木工機械及木材切削刀具事故分析:

1．機械事故的原因
（1）刀具的切割傷害。其原因是多方面的，由于木材的天然缺陷（如節疤、蟲道、腐爛等）或加工缺陷（如倒絲紋）引起切削阻力突然改變；木料過于窄、短、薄，缺乏足夠的支承面使夾持固定困難；手工送料的操作姿勢不穩定等原因，使木料在加工中受到沖擊、振動，發生彈跳、側倒、開裂，都可能使操作者失去對木料的控制，致使推壓木料的手觸碰刀具造成傷害。由于刀具的高速運動和多刀多刃的作用，即使瞬間觸碰也會導致嚴重后果。
（2）木料的反彈側倒沖擊傷人。引起該傷害是由于木料的不規則外形，在鋸切割分后重心位置改變引起側倒；由于木材的含水性或疤癤引起夾鋸又突然彈開；由于彎曲木料經加壓處理校直后，在加工過程中彈性復原等多種原因，都有可能造成木材的反彈傷人。
（3）飛出物的打擊傷害。該傷害是由于刀具本身缺陷或裝卡缺陷，在木料加工受力或高速運轉時，導致刀具損壞，例如，刀具崩齒、鋸條斷裂、刨刀片飛出等；廢舊木料清理不干凈，在加工時引起釘子或其他粘結雜物崩甩；以及木屑碎塊飛出傷人。
2．機械事故的發生規律
從大量水工機械傷害的事故統計數據分析表明，木工機械事故是有規律的。其發生規律簡述如下：
（1）事故發生時間。機械事故幾乎都是突發花木工作業的正常操作期間。事故發生時，機器處于正常運行狀態，極少發生在機器的故障狀態或輔助作業（如更換刀具、檢修、調整、清潔機器等）階段。
（2）事故波及范圍。刀具的切割傷害一般是個體傷害，只涉及操作者或意外接觸刀具的個人；木料的沖擊或飛出物的打擊傷害有時木僅關系到機器的操作者，還可能波及附近機器和其他人員。
（3）事故加害物。絕大多數事故是由刀具引起的切割傷害；其次是由被加工物引起的，由機床本身問題而導致的事故較少。
（4）事故高發機械種類。我國對木工機械事故缺乏精確統計，基本情況是：占第一位的是平刨床；第二位是鋸機類（主要是圓鋸機和帶鋸機）；第三位是銑床、開樣機類，但后兩者比前兩者事故率要低得多。
事故高發機械的排列順序在不同國家各有不同。德國與我國類似，日本在70年代末對11種木工機械的581起事故調查統計表明，日本木工機械事故率順序是圓鋸機、帶鋸機、平刨床和銑床（見表13-1）。

　 綜合上述分析可見，事故多發生在正常操作期間，機械傷害發生頻率比較高，其中刀具切割傷害后果比較為嚴重。我國事故的高發木工機械是平刨床和鋸機，是木材加工安全的關鍵設備。刀具高速運動和手工送料的作業方法，是造成機械傷害的直接原因。木工機械事故率高，不是我國獨有的現象，已經引起各國的普遍關注。從長遠講，要實現規模生產，提高送、取木料機械化、自動化水平，從根本上解決手工操作帶來的安全問題。但在目前階段，還要采取各種安全技術措施來保障安全。

木工平刨床的組成及其使用刀具的安全要求

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　 木工平刨床是專門用于木料手面加工的機械，是木材加工必不可少的基本設備。平刨床通過刨刀軸縱向旋轉，對橫向進給的木料進行銑削，來實現木材的平面加工。手工進給的單軸平刨床是常用類型，它完全敞開外露的刨刀軸，手工推壓木料從高速運轉的刀軸上方通過，是本機床比較大的危險。常見傷害事故是刨刀切割手指，防止切割傷害的關鍵是解決刨刀軸的安全防護。
平刨床主要由機身、工作臺、刀軸及驅動裝置三大部分組成（見圖13－1）。

