Адаптировано из 3-го издания, Энциклопедия охраны труда и техники безопасности.
Шлифовка обычно включает использование абразива на связке для изнашивания частей заготовки. Цель состоит в том, чтобы придать работе определенную форму, исправить ее размеры, повысить гладкость поверхности или улучшить остроту режущих кромок. Примеры включают удаление литников и шероховатостей с литейной отливки, удаление поверхностной окалины с металлов перед ковкой или сваркой, а также снятие заусенцев с деталей в цехах по обработке листового металла и механических цехах. Полировка используется для удаления дефектов поверхности, таких как следы инструмента. Полировка не удаляет металл, а использует мягкий абразив, смешанный с восковой или жировой основой, для получения блестящей поверхности.
Шлифование является наиболее всеобъемлющим и разнообразным из всех методов механической обработки и используется для обработки многих материалов, преимущественно железа и стали, но также и других металлов, дерева, пластмассы, камня, стекла, керамики и т. д. Этот термин охватывает другие методы получения очень гладких и блестящих поверхностей, такие как полировка, хонингование, точение и притирка.
В качестве инструментов используются круги разных размеров, шлифовальные сегменты, шлифовальные головки, точильные камни, напильники, полировальные круги, ремни, диски и так далее. В шлифовальных кругах и т.п. абразивный материал скрепляется связующими веществами, образуя жесткое, обычно пористое тело. В случае абразивных лент связующее удерживает абразив на гибком основном материале. Полировальные круги изготавливаются из ватных или других текстильных дисков, сшитых между собой.
Природные абразивы — природный корунд или наждак (оксиды алюминия), алмаз, песчаник, кремень и гранат — в значительной степени вытеснены искусственными абразивами, включая оксид алюминия (плавленый оксид алюминия), карбид кремния (карборунд) и синтетические алмазы. Также используется ряд мелкозернистых материалов, таких как мел, пемза, трепел, оловянная замазка и оксид железа, особенно для полировки и полировки.
Оксид алюминия наиболее широко используется в шлифовальных кругах, за ним следует карбид кремния. Природные и искусственные алмазы используются для важных специальных применений. Оксид алюминия, карбид кремния, наждак, гранат и кремень используются в шлифовальных и полировальных лентах.
В шлифовальных кругах используются как органические, так и неорганические связующие вещества. Основным типом неорганической связки являются стекловидные силикаты и магнезиты. Среди органических связующих выделяются феноло- или карбамидоформальдегидные смолы, каучук и шеллак. Застеклованные связующие вещества и фенольные смолы полностью доминируют в соответствующих группах. Алмазные шлифовальные круги также могут быть связаны металлом. Различные связующие придают кругам разные свойства шлифования, а также разные свойства в отношении безопасности.
Абразивные и полировальные ленты и диски состоят из гибкой бумажной или тканевой основы, к которой абразив приклеивается с помощью природного или синтетического клея.
Различные станки используются для различных видов операций, таких как плоское шлифование, круглое (в том числе бесцентровое) шлифование, внутреннее шлифование, черновое шлифование и резка. Два основных типа: те, где либо шлифовальный станок, либо работа перемещаются вручную, и машины с механической подачей и патронами. Общие типы оборудования включают: плоскошлифовальные машины; шлифовальные, полировальные и шлифовальные станки тумбы; дисковые шлифовальные и полировальные машины; внутренние шлифовальные машины; абразивно-отрезные станки; ленточные полировщики; переносные шлифовальные, полировальные и шлифовальные машины; и несколько полировщиков и буферов.
Опасности и их предотвращение
Ворвавшись
Основной риск травм при использовании шлифовальных кругов заключается в том, что круг может лопнуть во время шлифования. Обычно шлифовальные круги работают на высоких скоростях. Существует тенденция к постоянному увеличению скорости. В большинстве промышленно развитых стран действуют правила, ограничивающие максимальные скорости, на которых могут работать различные типы шлифовальных кругов.
