目录一、冲压意外事件的类型……………………………………2二、冲压意外事件的普遍模式………………………………2三、冲压作业中常见致伤事件成因探讨……………6四、规避冲压设备致人伤害的方法………………………….10五、安全防护措施与辅助工具……………………………….12六、结语………………………………………………….16七、参考资料…………………………………………….17冲压设备引发伤害事件分析及规避引言:在各种机械装置导致的人身意外伤害案例里,冲压装置造成的损害程度最为严重。压延工序导致的严重伤害事件,通常在各类意外中占比接近半数。所以,针对压延机械的安全防护措施,务必加以充分关注。冲压作业引发的事故,随着设备不断升级、生产范围持续扩大,可以依据以下三种情况加以区分:第一,在模具配合处(操作位置)产生的;第二,源于压力机旋转部件或进料系统的;第三,涉及物料及设备在储存搬运环节的。第①种事故就是大家常说的挤压意外,这类事件发生的概率最高,第②和第③种意外通常能够借助完善的机器构造、定期检修以及生产区段的管理来预防,因此接下来的分析将重点放在第①种事故上。 二、挤压意外的出现模式: 根据国外的一些资料,冲压设备上发生的意外事件数量,比普通机械工业要高出两倍。冲压车间每年有百分之二十的员工会受伤,平均需要停工十二天,受伤部位中手占百分之五十,眼睛占百分之二十,脚占百分之八。目前国内没有这方面的统计信息,我认为,主要原因是对于冲压事故的发生特点没有形成一致看法,所以相关政策措施存在不统一的情况,下面介绍一份日本早期的相关资料,我认为,其中揭示的情况与我国目前的情况大致相同,具体内容如下,首先从企业规模来看,超过一半的冲压事故发生在员工人数不足50人的小型企业,其次从生产方式来看,70%属于小批量生产,再从压力机种类来看,绝大多数事故都与曲柄压力机有关联百分之七是由剪切设备造成的,在分析冲压设备吨位时发现,大约百分之七十的事故源于五十吨级及以下的小型设备,百分之十八的事故发生在五十吨到一百吨之间的中型设备,剩余事故涉及一百吨以上的大型设备,在分析受伤部位分布时表明,右手受伤的比例为四十七点四,左手为三十七,面颈部受伤比例为六点九,右脚受伤比例为三点八,左脚受伤比例为二点五,头部受伤比例为一点六,前躯受伤比例为零点五,后躯受伤比例为零点三根据事故直接成因剖析,涉及取送零件的占比为31.5%,设备操作期间涉及修正或支撑物料导致的占比25.6%,模具安装调试环节引发的占比20.4%,物料搬运过程中产生的占比13.9%,安全防护设施存在缺陷造成的占比4.0%,模具使用不便造成的占比2.0%,启动踏板出现故障引发的占比0.6%,其它因素导致的占比0.6%。就年度事故总量统计而言,某五年期间依次为7445(死亡4人),7551(死亡8人),9047(死亡13人),8828(死亡15人),9176(死亡18人)。根据日本工业年鉴的数据,操作方式中,脚踏开关的使用比例高达69%,而按钮操作的比例为29% ,保护装置的型式方面,双手按钮占据42%的比例,拉手式占比26%,推手式占16%,光电式占14%,栅栏式仅占2% ,在送料型式上,绝大多数采用手工送料,占比达到91%,使用手持工具送料的比例为6%,而自动化送料方式仅占3% ,座椅存在稳定性不足的问题,且高度设置不合理。这种状况下,工作人员行动会显得吃力,身体难以保持平衡,因此更容易感到疲惫或失去平衡导致事故。而且,生产区域内的振动和嘈杂声、工作指令以及其他工种的作业干扰,都显著威胁着冲压操作人员的安全,存在诱发冲压事故的风险。 从事故角度分析作业行为 ①存在不妥当的操作方式。工作失误通常源于多个方面,包括准备工作不周全,实施步骤有误,工作环境存在隐患,执行姿态不合理,肢体活动不连贯,以及设备或安全装备运用不恰当等。此外,不佳的身体状况和情绪特征也是重要因素,身体状况欠佳直接体现为身体存在不足,比如视觉、听觉能力下降或其他功能异常等情况,都可能造成工作人员在执行任务时出现判断偏差或行动失控。心理状态欠佳时,人容易感到疲惫,情绪波动大,这可能导致无意识的举动和操作失误,也可能引发明知不可为而为之、违反规定等不理智举动,还会让人显得缺乏责任感,精神紧张,注意力涣散。性格方面若有缺陷,无论是做事粗心迟钝还是性情急躁轻浮,这些特质在行为上都会带来风险。