河南省工業(yè)學(xué)校宋小紅曹峰

普通車床安全保護(hù)系統(tǒng)

河南省工業(yè)學(xué)校宋小紅曹峰

在普通車床機(jī)械加工過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生由于操作錯(cuò)誤而導(dǎo)致的事故。針對(duì)這一情況，本文中，筆者主要闡述了設(shè)計(jì)制作一個(gè)普通車床實(shí)習(xí)安全保護(hù)系統(tǒng)的必要性，以最大程度避免事故的發(fā)生作為設(shè)計(jì)要求，著重提出了普通車床實(shí)習(xí)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以各種思路為出發(fā)點(diǎn)，多方位多角度地介紹機(jī)床電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的改造。并以CA6130普通車床為改造對(duì)象，分析解決了機(jī)床電路和機(jī)械改造中的各種問(wèn)題。

一、普通車床實(shí)習(xí)安全保護(hù)系統(tǒng)的必要性

機(jī)械加工實(shí)習(xí)是機(jī)械和數(shù)控類專業(yè)最重要的實(shí)習(xí)之一，是一門涉及專業(yè)面很廣的基礎(chǔ)性實(shí)踐課程，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的有效途徑。在實(shí)習(xí)中，著重要求學(xué)生了解和掌握車、銑、刨、磨、鉆等工種的基本操作技能和安全技術(shù)規(guī)范。在這幾個(gè)分項(xiàng)的實(shí)習(xí)中，車床實(shí)習(xí)所占的比重最大、時(shí)間最長(zhǎng)、要求熟練操作程度最高。

在各種隱患中，機(jī)床的刀具、工件或傳動(dòng)裝置如皮帶輪以及砂輪設(shè)備對(duì)人身的傷害最為嚴(yán)重，會(huì)造成無(wú)法挽回的損失。但是任何一個(gè)熟練的技術(shù)工人都要經(jīng)歷從生疏到熟練的過(guò)程，因此在實(shí)習(xí)過(guò)程中這類隱患是無(wú)法避免的，只能想方設(shè)法減少或提前預(yù)警。另一方面，由于學(xué)生人數(shù)多，分配給每個(gè)學(xué)生的上機(jī)床操作時(shí)間就會(huì)減少，也會(huì)產(chǎn)出一些不利的因素。

總之，操作生疏和麻痹大意是事故發(fā)生的最主要因素。除了在軟件上（如安全教育、規(guī)章制度等）加強(qiáng)管理外，從硬件上減少或避免事故發(fā)生的可能性是很有必要的。

針對(duì)我校的實(shí)際情況，如學(xué)生人數(shù)多，機(jī)床設(shè)備少，車床數(shù)量比例大，車床實(shí)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)、危險(xiǎn)性也大等特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有普通車床CA6130進(jìn)行安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試。設(shè)計(jì)方案本著對(duì)原機(jī)床改動(dòng)最小、成本最低、方案簡(jiǎn)單、保護(hù)效果好的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)做到可靠、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀。

二、方案分析設(shè)計(jì)

1.車床常見(jiàn)的事故發(fā)生環(huán)節(jié)。通過(guò)分析，認(rèn)為容易發(fā)生安地帶入水泵內(nèi)。即使在水泵葉片本身不產(chǎn)生葉面汽蝕的情況下，由于渦帶的產(chǎn)生也會(huì)在葉片低壓區(qū)產(chǎn)生周期性的強(qiáng)度很大的葉面汽蝕。當(dāng)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向與水泵的旋轉(zhuǎn)方向相同時(shí)，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)削弱，流量減小、揚(yáng)程降低、效率下降、功率增加（軸流泵）或減少（離心泵），引起超載（軸流泵）或欠載（離心泵）；當(dāng)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向與水泵的旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，流量增加、揚(yáng)程增高、效率下降、離心泵的功率增加或軸流泵的功率減少，引起超載（離心泵）或欠載（軸流泵）。

