砂轮磨损机理分析及安全风险评价

1、砂轮磨损机理分析及安全风险评价一、认识砂轮二、砂轮磨损机理三、砂轮事故案例分析四、砂轮机的安全防范一、认识砂轮 用磨料和结合剂树脂等制成的中央有通孔的圆形用磨料和结合剂树脂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广固结磨具。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。半精磨和精磨以及开槽和切断等。金刚砂轮金刚砂轮 合金砂轮合金砂轮 单晶刚玉砂轮单晶刚玉砂轮二、砂轮的磨损机理 砂轮磨损要比

2、其它刀具磨损复杂得多，因为:磨粒在砂轮表面上是随机分布的;磨粒在磨削过程中会破碎(磨粒切削刃自砺):砂轮的结合剂会破碎(磨粒脱落):在磨削过程中，上述磨粒破碎和脱落连续不断地进行，而且是随机的。因此，给研究砂轮磨损带来不少困难。磨料磨损 它是由于磨粒与工件相对滑擦而使磨粒发生的机械磨损，这种磨损是逐渐进行的，磨损平面上的沟痕平行与切削方向磨削时，若工件组织不均匀，含有硬度较高的硬质点，磨粒与硬质点的相对滑擦就会加剧磨粒的机械磨损。塑性磨损 在高温作用下，磨粒也会因塑性变形而磨损。塑性磨损取决于工件材料与磨粒的硬度。磨削时，磨粒接触区温度较高，若切削层在剪切面上的热硬度H4)大于磨粒接触区的热硬

3、度Ht，则磨粒接触区将产生较大的塑性变形 氧化磨损 常用的磨粒有氧化铝、碳化硅和金刚石等，除氧化物磨粒在氧气中很稳定外，其余的磨料有不同程度的氧化16，例如，碳化硅在温度高于1300*C-1400时，会与大气中的氧气起反应，其反应式为: SiC+02-.-0 Si02+C一183.6Kca1 (3.1) 反应时会放出大量的热 。化学磨损 在磨削温度作用下，磨料、工件材料、磨削液及结合剂间有可能发生化学反应，各元素相互化学反应的产物，还可能发生多种次级化学反应。磨料与工件材料的化学反应是使磨粒发生化学反应的重要因素。扩散磨损 它是指磨粒与被磨材料在高温下接触时，元素相互扩散，造成磨料表面层羽化而

4、产生的磨损，用碳化硅砂轮磨削钻合金时，用俄歇电子能谱仪(AES)探测被磨表面，发现被磨面含硅的浓度增加，这说明磨料中的元素Si己扩散到零件表面中，Si与钻合金中Co, W, Ni和Cr等元素形成了脆性的金属硅化物17l。用碳化硅砂轮磨削钦合金时，被磨表面的碳原子浓度增加，未发现硅的扩散，碳的扩散在被磨表面上形成了钦的碳化物。达到一定的表面层厚度后，碳浓度很低，溅出表面的各元素原子浓度与钦合金基体元素原子浓度一致。热应力破碎磨损 磨削过程中，磨粒于瞬间升至高温，又在磨削液作用下急冷，反复多次急冷急热，就会在磨粒表面上形成很大的热应力，使磨粒表面开裂破碎。热应力主要取决于导热系数的大小、线膨胀系数

5、的大小以及磨削液冷却性能的好坏。导热系数愈小，从磨粒表面到内部的温度梯度愈大，热应力也愈大;线膨胀系数也愈大，热应力也愈大;磨削液冷却性能愈好，表面冷却愈快，热应力也愈大，各种磨料导热性能好坏的次序为金刚石、立方氮化硼、碳化硅、刚玉等。粘附磨损 磨削时在高温高压作用下，磨屑会粘附在磨粒上。砂轮粘附程度与很多因素有关。例如，磨削温度的高低，法向磨削力的大小，被磨材料的塑性变形程度，剪切力的大小，磨料与被磨材料的晶体结构及工件表面状况等 砂轮堵塞 堵塞是磨屑向砂轮空穴中的机械堆积现象，它与砂轮粘附现象不同，砂轮粘附是物理、化学、机械综合作用的结果。磨削过程中，堵塞与粘附可能同时存在，它们之间有一定