冲压作业时常导致人员受伤,这主要是因为该工艺流程简单且效率高,滑块每次往复即可完成一个工序或零件,单人操作一台设备每日能生产成千上万个产品。由此产生几个关键问题,首先,目前大多数工厂仍然依靠人工完成送料、排列、裁切和取件等环节,废料也需要人工清理。操作者必须连续不断地执行以下步骤,每个步骤都要迅速完成:首先进行物料装填或定位,然后启动滑块进行冲压,接着卸下工件,清理掉废料,再重复物料装填或定位,如此循环往复。这些步骤的执行顺序必须完全正确,否则稍有不慎就可能引发设备故障或人身伤害。依照人体工学及行为学、心理学的相关研究发现,当个体长时间处在非常吵闹的环境中,反复执行快速而单调的劳动操作时,非常容易导致身体感到疲惫,精神变得恍惚,动作变得迟钝,进而造成无法集中注意力,操作出现偏差的情况,一旦发生失误,灾难便可能在刹那间降临。根据相关数据记录,多数冲压作业中的意外伤害,常出现在连续工作数小时或工作日初期、末期注意力不集中的时段。此外,针对吨位低于十六吨的轻型冲压设备,其运行速率远远超过人体本能的应对能力,这也是导致意外的一个因素。即使精神高度专注,要让手臂移动几厘米,也需要0.3到0.4秒,这个时间已经比滑块从最高点到最低点的时间更长。换句话说,就算人反应过来,手如果在模具里,发现滑块误动,也无法及时撤出安全范围。这说明冲床,特别是小型的冲床,其工作方式已经超过了人类身体的本能反应能力。冲压环节导致的意外事件,大概占所有冲压意外事件的五成到六成。有人依据冲床运作特点及人机互动科学,推算出,若管理得当,冲压时遭遇意外状况的可能性,大约是每千万次中有2.73次。换言之,如果每小时操作冲压设备500回,每天实际操作6小时,每年工作250天,那么大约每三年会碰到一次意外状况。根据公开信息,目前众多生产企业的意外发生频率,远超先前统计的数值,反映出这些机构在安全防范方面存在不足,并且其压延作业的强度偏大;与此相对,早前提及的那个国防相关公司,在二十年前的事故发生概率,显著低于先前推算出来的水准,这表明除了当时规章制度较为严苛,其压力机械的实际运作负荷,也远小于先前设定的标准。根据相关数据统计,大约有四分之一到五分之一的人员意外事件出现在模具的安装环节、调整期间以及机床的检修与维护阶段,其中大部分集中在二十五吨到一百吨的设备上,而且这些意外往往导致手部或手臂严重受伤,甚至造成死亡情况。这类事件的发生主要归结于三个因素。首先,这些机床普遍采用脚踏式开关控制以及刚性离合器搭配双飞轮的设计,同时缺少大型冲压设备上配备的电动微动功能。操控滑块时,人力转动飞轮比处理16吨级以下冲压机要困难许多,工作人员常常不遵守安全守则,选择电机微动模式让滑块下降。双飞轮动力传输装置的惯性相当可观,一旦它高速运转,即便切断电源,若是空转,仍需数分钟才能静止,倘若驱动滑块,则能连续完成数十次冲压动作。因此,即便飞轮看似运行迟缓,若身体进入滑块下方的危险地带,仍可能造成伤害事件。在安装模具期间,所有当前配备的安全防护设施都无效,但此时人体必须进入滑块的危险区域才能完成作业,并且操作者的注意力通常都集中在模具上,一旦在飞轮未停止运转时错误触碰脚踏板,就会发生意外情况。从事这类工作的人员,主要是技术能力较强的模具调整工、机床维修工、质量检验员和模具制造试模工,他们并不直接参与冲压零件的生产过程。这些人员的工作范围,不像冲压工那样集中,通常需要操作本单位的多种冲床设备。因此,他们对每台设备的性能特点和使用要求,无法像操作工那样精通。此外,这些工作内容缺乏冲压零件生产那样的固定模式,一旦协调配合出现偏差,就容易引发事故。实践表明,多数采用普通冲床的自动化生产线都出现过人员受伤的情况。根据先前对事故直接成因的统计分析,这些生产线仅处理了因工件搬运引发的事故,此类事件占总数的31.5%。其余各类事故的起因并没有得到任何缓解,依然保持着原有状态。存在几个关键因素,首先,自动化生产线需要更多的人工进行调试,这种情况下,风险水平比单独操作机器时更高;其次,在自动冲压作业中,一旦出现进料或出料问题,由于人的本能反应,管理人员可能会觉得还有时间手动处理,从而不顾危险伸入到危险区域;再者,配置的自动进料、出料装置也可能构成新的危险地带,例如使用滚筒式进料的情况。这表明,指望自动化制造来处理冲压安全隐患是相当不全面的,这种想法过于狭隘。