普通車床安全保護系統

河南省工業學校宋小紅曹峰

普通車床安全保護系統

河南省工業學校宋小紅曹峰

在普通車床機械加工過程中，經常發生由于操作錯誤而導致的事故。針對這一情況，本文中，筆者主要闡述了設計制作一個普通車床實習安全保護系統的必要性，以最大程度避免事故的發生作為設計要求，著重提出了普通車床實習安全保護系統的設計方案，以各種思路為出發點，多方位多角度地介紹機床電氣系統和機械系統的改造。并以CA6130普通車床為改造對象，分析解決了機床電路和機械改造中的各種問題。

一、普通車床實習安全保護系統的必要性

機械加工實習是機械和數控類專業最重要的實習之一，是一門涉及專業面很廣的基礎性實踐課程，是培養學生實踐能力的有效途徑。在實習中，著重要求學生了解和掌握車、銑、刨、磨、鉆等工種的基本操作技能和安全技術規范。在這幾個分項的實習中，車床實習所占的比重最大、時間最長、要求熟練操作程度最高。

在各種隱患中，機床的刀具、工件或傳動裝置如皮帶輪以及砂輪設備對人身的傷害最為嚴重，會造成無法挽回的損失。但是任何一個熟練的技術工人都要經歷從生疏到熟練的過程，因此在實習過程中這類隱患是無法避免的，只能想方設法減少或提前預警。另一方面，由于學生人數多，分配給每個學生的上機床操作時間就會減少，也會產出一些不利的因素。

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

針對我校的實際情況，如學生人數多，機床設備少，車床數量比例大，車床實習時間長、危險性也大等特點，對現有普通車床CA6130進行安全保護系統的設計和安裝調試。設計方案本著對原機床改動最小、成本最低、方案簡單、保護效果好的原則進行設計，力爭做到可靠、實用、經濟、美觀。

二、方案分析設計

1.車床常見的事故發生環節。通過分析，認為容易發生安地帶入水泵內。即使在水泵葉片本身不產生葉面汽蝕的情況下，由于渦帶的產生也會在葉片低壓區產生周期性的強度很大的葉面汽蝕。當漩渦的旋轉方向與水泵的旋轉方向相同時，使相對運動削弱，流量減小、揚程降低、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）；當漩渦的旋轉方向與水泵的旋轉方向相反時，使相對運動加強，流量增加、揚程增高、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）。

當水泵產生汽蝕時，破壞葉輪，使水泵效率降低和出力不穩。因此在運行時應盡量設法消除汽蝕。

四、優化泵葉輪設計，提高泵抗汽蝕能力

泵汽蝕發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口的幾何形狀，如葉輪進口直徑Dj，葉片進口安放角β1，葉片進口邊的形狀、葉片數、葉輪進口流道形狀等，因此提高泵的抗汽蝕性能必須從改進泵入口的結構參數入手。

從葉輪的設計上提高泵本身的抗汽蝕性能的主要措施有：取較大的葉輪進口直徑Dj，但Dj太大，口環泄漏面積增加，容積效率下降；增加葉輪葉片進口寬度b1，但泵的效率隨b1增加而下降；葉片進口邊適當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；葉片進口采用正沖角，一般取3°～10°，過大影響效率，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。材料的強度、硬度、韌性越高，化學穩定性越好，抗汽蝕的性能越強；采用雙吸葉輪；在葉輪前加裝誘導輪；增加前置泵。

五、預防泵汽蝕的其他措施

1.正確地確定水泵安裝高程。在設計泵站時，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，應充分考慮進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.要有良好的進水裝置條件。進水裝置內的水流要平穩、均勻，不產生漩渦。泵入口如存在強力渦流，應增加破渦板。泵站的進水流道要設計合理，進入葉輪的水流速度和壓強要接近正常分布，避免產生局部低壓區。

3.減少進水管路水頭損失。盡量縮短進水管路的長度，管道內壁應光滑和適當加大水管的直徑，減小管路中的流速，減少彎管和閥門，盡量加大閥門開度等。

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

5.調節水泵的運行工況點。在水泵運行過程中，利用調節水泵工況點的方法可以減輕汽蝕，對于離心泵適當減少流量或降速運行，使工況點向左移動，對于軸流泵可調節葉片安裝角，使工況點移到良好的水泵運行工況，可以防止水泵振動產生汽蝕。