6、的联系。同粘附一样，砂轮堵塞严重时，也会造成切削能力和零件表面质量下降。三、砂轮事故案例分析三、砂轮事故案例分析 2007年3月20日13时，某弹簧厂砂轮间，整形工顾某站在砂轮机（砂轮机为该单位厂长丁某自行设计、安装）正面磨弹簧时，砂轮突然爆裂飞出，飞出的砂轮碎片击中顾某头部，顾某经送医院抢救无效死亡。1.事故经过12月17日上午10时，砂轮机操作工尚志发把旧砂轮换下后将新砂轮换上，开机后不到2分钟，“嘭”的一声，砂轮崩裂成三块飞出，其中一块砸到尚志发的头上，尚志发当场倒地，鼻孔出血。工场内在场职工迅速将他抬出门外，叫来120救护车送人民医院抢救，终因伤势过重，抢救无效死亡 2事故原因 （1）

7、直接原因死者尚志发违反砂轮安装和操作规程。按照有关规定，更换新砂轮两边要用夹板和有弹性纸板垫，装好新砂轮后要试运行空转五分钟后才能使用，操作时操作人员应位于砂轮的侧面，而尚志发更换砂轮时既没有使用夹板，也没有试运转，换好砂轮后马上投入使用，并在砂轮的正面操作，致使新砂轮在开启后不到二分钟就崩裂飞出将自己砸死。（2）间接原因业主陈泽虎安全意识淡薄，非法开办加工场，没有制定安全管理制度和安全技术操作规程，安全管理措施不到位，招收的工人没有进行安全教育，职工缺乏砂轮安全操作知识 四、砂轮机的安全防范 砂轮机除了具有磨削机床的特点外，它还具有体积小，转速高，操作简单方便，适用范围广，一般均为手工操作。

8、在使用过程中，存在着许多的安全问题：如磨削时能造成砂轮破裂，砂轮上会飞出大量的，很细小的磨料和金属屑，很容易伤害人的眼睛和呼吸系统；操作不当和砂轮机存在缺陷时，极易伤害操作者的手。在电路系统中如出现故障。有可能造成触电及事故等。砂轮机磨削特点磨削速度很高，每秒可达3050M（线速度），磨削温度极高，可达10001500C加工可以获得较高磨削的精度和很小的表面粗糙度磨削可以加工软材料， 还可以加工各类较硬材料，如：淬火件硬质合金，玻璃和陶瓷等 易造成伤害砂轮飞出大量细的磨屑，从磨削面上飞溅出大量的金属屑，会使操作者的眼部收到损伤，粉尘吸入肺部会对身体造成伤害。由于砂轮质量不良，保管不善、规格型号

9、选择不当，安装时出现偏心，或接触面增大角度不正确，速度快些，有可能造成砂轮的碎裂，严重伤害身体。在靠近转动砂轮进行手工操作时，如磨刀具，打磨毛边，或修正砂轮时不正确不安全行为，手触到其他运动部位而多收到伤害磨薄片时产生的噪音110DB以上，也会影响人的听力伤 应有的防护设置所有回转部件，如：砂轮、电动机、皮带轮、主动轴等，必须安装防护罩。防护罩应牢固地固定，其联结强度不得低于防护罩的强度。小于50MM手动砂轮不用护罩；磨内沿时，金属基体的金刚石和立方氮化硼砂轮用手持磨刀削的砂轮机应设立工作托架，其位置应能随砂轮磨耗独立进行调整。工作托架台面高度应与砂轮主轴中心成等高，并有足够的面积保证被磨件的

10、稳定。工作托架靠近砂轮一侧的边角棱边上应无凹陷、缺角等缺陷干磨时应具备吸尘器，吸尘器应能满足最大磨削规范条件下使操作人员呼吸带的粉尘浓度低于10mg/m3砂轮的安全注意砂轮在使用前必须事前目测检查或音响检查有无破裂和损伤目测检查：看砂轮是否有破脚、裂纹，切磨面凸凹不平，无潮湿霉点、无附着物、电流破损，动看运轮跳动。压紧面是否有松动和有软垫音响检查：颗粒结合剂砂轮，在使用前应进行音响检查。方法是将砂轮中心孔悬挂或者是放置于平整的硬面之上，用重250g（半斤）的小木槌敲击，敲击点在砂轮任意一侧面上，距砂轮外表沿2050mm处，敲击后旋转45度再重复进行。听到清脆的声音，允许使用。若发出闷声和哑声不得使用安装要求砂轮必须自由地装到砂轮主轴或砂轮法兰盘上，并保持适当的间隙砂轮与法兰盘压紧面之间必须衬以柔性材料制作的衬垫纸壳板，石棉橡胶板（片），其厚度为1-2mm，直径大于压紧面2mm砂轮、砂轮主轴、衬垫和砂轮法兰盘安装时，互相配合面和压紧面应保持清洁，无任何附着轴压紧螺帽或螺钉的松紧程度，以带动砂轮不产生滑