星期三,三月16 2011 21:58

研磨和拋光

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改編自第3版, 職業健康與安全百科全書.

磨削通常涉及使用固結磨料來磨掉工件的一部分。 目的是賦予工件一定的形狀、修正其尺寸、增加表面的光滑度或提高切削刃的鋒利度。 示例包括從鑄造鑄件中去除澆口和粗糙邊緣,在鍛造或​​焊接之前去除金屬表面氧化皮,以及在鈑金和機械車間中去除零件的毛刺。 拋光用於去除表面缺陷,例如工具痕跡。 拋光不會去除金屬,而是使用混合在蠟或油脂基中的軟磨料來產生高光澤表面。

磨削是所有加工方法中最全面和多樣化的,可用於多種材料——主要是鋼鐵,但也有其他金屬、木材、塑料、石材、玻璃、陶器等。 該術語涵蓋了生產非常光滑和有光澤的表面的其他方法,例如拋光、珩磨、打磨和研磨。

使用的工具有大小不一的輪子、磨段、磨尖、磨刀石、銼刀、拋光輪、皮帶、圓盤等。 在砂輪等中,磨料通過粘合劑結合在一起,形成一個剛性的、通常是多孔的物體。 在砂帶的情況下,粘合劑將磨料固定在柔性基材上。 拋光輪由縫合在一起的棉布或其他織物製成。

天然磨料——天然剛玉或金剛砂(氧化鋁)、金剛石、砂岩、火石和石榴石——已在很大程度上被包括氧化鋁(熔融氧化鋁)、碳化矽(金剛砂)和合成金剛石在內的人造磨料所取代。 還使用許多細粒材料,例如白堊、浮石、tripoli、錫膩子和氧化鐵,特別是用於拋光和拋光。

氧化鋁在砂輪中應用最廣泛,其次是碳化矽。 天然和人造鑽石用於重要的特殊應用。 氧化鋁、碳化矽、金剛砂、石榴石和火石用於研磨和拋光帶。

砂輪中使用有機和無機結合劑。 無機鍵的主要類型是玻璃化矽酸鹽和菱鎂礦。 值得注意的有機粘合劑有酚醛樹脂或脲醛樹脂、橡膠和蟲膠。 玻璃化粘合劑和酚醛樹脂在各自的組別中完全占主導地位。 金剛石砂輪也可以採用金屬結合劑。 不同的粘合劑賦予砂輪不同的研磨特性,以及不同的安全特性。

研磨和拋光帶和圓盤由紙質或織物製成的柔性基體組成,磨料通過天然或合成粘合劑粘合到基體上。

不同的機器用於不同類型的操作,例如平面磨削、外圓(包括無心)磨削、內圓磨削、粗磨削和切削。 兩種主要類型是:手動移動磨床或工件的類型,以及帶有機械進給和卡盤的機器。 常見的設備類型有:平面磨床; 基座式研磨機、拋光機和緩衝器; 圓盤研磨機和拋光機; 內圓磨床; 磨料切割機; 皮帶拋光機; 便攜式研磨機、拋光機和緩衝器; 以及多個拋光器和緩衝器。

危害及其預防

爆破

使用砂輪的主要傷害風險是砂輪在打磨過程中可能會爆裂。 通常,砂輪以高速運轉。 存在速度不斷提高的趨勢。 大多數工業化國家都有規定限制各種類型的砂輪可以運行的最大速度。

根本的保護措施是使砂輪盡可能堅固; 粘合劑的性質是最重要的。 具有有機結合劑的車輪,特別是酚醛樹脂,比具有無機結合劑的車輪更堅韌並且更耐衝擊。 具有有機結合劑的砂輪可能允許較高的圓周速度。

特別是非常高速的車輪通常包含各種類型的增強材料。 例如,某些杯形輪裝有鋼製輪轂以增加其強度。 在旋轉過程中,主要應力圍繞中心孔產生。 為了加強砂輪,中心孔周圍不參與磨削的部分因此可以由不適合磨削的特別堅固的材料製成。 具有以這種方式加強的中心部分的大輪特別被鋼鐵廠用於以高達80m/s的速度磨削板坯、鋼坯等。

然而,最常用的加固砂輪的方法是在其結構中加入玻璃纖維織物。 較薄的輪子,例如那些用於切割的輪子,可以在中心或兩側加入玻璃纖維織物,而較厚的輪子則根據輪子的厚度有許多織物層。

除了一些小尺寸的砂輪外,製造商必須對所有砂輪或其中的統計抽樣進行速度測試。 在測試中,砂輪以超過磨削允許的速度運行一段時間。 測試規定因國家/地區而異,但通常車輪必須在工作速度以上 50% 的速度下進行測試。 在某些國家/地區,法規要求在中央測試機構對以高於正常速度運行的車輪進行特殊測試。 該研究所還可以從車輪上切割樣本並研究它們的物理特性。 切割輪要經過一定的衝擊試驗、彎曲試驗等。 製造商也有義務確保砂輪在交付前平衡良好。