Основная защитная мера состоит в том, чтобы сделать шлифовальный круг максимально прочным; природа связующего агента является наиболее важной. Колеса с органической связкой, в частности, с фенольной смолой, прочнее, чем с неорганической связкой, и более устойчивы к ударам. Для колес с органической связкой могут быть допустимы высокие окружные скорости.
В частности, очень скоростные колеса часто включают в себя различные типы усиления. Например, некоторые чашечные колеса снабжены стальными ступицами для увеличения их прочности. При вращении основное напряжение возникает вокруг центрального отверстия. Таким образом, для усиления круга участок вокруг центрального отверстия, не принимающий участия в шлифовании, может быть изготовлен из особо прочного материала, непригодного для шлифования. Большие круги с усиленным таким образом центральным сечением используются, в частности, на сталелитейных заводах для шлифования слябов, заготовок и т.п. на скоростях до 80 м/с.
Однако наиболее распространенным методом армирования шлифовальных кругов является включение в их конструкцию ткани из стекловолокна. Тонкие колеса, например те, которые используются для резки, могут включать ткань из стекловолокна в центре или с каждой стороны, в то время как более толстые колеса имеют несколько слоев ткани в зависимости от толщины колеса.
За исключением некоторых шлифовальных кругов малых размеров, либо все круги, либо их статистическая выборка должны быть подвергнуты изготовителем испытаниям на скорость. При испытаниях круги в течение определенного времени обкатываются со скоростью, превышающей разрешенную при шлифовании. Правила испытаний варьируются от страны к стране, но обычно колесо должно быть испытано на скорости, на 50% превышающей рабочую скорость. В некоторых странах правила требуют специальных испытаний колес, которые должны работать на более высоких скоростях, чем обычно, в центральном испытательном институте. Институт может также вырезать образцы из колеса и исследовать их физические свойства. Отрезные круги подвергаются определенным испытаниям на удар, изгиб и так далее. Производитель также обязан убедиться, что шлифовальный круг перед поставкой хорошо отбалансирован.
Разрыв шлифовального круга может привести к смертельному исходу или очень серьезным травмам окружающих, а также к серьезному повреждению оборудования или помещений. Несмотря на все меры предосторожности, предпринятые производителями, все же могут произойти случайные разрывы или поломки колес, если не соблюдать надлежащую осторожность при их использовании. Меры предосторожности включают:
- Обработка и хранение. Колесо может быть повреждено или треснуто во время транспортировки или погрузочно-разгрузочных работ. Влага может воздействовать на связующее вещество в колесах из фенольной смолы, что в конечном итоге снижает их прочность. Керамические круги могут быть чувствительны к повторяющимся колебаниям температуры. Неравномерно поглощаемая влага может вывести колесо из равновесия. Следовательно, очень важно, чтобы с колесами обращались осторожно на всех этапах и хранили их в надлежащем порядке в сухом и защищенном месте.
- Проверка на наличие трещин. Новое колесо следует проверить, чтобы убедиться, что оно не повреждено и сухое, проще всего постукивая деревянным молотком. Безупречный керамический круг дает чистый звон, круг на органической связке - менее звонкий тон; но любой из них можно отличить от треска неисправного колеса. В случае сомнений колесо не следует использовать и следует проконсультироваться с поставщиком.
- Тестирование. Прежде чем новое колесо будет введено в эксплуатацию, его следует испытать на полной скорости с соблюдением соответствующих мер предосторожности. После мокрой шлифовки круг должен работать на холостом ходу, чтобы удалить воду; в противном случае вода может собраться в нижней части колеса и вызвать дисбаланс, что может привести к разрыву колеса при следующем использовании.
- Монтаж. Несчастные случаи и поломки происходят при установке шлифовальных кругов на неподходящие приспособления, например на концы шпинделей шлифовальных машин. Шпиндель должен быть соответствующего диаметра, но не настолько большим, чтобы расширять центральное отверстие колеса; фланцы должны быть не менее одной трети диаметра колеса и изготовлены из мягкой стали или аналогичного материала.