大型机械通常需要好几个人一起使用,一旦操作人员之间协调不好,也很容易导致意外。冲压机械自身的维护保养如果做得不好,比如离合器出现故障造成无序连续冲压,或者滑块的制动器摩擦力不足而自行下滑,又或者电动控制装置发生常闭故障等情况,都可能引发事故。此类事件占比五分之一,这种情况时有发生。不依照工艺要求,随意替换模具,例如材料厚度不达标、同时投入两份材料、用冲裁角钢的模具来裁切扁钢等不正确的操作方式,会导致模具发生爆炸并伤及人员,冲压过程中造成死亡的惨剧也多因此而起。工作区域布局欠佳,通道不畅通,重物堆放不稳固等问题,容易引发碰撞、刮伤、压伤等意外事故。预防冲床造成人员伤害的方法,根据前文探讨以及图表呈现的数字信息,应该从以下几个方面进行着手,首先,完善的企业运营管理能够显著降低发生意外的几率,其次,对小型冲床进行安全方面的升级改造是关键环节,再者,除了手部、面部和颈部,脚部也需要采取防护措施。根据首要条款第五项内容可以明确,绝大多数意外事件源于操作人员的粗心大意或注意力不集中,比例超过九成,而设备本身出现问题的情形不足百分之五。因此确保从业人员精神状态良好,精力旺盛,能够全神贯注地开展作业,理应是安全监管工作的核心职责。即便在管理相对完善的环境下,意外事件的发生频率也基本稳定在某个区间,年度间波动幅度不超过十分之一。这表明,单靠指导工作人员进行训练来提升其专注度,并不能彻底杜绝意外事件的发生。因为操作高风险设备,长时间不间断地执行重复性简单任务,人的注意力是存在阈值的。因此生产管理者须合理安排生产安排,力求减少冲压工人长时间工作、夜班生产的情况,并且每工作一个半小时到两个小时,必须让设备暂停运行休息十分钟到二十分钟,也不能让生病或者情绪不佳的员工继续操作机器。现有的安全防护措施,对于小型冲压设备根本没有效果,即便是在自动化生产线上也不能完全防止意外事故发生,还需要采用更安全的设备来加以防范。这也证实了第一章第三节里,我们对各类防护设备的研究,说明在工艺上需要开发新型微型安全冲压机,从根本上处理防护设备无法处理的这类情况。绝大多数意外,源于徒手取送料造成,因此在新型安全冲压机问世之前,最有效的防范措施,就是无论何种情形,都绝对禁止徒手将物料或零件送入模口内部。在小型冲压设备上,一定要采用手工辅助取送料的专用防护器具。五、安全防护设施与器具 (一)模具的防护设施 1、安装模具防护盖在模具周边安装防护盖,目的是防止手部误入模具内部,是实施安全区域作业的一种手段。这种防护措施适用于板材类坯料加工,且无需从上下模之间取送料或清理废料的冲压流程。模具的防护装置种类丰富,包括固定型、可折叠型、弹性型等。固定型防护结构安装在凹模部位,采用钢丝网、圆形钢管或镂空的金属板构成,从正面和两侧将模具的危险部位进行围挡。栅栏的缝隙需要垂直排列,在栅栏的旁边或前方设有供物料进出的通道。防护设备:配备联动机制的防护门,采用双控按钮启动,运作方式:防护门须处于闭合状态,双控按钮方可启动,目的是避免双手触碰危险区域。防护设备称作:红外线感应器与双控按钮防护系统。防护区域位于:机器正面模具结合处。防护功能在于:防止人体手指遭受挤压伤害,当手部闯入红外线感应区域时,设备会立刻停止运行。这种防护罩安装在凸模上,当滑块到达最高点时,环形片与下模之间仅留下一个能让材料通过的空隙,滑块向下移动时,防护罩会轻轻接触材料表面,同时让塔状环片一个接一个地卷叠起来。塔形弹簧构成防护结构,安装于下模表面,当运动至顶部位置,弹簧处于自然伸展形态时,相邻两圈之间的空隙不足八分之一厘米,宽度足以阻止手指穿过,随着滑块向下移动,弹簧会被挤压变形。模具内部设有物料输送与排出系统,包括倾斜的导料槽,利用物件自身的重力,使物件沿着预设轨道进入模具腔体,此类装置在定位物件方面存在不足之处。传送式料仓进料设备:将滑道调整为水平状态,借助手动工具、机械装置或气动系统等手段,逐个将工件强制推入模具内部。该装置构造简便且成效显著,具有普遍的适用性。在模具构造过程中,可将滑道视为下模或下模组件的一部分并加以延伸。取出模具人工进料设备:通过使下模沿滑道滑动取出,将加工好的零件放置于模具中进行定位,随后再将下模推回原位。模具的来回移动,可以通过人力、机械或者气动方式完成,适合对小型工件进行加工。(二)冲压机械的防护设施 冲压机械的种类繁多,其防护设施的类型也五花八门。根据