砂輪爆裂可能對附近的任何人造成致命或非常嚴重的傷害,並對工廠或場所造成嚴重損壞。 儘管製造商採取了所有預防措施,但如果在使用時不小心,仍可能偶爾發生車輪爆裂或斷裂。 預防措施包括:

  • 處理和儲存。 車輪在運輸或搬運過程中可能會損壞或破裂。 水分可能會侵蝕酚醛樹脂車輪中的粘合劑,最終降低其強度。 陶瓷輪可能對重複的溫度變化敏感。 不規則吸收的水分可能會使車輪失去平衡。 因此,最重要的是在所有階段小心處理車輪,並將其有序地存放在乾燥和受保護的地方。
  • 檢查裂縫。 應檢查新車輪以確保其完好無損且乾燥,最簡單的方法是用木槌敲擊。 一個完美無瑕的陶瓷輪會發出清晰的鈴聲,一個有機結合的輪子會發出較少的鈴聲; 但兩者都可以與有缺陷的車輪發出的破裂聲區分開來。 如有疑問,不應使用車輪並應諮詢供應商。
  • 測試。 在新車輪投入使用之前,應在遵守適當預防措施的情況下全速進行測試。 濕磨後,砂輪應空轉以排出水; 否則水可能會聚集在車輪底部並導致不平衡,這可能會導致下次使用車輪時爆裂。
  • 安裝。 當砂輪安裝在不合適的設備上時——例如,在拋光機的主軸端——會發生事故和破損。 主軸應有足夠的直徑,但不能太大以擴大砂輪的中心孔; 法蘭應不小於車輪直徑的三分之一,並由低碳鋼或類似材料製成。
  • 速度。 在任何情況下都不得超過製造商規定的最大允許運行速度。 所有磨床都應安裝主軸轉速指示牌,砂輪應標明最大允許圓周速度和新砂輪的相應轉數。 變速打磨機必須採取特殊預防措施,並確保在便攜式打磨機中安裝具有適當允許速度的砂輪。
  • 工作休息。 在可行的情況下,應提供足夠尺寸的剛性安裝工作台。 它們應該是可調節的,並儘可能靠近輪子,以防止出現陷阱,在這種情況下,工件可能會被壓在輪子上並損壞它,或者更有可能抓住並傷害操作員的手。
  • 守護。 砂輪應配備足夠堅固的防護裝置,以容納爆裂輪的部件(見圖 1)。 一些國家對防護裝置的設計和使用的材料有詳細的規定。 一般來說,要避免使用鑄鐵和鑄鋁。 研磨口應盡可能小,並且可能需要一個可調節的鼻架。 在特殊情況下,如果工作性質不允許使用防護裝置,則可以使用特殊的保護法蘭或安全卡盤。 雙頭拋光機的主軸和錐頭,如不加以有效防護,很容易發生纏繞事故。

 

圖 1. 安裝在平面磨床上並以 33 m/s 的圓周速度運行的防護良好的陶瓷砂輪

MET060F1

眼睛受傷

在所有乾磨操作中,灰塵、磨料、顆粒和碎片是對眼睛的常見危害。 通過護目鏡或眼鏡以及機器上的固定眼罩有效保護眼睛是必不可少的; 固定眼罩在輪子間歇使用時特別有用——例如,用於工具磨削。

鎂合金的研磨俱有很高的火災風險,除非採取嚴格的預防措施防止意外著火以及去除和浸透灰塵。 所有排氣管道都需要高標準的清潔和維護,以防止火災風險並保持通風有效。 拋光操作釋放的紡織粉塵是一種火災隱患,需要良好的內務管理和 LEV。

振動

便攜式和立式打磨機存在患上手臂振動綜合症 (HAVS) 的風險,從其最明顯的跡象來看,也稱為“白指”。 建議包括限制暴露的強度和持續時間、重新設計工具、防護設備以及監測暴露和健康。

健康危害

儘管現代砂輪本身不會造成過去與砂岩砂輪相關的嚴重矽肺病危害,但高度危險的矽塵仍可能從被研磨的材料中釋放出來——例如砂鑄件。 某些樹脂粘合車輪可能包含會產生危險粉塵的填料。 此外,甲醛基樹脂在研磨過程中會釋放甲醛。 無論如何,研磨產生的粉塵量使得高效的 LEV 變得必不可少。 為便攜式輪子提供局部排氣更加困難,儘管通過使用低容量、高速捕獲系統在這個方向上取得了一些成功。 應避免長時間工作,必要時提供呼吸防護設備。 大多數砂帶打磨、精加工、拋光和類似操作也需要排氣通風。 特別是在拋光過程中,可燃紡織粉塵是一個嚴重的問題。

應提供防護服和帶淋浴的良好衛生和洗滌設施,並且需要醫療監督,尤其是對於金屬打磨工。

 

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