1．機身
機身是整個機器的基礎部分，其作用是連接機器的各組成部分，承受工作載荷。機身一般為鑄鐵整體結構。機身的安全要求如下：
（1）有足夠的剛度、良好的抗振性和穩定性；
（2）符合安全人機學的原則。滿足人體半站立操作的高度要求和足夠的操作活動空間；
（3）機身外形盡量采用圓角和圓滑曲面，避免利棱銳角：
（4）結構設計要方便通風除塵裝置的配置和暢通的排屑通道。
2．工作臺
工作臺是木材刨削的操作平臺，由前、后兩塊工作臺板、導尺（也稱靠山）、工作臺板升降機構組成。
（1）工作臺各部分的功能。工作臺板前長后短，起導向作用，使刨削有穩定的平面基準；前矮后高，二者的高度差為刨削深度。臺板采用鑄鐵結構，安裝在刨刀軸兩側，露出刨刀軸全長，在靠近刀軸一側鑲有一塊尖角的鋼板，形成工作臺與刀軸的開口，在鋼板損壞時，便于維修和更換。這個部位稱作唇口（也稱刨口）。工作臺面應平整、光滑，不得有凹坑凸起，防止木料通過時發生彈跳、側倒而造成傷害。導尺橫跨在兩工作臺之間，立貼在機身外側，作為引導木料送給的側面基準。升降裝置可調整工作臺板高度和刨削開口量。
（2）工作臺升降機構常見的有偏心軸式和傾斜導軌式兩種。升降機構必須能自鎖或設有鎖緊裝置，防止受力后工作臺位置自行變化而引起危險。
①偏心軸式升降機構。其結構和工作原理見圖13－2，搬動手柄4通過四連桿機構6，便裝設在機身3上的偏心軸5轉動，驅使工作臺在偏心距范圍內移動，從而使工作臺升降，同時調整與刀軸的間距。

②傾斜導軌式升降機構。其結構和工作原理見圖13一3，轉動手輪7通過絲杠5和螺母4，使工作臺沿機身8上的楔形導軌3和6上升或下降。

（3）兩工作臺板唇口間的水平距離稱為工作臺的開口量（見圖13－4）。開口起斷屑作用，開口量大小直接關系到安全。開口量大，刀軸外露區域大，手觸碰刀具的可能性就大，傷害程度就厲害；反之刀軸外露小，安全性也就高。但開口量也不能過小，如果開口量過小，不僅增加刀軸與唇口接觸的可能性，而且使機床的動力噪聲急劇增加，盡而不利于安全。開口量與刀軸切削圓的大小、工作臺升降機構的型式、采用的安全裝置種類、工作臺的位置以及切削深度都有密切的關系。比較大切削深度為5mm平刨床的開口量須滿足表 13－2的要求。

注：內護罩是指唇口下方的一種遮蓋刀軸的圓弧形防護罩（見圖13－4b）。
3．刀軸及其驅動裝置
刀軸是乎刨床的工作裝置。刀軸有效長度與工作臺面等寬，刨削工件的比較大寬度取決于刀軸的有效長度，并以刀軸長度作為平刨床的基本參數。刀軸旋轉切削工件的動力是由電動機通過皮帶傳動裝置供給。刀軸是由刨刀體、主軸和刨刀片組成，裝入刀片后的總成，稱為刨刀軸或刀軸。刨刀體是用來安裝刀片的金屬本體，有棱柱形和圓柱形兩種（見圖13－5）。

