di macchine completamente automatiche dovrebbero avere solo aperture attraverso le quali viene introdotto il grezzo da lavorare, il pezzo tornito espulso e il truciolo rimosso dalla zona di lavoro. Queste aperture non devono costituire un pericolo quando il lavoro le attraversa e deve essere impossibile raggiungere attraverso di esse la zona pericolosa.

Le zone di lavoro dei torni semiautomatici, CN e CNC devono essere racchiuse durante il processo di lavorazione. Le custodie sono generalmente coperchi scorrevoli con finecorsa e circuito di interblocco.

Le operazioni che richiedono l'accesso alla zona di lavoro, come cambio di lavoro o utensili, calibratura e così via, non devono essere eseguite prima che il tornio sia stato arrestato in sicurezza. L'azzeramento di un azionamento a velocità variabile non è considerato un arresto sicuro. Le macchine con tali azionamenti devono avere coperture protettive bloccate che non possono essere sbloccate prima che la macchina venga arrestata in sicurezza (ad esempio, interrompendo l'alimentazione del motore del mandrino).

Se sono richieste operazioni speciali di impostazione degli utensili, è necessario prevedere un comando a impulsi che consenta di attivare determinati movimenti della macchina mentre il coperchio di protezione è aperto. In tali casi, l'operatore può essere protetto da schemi circuitali speciali (ad esempio, consentendo l'attivazione di un solo movimento alla volta). Ciò può essere ottenuto utilizzando i comandi a due mani.

Trucioli rotanti

I trucioli lunghi che girano sono pericolosi perché possono impigliarsi in braccia e gambe e causare gravi lesioni. I trucioli continui e sfilacciati possono essere evitati scegliendo velocità di taglio, avanzamenti e spessori del truciolo adeguati o utilizzando utensili da tornio con rompitruciolo del tipo a gola oa gradino. Per la rimozione dei trucioli devono essere utilizzati ganci per trucioli con manico e fibbia.

Ergonomia

Ogni macchina dovrebbe essere progettata in modo da consentire di ottenere il massimo rendimento con il minimo sforzo per l'operatore. Ciò può essere ottenuto adattando la macchina al lavoratore.

I fattori ergonomici devono essere presi in considerazione quando si progetta l'interfaccia uomo-macchina di un tornio. La progettazione razionale del posto di lavoro include anche la fornitura di attrezzature di movimentazione ausiliarie, come attrezzature di carico e scarico.

Tutti i comandi devono trovarsi all'interno della sfera fisiologica o alla portata di entrambe le mani. I controlli devono essere chiaramente definiti e devono essere logici da utilizzare. I comandi a pedale dovrebbero essere evitati nelle macchine gestite da operatori in piedi.

L'esperienza ha dimostrato che un buon lavoro viene svolto quando il posto di lavoro è progettato per posizioni sia in piedi che seduti. Se l'operatore deve lavorare in piedi, dovrebbe avere la possibilità di cambiare postura. I sedili flessibili sono in molti casi un gradito sollievo per gambe e piedi tesi.

Dovrebbero essere prese misure per creare un comfort termico ottimale, tenendo conto della temperatura dell'aria, dell'umidità relativa, del movimento dell'aria e del calore radiante. L'officina deve essere adeguatamente ventilata. Dovrebbero essere presenti dispositivi di scarico locali per eliminare le emanazioni gassose. Durante la lavorazione di semilavorati da barra, è necessario utilizzare tubi guida rivestiti in materiale fonoassorbente.

Il posto di lavoro dovrebbe essere preferibilmente dotato di un'illuminazione uniforme, che offra un livello di illuminazione adeguato.

Abbigliamento da lavoro e protezione personale

Le tute devono essere aderenti e abbottonate o con zip fino al collo. Dovrebbero essere senza tasche sul petto e le maniche devono essere ben abbottonate ai polsi. Le cinture non devono essere indossate. Non indossare anelli e braccialetti quando si lavora sui torni. L'uso di occhiali di sicurezza dovrebbe essere obbligatorio. Quando si lavorano pezzi pesanti, è necessario indossare scarpe antinfortunistiche con puntale in acciaio. Guanti protettivi devono essere indossati durante la raccolta dei trucioli.

Training

La sicurezza dell'operatore del tornio dipende in larga misura dai metodi di lavoro. È quindi importante che riceva una formazione teorica e pratica approfondita per acquisire competenze e sviluppare un comportamento che offra le migliori tutele possibili. La corretta postura, i movimenti corretti, la corretta scelta e manipolazione degli strumenti dovrebbero diventare routine a tal punto che l'operatore lavora correttamente anche se la sua concentrazione è temporaneamente rilassata.

Punti importanti in un programma di formazione sono una postura eretta, il corretto montaggio e smontaggio del mandrino e il fissaggio accurato e sicuro dei pezzi. La corretta tenuta di lime e raschietti e il lavoro sicuro con tela abrasiva devono essere praticati intensamente.

I lavoratori devono essere ben informati sui rischi di lesioni che possono essere causati durante la misurazione del lavoro, il controllo delle regolazioni e la pulizia dei torni.

Assistenza

I torni devono essere regolarmente mantenuti e lubrificati. I difetti devono essere corretti immediatamente. Se è in gioco la sicurezza in caso di guasto, la macchina deve essere messa fuori servizio fino a quando non sono state prese misure correttive.

I lavori di riparazione e manutenzione devono essere eseguiti solo dopo che la macchina è stata isolata dall'alimentazione

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