- Скорость. Ни в коем случае нельзя превышать максимально допустимую рабочую скорость, указанную производителями. На всех шлифовальных станках должна быть установлена табличка с указанием скорости шпинделя, а на круге должна быть указана максимально допустимая окружная скорость и соответствующее число оборотов для нового круга. Особые меры предосторожности необходимы при работе с шлифовальными машинами с регулируемой скоростью и для обеспечения установки кругов соответствующих допустимых скоростей в переносных шлифовальных машинах.
- Рабочий отдых. Везде, где это возможно, должны быть предусмотрены жестко закрепленные рабочие упоры соответствующих размеров. Они должны быть регулируемыми и располагаться как можно ближе к колесу, чтобы предотвратить защемление, в котором изделие может быть прижато к колесу и сломать его или, что более вероятно, захватить и повредить руку оператора.
- Охрана. Абразивные круги должны быть снабжены защитными кожухами, достаточно прочными, чтобы удерживать части разрывного круга (см. рисунок 1). В некоторых странах действуют подробные правила, касающиеся конструкции ограждений и используемых материалов. Как правило, следует избегать чугуна и литого алюминия. Шлифовальное отверстие должно быть как можно меньше, и может потребоваться регулируемая насадка. В исключительных случаях, когда характер работы не позволяет использовать защитный кожух, могут использоваться специальные защитные фланцы или предохранительные патроны. Шпиндели и конические концы двусторонних полировальных машин могут стать причиной запутывания, если они не защищены должным образом.
Рис. 1. Хорошо защищенный стеклокерамический абразивный круг, установленный на плоскошлифовальном станке и работающий с окружной скоростью 33 м/с.
Травмы глаз
Пыль, абразивы, зерна и осколки представляют собой общую опасность для глаз при всех операциях сухого шлифования. Необходима эффективная защита глаз очками или очками и фиксированными щитками для глаз на машине; фиксированные щитки для глаз особенно полезны, когда круги используются с перерывами, например, для заточки инструмента.
Для пожарных
Шлифование магниевых сплавов сопряжено с высокой пожароопасностью, если не будут приняты строгие меры предосторожности против случайного воспламенения, а также при удалении и смачивании пыли. Все вытяжные воздуховоды должны соответствовать высоким стандартам чистоты и технического обслуживания, чтобы предотвратить риск возгорания, а также обеспечить эффективную работу вентиляции. Текстильная пыль, образующаяся при полировании, представляет собой пожароопасную опасность, требующую надлежащего ведения хозяйства и LEV.
вибрация
Портативные и стационарные шлифовальные машины несут риск синдрома вибрации рук (HAVS), также известного как «белый палец» из-за его наиболее заметного признака. Рекомендации включают ограничение интенсивности и продолжительности воздействия, изменение конструкции инструментов, защитного снаряжения и мониторинг воздействия и состояния здоровья.
Опасности для здоровья
Хотя современные шлифовальные круги сами по себе не создают серьезной опасности силикоза, связанной в прошлом с кругами из песчаника, очень опасная кварцевая пыль все еще может выделяться из измельчаемых материалов, например, отливок в песчаные формы. Некоторые колеса на смоляной связке могут содержать наполнители, которые создают опасную пыль. Кроме того, смолы на основе формальдегида могут выделять формальдегид во время измельчения. В любом случае, объем пыли, образующейся при шлифовании, делает необходимым эффективный LEV. Сложнее обеспечить локальную вытяжку для переносных колес, хотя некоторый успех в этом направлении был достигнут за счет использования малообъемных высокоскоростных систем улавливания. Следует избегать продолжительной работы и при необходимости использовать средства защиты органов дыхания. Вытяжная вентиляция также требуется для большинства ленточных шлифовальных, чистовых, полирующих и подобных операций. В частности, при полировке горючая текстильная пыль представляет собой серьезную проблему.
Должны быть обеспечены защитная одежда и хорошие санитарно-моечные помещения с душевыми, желательно медицинское наблюдение, особенно за шлифовальными станками по металлу.