　 （1）刨刀軸的種類與安全：
①方刀軸。在正方形的刨刀體上有四個槽孔，刀片用穿過刀片槽孔的螺栓固定在刨刀體的四個面上（見圖13－5a）。這種刀軸的安全性很差，刨刀體的棱柱形本身就構成了不安全因素，當手誤碰刀軸，會造成斷指事故；而比較大問題在于在刨削過程中一旦刀片松動，會造成飛刀事故。方刀軸僅限制在有防護裝置的壓刨床上使用。
②圓刀軸。在圓柱形的刨刀體上均勻開有幾個梯形槽（見圖13－5b），刀片裝在槽內，并通過緊固螺栓頂住壓刀條，產生對刀片擠壓力來緊固刀片。為便于用扳手擰螺栓，在刨刀體上預留出裝刀槽。刨刀體采用圓柱形比棱柱形無疑更安全，但長貫整個刀軸的裝刀槽仍構成安全隱患，當手指意外觸碰時，卡入裝刀槽里，會造成嚴重切傷甚至斷指傷害。
改進后的圓刀軸（見圖13－5c）將壓刀條截面制成梯形，內六角緊固螺栓嵌放在壓刀條內。旋緊螺栓時，螺栓頂在裝刀槽底部，使壓刀條往外圓方向移動，楔卡在槽中，并用側面將刀片擠住，壓刀條外線與刀體外線基本處于同一圓周上，將裝刀槽填平，僅在刀片附近留一出屑槽。如果手誤觸刀軸，雖然不可避免會傷及手指皮肉，但可避免斷指事故，安全性比前兩者好。
（2）刀片。刀片用來刨削木料。在通常的切削狀態下，由于刀軸的高轉速，使刀片受的離心力遠遠大于切削力。若刀片在徑向伸出量過大，會引起切削力增大，萬一手誤觸造成的傷害程度也大；若刀片伸出量不一致或崩牙損害，會使刀軸受旋轉不平衡力作用且切削力不均勻，工件會因受不平衡切削力而側倒，或因受周期性沖力而彈跳；若刀片過窄或緊固不牢,在強大離心力的作用下，刀片在徑向會產生不對稱的滑移，甚至造成刀片飛出傷人。
（3）刀軸、刀片及其裝配的安全要求：
①平刨床使用刀袖的刨刀體應為圓柱形，手工操作的平刨床嚴禁使用方形和各種棱柱形刨刀體。組裝后的刀槽應為半封閉形或封閉形（見圖13-5b,c）。
②刨刀片的寬度大于30mm，重磨后的寬度不得小于原寬度的2/3。
③組裝后的刨刀片徑向伸出量應控制在1.lmm之內，刀片在刨刀體端截面上的徑向伸出量允差不得大于0.05mm。
④組裝后的刀軸須經強度試驗。該試驗要求切削含水率為15%的中等硬度木材，在送料速度為8～16m/min、切削深度為2～4mm、刀軸轉速不低于4500r/min情況下，連續切削5min后，刀片不得有卷刃、崩刃或顯著磨鈍現象。
⑤組裝后的刀軸須經離心試驗。該試驗啟動次數為3次，每次穩速的試驗時間為10min。每次啟動分三擋升速法：第一擋為額定速度；第三檔為試驗轉速即2倍的額定轉速；第二檔為二者的平均值。試驗后壓刀條相對于刀體的滑移量不得大于0.15 mm，切削圓直徑變化不大于0.3 mm。
⑥刀軸的驅動裝置所有外露旋轉件都必須有牢固可靠的防護罩，并在罩上標出單向轉動的明顯標志。它還必須設有制動裝置，在切斷電源后，保證刀軸在下述規定的時間內停止轉動：刨床寬度≥300 mm的為10s；刨床寬度＜300mm的為5s。此外，它還應設有刀軸定位的止動鎖定機構，保障刀片裝卸時的安全。
4．滿足勞動衛生要求
對平刨床的勞動衛生要求如下：
（1）根據對指定點的垂直振動速度測定情況，調整和控制平刨床的振動。平刨床振動與機床的結構型式、各零部件以及裝配的質量有關，但主要原因是刀軸的不平衡離心力。
（2）平刨床空轉噪聲聲壓級不得超過85dB(A)。
（3）平刨床操作間必須設置吸塵裝置，保證工作場所的粉塵濃度不超過10mg/m3。