ОЦЕНКА УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ УНИВЕРСАЛЬНОГО ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО ВАЛА
Барков В.Н., Угрюмов С.А. (ГОУ ВПО КГТУ, г. Кострома, РФ)
Design features of the universal machine tool with a vertical arrangement of the working shaft intended for processing of wood are presented. The estimation of level of safety is given at performance of technological operations.
Известно, что все без исключения механизмы, составляющие класс деревообрабатывающих станков, относятся к категории оборудования с повышенной опасностью. К работе на таком оборудовании допускаются лица, достигшие восемнадцатилетнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование, обучение, аттестацию на знание соответствующих правил безопасности.
По статистическим данным из общего числа несчастных случаев на производстве с тяжелым исходом, около половины происходят на предприятиях лесоперерабатывающей отрасли. Из этого числа порядка 80% несчастных случаев возникают при выполнении трех основных операций –пиления, фрезерования и фугования. Если к данной статистике присовокупить массу несчастных случаев, возникающих в быту при выполнении столярных работ с помощью различных механизмов, то удельный вес травматизма с тяжелыми последствиями будет еще выше. Это объясняется большой распространенностью станков, исполняющих данные функции, а также возможной работой на них неопытного персонала.
Наглядный пример тому резко увеличившийся с начала ХI века ассортимент выпускаемых универсальных деревообрабатывающих станков с горизонтальным рабочим валом как отечественного, так и зарубежного производства, выпускаемые ООО «Станко-Древ», «Станко-Премьер» (г. Санкт-Петербург), ООО «Алгоритм НТ» (г.Рыбинск), ООО «УниМастер» (г.Москва), станки серии ИЭ (Могилевлифтмаш, Беларусь), «Кратон», «Корвет» (КНР), «Elektra Bekkum multi 260 S (Метабо, Германия) и другие.
В соответствии с требованиями безопасности пильный диск таких станков нужно установить так, чтобы он выступал над плоскостью стола на толщину распиливаемого материала плюс 10 – 15 мм; пильный диск должен иметь расклинивающий нож, ограждения и упоры против выброса заготовок (когти); пильный диск должен быть оборудован автоматически действующим ограждением так, чтобы зубья пилы открывались на толщину распиливаемого материала [1,2].
Отсутствие в конструкциях ограждений круглопильных станков для продольной и поперечной распиловки древесины с ручной подачей подвижной зубчатой завесы делает наладку запрещенной в отношении соблюдения правил техники безопасности, а наличие ее создает условия, несовместимые с практическим исполнением работы на станке, так как оператору не видно место и линию реза. Кроме того, завеса может стать причиной травмирования пальцев рук, когда у оператора появляется необходимость отвести ее от детали для исправления брака.
В соответствии с правилами техники безопасности расклинивающий нож по толщине должен превышать ширину развода зубьев больше чем на 0,5 мм, а нож должен отстоять от зубьев не дальше чем на 10 мм. Расклинивающий нож перемещают в плоскости диска пилы (удаляют или приближают к зубьям) рукояткой или маховичком. Когти устанавливают по обеим сторонам пилы [1]. Данные требования лишают возможности применять различные пилы, в том числе малого диаметра и меньшей шириной развода зубьев. Кроме того, возможны тяжелые несчастные случаи, если отсутствует, либо отведена зубчатая завеса, поскольку при распиловке дощатой заготовки с так называемым косослоем расклинивающий нож откалывает конец детали клинообразной формы по косослою, а тангенциальная составляющая силы резания выбрасывает этот клин в сторону оператора с большой скоростью.
Для соблюдения требования автоматического опускания ограждения в конструкции станка должен быть предусмотрен специальный механизм, который не должен мешать эффективной работе зубчатой завесы.
Соблюдение всех этих условий безопасной продольной распиловки делают наладку станков с верхним расположением пильного диска очень неудобной и практически неработоспособной. В реальных условиях операторы ликвидируют одно или два технических требования, например, снимается ограждение с когтевой завесой. Остальные требования конструктивно могут быть невыполнимы.