當(dāng)水泵產(chǎn)生汽蝕時(shí)，破壞葉輪，使水泵效率降低和出力不穩(wěn)。因此在運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量設(shè)法消除汽蝕。

四、優(yōu)化泵葉輪設(shè)計(jì)，提高泵抗汽蝕能力

泵汽蝕發(fā)生的條件是泵本身的汽蝕性能和吸入裝置條件兩方面決定的。欲不使泵汽蝕，必須增大裝置汽蝕余量NPSHa，減小泵汽蝕余量NPSHr。影響泵汽蝕余量的主要因素是泵葉輪進(jìn)口的幾何形狀，如葉輪進(jìn)口直徑Dj，葉片進(jìn)口安放角β1，葉片進(jìn)口邊的形狀、葉片數(shù)、葉輪進(jìn)口流道形狀等，因此提高泵的抗汽蝕性能必須從改進(jìn)泵入口的結(jié)構(gòu)參數(shù)入手。

從葉輪的設(shè)計(jì)上提高泵本身的抗汽蝕性能的主要措施有：取較大的葉輪進(jìn)口直徑Dj，但Dj太大，口環(huán)泄漏面積增加，容積效率下降；增加葉輪葉片進(jìn)口寬度b1，但泵的效率隨b1增加而下降；葉片進(jìn)口邊適當(dāng)向吸入口方向延伸并做成扭曲；修整葉片頭部，將葉片頭部背面修薄，在接近葉輪前蓋板處多修一些，使其接近流線型；葉片進(jìn)口采用正沖角，一般取3°～10°，過(guò)大影響效率，而且采用較小的葉片入口安放角β1，能降低必需汽蝕余量；提高葉輪進(jìn)口部分的光潔度；采用平衡孔；采用抗汽蝕性能好的材料。材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗汽蝕的性能越強(qiáng)；采用雙吸葉輪；在葉輪前加裝誘導(dǎo)輪；增加前置泵。

五、預(yù)防泵汽蝕的其他措施

1.正確地確定水泵安裝高程。在設(shè)計(jì)泵站時(shí)，要使裝置汽蝕余量NPSHa大于泵的允許汽蝕余量NPSHr，并留有余量。減小泵的幾何吸上高度或增加幾何倒灌高度。同時(shí)，應(yīng)充分考慮進(jìn)水裝置可能遇到的各種工作情況，以便正確地確定安裝高程。

2.要有良好的進(jìn)水裝置條件。進(jìn)水裝置內(nèi)的水流要平穩(wěn)、均勻，不產(chǎn)生漩渦。泵入口如存在強(qiáng)力渦流，應(yīng)增加破渦板。泵站的進(jìn)水流道要設(shè)計(jì)合理，進(jìn)入葉輪的水流速度和壓強(qiáng)要接近正常分布，避免產(chǎn)生局部低壓區(qū)。

3.減少進(jìn)水管路水頭損失。盡量縮短進(jìn)水管路的長(zhǎng)度，管道內(nèi)壁應(yīng)光滑和適當(dāng)加大水管的直徑，減小管路中的流速，減少?gòu)澒芎烷y門，盡量加大閥門開(kāi)度等。

4.向汽蝕區(qū)注入空氣。在水泵進(jìn)水管內(nèi)，注入少量空氣，也是降低汽蝕磨損的方法之一。

5.調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)。在水泵運(yùn)行過(guò)程中，利用調(diào)節(jié)水泵工況點(diǎn)的方法可以減輕汽蝕，對(duì)于離心泵適當(dāng)減少流量或降速運(yùn)行，使工況點(diǎn)向左移動(dòng)，對(duì)于軸流泵可調(diào)節(jié)葉片安裝角，使工況點(diǎn)移到良好的水泵運(yùn)行工況，可以防止水泵振動(dòng)產(chǎn)生汽蝕。