Фуговальное устройство станков с горизонтальным рабочим валом должно иметь ограждения фуговальных ножей, не принимающих участия в работе. В соответствии с требованиями безопасной работы ножевой вал фуговальных станков с ручной подачей должен иметь ограждение, открывающееся лишь при проходе заготовки и автоматически закрывающееся после ее обработки [1]. Такое ограждение в профессиональных станках выполняется в виде веера, сползающего с поверхности фуговальных столов при прохождении заготовки, и возвращающегося в исходное положения под действием пружины. В бытовых станках – в виде пластинчатого ограждения, имеющего возможность перемещения вдоль ножей по прямоугольным пазам.
Из практического опыта известно, что зачастую предохранительные приспособления снимаются со станков не только по организационным причинам, но зачастую из-за чисто технологических соображений, преследующих удобство исполнения работы.
Указанных недостатков лишены универсальные деревообрабатывающие станки нового поколения с вертикальным рабочим валом, функциональная схема которых представлена на рис. 1.
Рисунок 1 – Функциональная схема универсального деревообрабатывающего станка с вертикальным расположением рабочего вала модели СДБ-9-009 «УНИ»
Пильный диск в станках с вертикальным расположением рабочего вала занимает горизонтальное положение, функцию направляющей линейки исполняет поверхность опорного стола.
Отличительной особенностью таких станков является нетрадиционный прием продольной распиловки древесины пильным диском, расположенным в горизонтальной плоскости, повышающий точность изготовления, качество обрабатываемой поверхности, уровень охраны труда, техники безопасности и культуры производства с одновременным повышением производительности труда.
Метод обработки заключается в пропускании заготовки между двумя направляющими линейками, одна из которых 1 со стороны оператора одновременно является ограждением зоны резания, а вторая 2 несет основное ограждение 3 пильного диска 4, оснащенное блокировкой 5 двигателя и встроенной турбиной для отвода опилок в специальный бункер-приемник, расположенный в станине станка. Для предотвращения разбрасывания опилок основная линейка имеет сменную прорезную деталь из неметаллического материала. Стол 6 круглопильной установки подвижный, перемещается по направляющим относительно режущего инструмента, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, что позволяет плавно настраивать инструмент, в том числе фрезерный, на требуемые размеры. В конструкцию стола вмонтированы две мерные линейки, позволяющие контролировать параметры обработки.
Пильный диск огражден со всех сторон, зубья пилы все время остаются в теле заготовки и одной из направляющих линеек, таким образом разрешая все противоречивые условий распиловки. Роль направляющей линейки в станке с вертикальным валом выполняет поверхность опорного стола, тем самым решая еще две технологические задачи:
- создает автоматическое условие параллельности пильного диска направляющей поверхности;
- все время остается базой для отсчета параметров обработки, что позволяет применять средства автоматизации при настройке инструмента на заданный размер.
Операции фугования и рейсмусования в станках с вертикальным валом производятся также нетрадиционным способом, в так называемый «зазор». Этот способ подразумевает протягивание заготовки между двумя вертикальными плоскостями, образуемыми калибрующей щекой 7 и вертикальной поверхностью 8 Г-образного суппорта 9. Таким образом, деталь, скрытая этими плоскостями, все время остается в зоне недосягаемости для касания фуговальных ножей руками оператора. Верхняя часть ножей, используемая для оперативного фугования кромок любого материала, имеет ограждение 10, откидывающееся вверх обрабатываемой заготовкой и возвращающееся в исходное положение под собственным весом.
Таким образом, в данных станках имеются только два предохранительных приспособления, не мешающих в работе. Наоборот, ограждение пильного диска, оснащенное блокировкой двигателя, может быть использовано для останова машины в аварийной ситуации.
Все направляющие плоскости станка имеют удлиненные размеры и высоту порядка 150 мм, тем самым создавая препятствие для касания инструмента рукой оператора. Обработку деталей, имеющих предельно малые размеры на данном станке без специальных устройств – толкателей произвести нельзя.
Методы обработки в обеих операциях, заключающиеся в пропускании деталей между двумя параллельными плоскостями полностью отвечают бытующим в системе охраны труда и техники безопасности постулатам:
- чем меньше в конструкции машины предохранительных приспособлений, тем безопаснее работа на такой машине;
- конструктивно машина должна быть устроена таким образом, чтобы работа на ней без предохранительных приспособлений была неисполнима.
В целом, универсальные деревообрабатывающие станки с вертикальным расположением рабочего вала обеспечивают безопасные условия труда, что подчёркивает их социальную значимость.