特种设备
KNOWLEDGE锻造车间的厂房和设备
一、 对厂房的基本要求
锻造车间的厂房结构必须是极为坚固的，应该具有良好的自然通风条件和采光条件，地面的铺设要符合热加工生产的特点，车间的跨度、高度和面积更适应设备布置、安装和组织生产的要求。具体如下：
1． 厂房总是设计成单层的，主跨的宽度一般比较小（18~24m）。主跨厂房为主要生产面积，用以布置、容纳车间的主要生产设备（生产机组）；副跨厂房较主跨厂房要低，跨度也更小一些，通常用来作业备料和存放工具、模具用，也供锻件清理，堆放锻件成品等辅助或后续工具用。
2． 厂房的高度应按最大锻锤的最大上升高度来设计，即锻锤高度和锤杆长度再加上安全距离0.3~0.5m，所得总和即为车间高度。如果车间内不安设桥式起重机，则车间高度为地面到房顶构架的距离；如果车间内有桥式起重机，则车间高度为地面到吊勾最大容许上升高度的距离。一般生产厂房的高度不得低于6m（自地面至厂房上方构架的最低点），而实际上高度常达10~14m；普通修理性或辅助性的小型锻造车间的高度也不得小于5m。
厂房纵向的外墙上需开设上下两排窗子，下排为夏季用的窗子，在夏天打开，上排是冬季用的窗子，在冷天打开。
新建的锻工车间的厂房多设计成“冂”型或 “山”型，因为它有利于获得更好的自然通风和采光条件。当然，这与整个厂区的布局和车间生产流水线的布置也是有关的。不过，对于中、小型的锻造厂（车间）来说，其厂房设计采用直通的型式（带副跨或不带副跨的）更为普遍。
锻造车间的地面应由不可燃烧的材料铺成，地面要求平整，但不光滑，而且要求具备相当的弹性。可用矿渣硬砖，也可用花纹金属板来铺地面。不应采用泥土地面，因为这种地面不平，容易形成凹坑。此外，这种地面如果浇上水时，就会泞滑。
在修理性的小型锻造车间中，可采用金属碎屑和炉渣拌合石灰浆，搅拌成糊状物体，然后在地面上铺设100~150mm的厚度，并用碾子碾压使之自行干燥。在维修性小型锻工车间里，因为不向地面抛掷重物，这种地面是完全合乎要求的。
锻造车间内不采用水泥地面或纯混凝土地面。因为当重物坠落其上时容易碎裂，此外，它缺乏弹性，工人站在这种地面上易感劳累，如果经常站在这种地面上工作，就可能患平足症。以上所讲的是铺在地面上的材料，这些材料的下面则用厚度为100~200mm的混凝土块垫筑。
锻工车间的地面上，均不得安设任何管道，所有的管道都要低于地面，除煤气管道外，其它管道最好是集中安设在沟中。地沟必须用板子盖严，但不得将地沟盖死。盖板必须符合地沟的尺寸，可用钢筋混凝土或钢板等制成。盖板必须与车间地面取平，不得突出或低凹。
煤气管道也有安装在地沟中的，但是，最好将它们沿着墙壁或支柱来架设，架设高度2~2.5m。煤气管道如安设在地沟中，一旦管道破裂漏气时，地沟中就存在有煤气，会聚集在地沟的低处，在进行检修工作时，就有可能发生爆炸。因此，最好不与其他管道安设在一起。
二、 设备布置的工作地点的组织
（一） 设备布置的方式
锻造车间主要生产设备的布置是根据锻件生产的工艺程序来设计的。应该使整个生产作业按照工序的先后次序进行。从劳动保护的角度来看，这样，有助于减轻体力劳动的强度，减少了因为往返搬运工件及其他重物而引起的工伤事故。
一般来说，设备排列有两种方式：
1． 按生产流水线排列设备
现代化模锻车间把模锻生产的主要设备与一系列诸如装出料装置、运输传送装置、后续工序设备等串联在一起，构成完整的生产线路（图1）
@Y12701.gif
图1 某拖拉机厂10t模锻锤生产线布置图
1―模锻锤（3t） 2―平锻机（1000t） 3―室式加热炉（1.4m＜sup＞2＜/sup＞） 4―切边机（800t） 5―模锻机（10t） 6―半连续式加热炉（7.55m＜sup＞2＜/sup＞）
2． 设备简单排列
中小模锻车间，只有三种设备，按照加热——模锻——切边三种设备简单排列（图2）。
@Y12801.gif
图2 简单模锻锤机组示意图
1―半连续式加热炉 2―模锻锤 3―切边机 4―链式输送机构 5―单轨或带式输送机构
不过，对于自由锻来说，因为它总是单件或小批生产，而且又不需要切边，它的机组的构成主要就只两种设备，即加热炉和锻锤（或液压机）。根据锻造设备吨位大小的不同，加热炉可以是一台或两台，大型水压机则拥有多台加热炉。
（二） 设备布置应遵守的原则
1． 锻造车间中，各个生产设备以及各生产设备与墙壁、柱子之间均应有相当的间隔。我们常常统称这些间隔为人行道。它是指在车间中划出来供车间人员行走的道路。它和“间距”的概念不同。
所谓“间距”是指两台生产设备之间的间隔，或者是各生产设备和厂房部分建筑结构之间的间隔，这些间隔是用来进行该生产设备的辅助管理工作的。
锻压设备的最小间距为1m。对于某些锻压设备来说，1m的间距是不够的，还应大些。如果间距达不到1m时，应将间距加以遮栏，以防止人员通过。由此，间距小于1m时不能当作人行道使用。
2． 锻造车间内需设有必要的车道，车行道的宽度决定于运输方法、运输工具和需运送的物品的尺寸以及工作地点的分布。
对车行道有下列几点要求：
（1） 满载的运输工具最突出部分到工作地点、墙壁、柱子和机器设备等距离不得小于0.4m。
（2） 在单向车行道或双向车行道上，两辆满载的运输工具之间的间隔不得小于0.3m。
（3） 人员来往行走，只可以利用人行道，人行道的宽度不得小于1m。
（4） 车行道、人行道、工作地点和堆料地点的边界必须用油漆画明。
（5） 车行道的高度不得小于3.5m，但不行驶汽车的车行道高度可以降至2.5m。
3． 加热炉的布置要尽可能减少辐射热对工作地点的影响，以免损害工人的身体健康。加热炉与锻造设备布置方案通常有下列几种：
图3 a所示炉子与蒸汽－空气锤的相对位置中，辐射热完全不能射到工作地点。相反，在图3 b的炉子位置中，工作地点将受到辐射热的影响，如果每台锻锤所需的炉子不只一个，若按图3 b的方案布置，则使工作条件变得很差。
@Y12901.gif
图3 蒸汽－空气锤及其加热炉
1―锤 2―加热炉
图3 a的布置也存在缺点：生产面积过大，厂房的长度就得增加；同时吊车把金属材料从炉中运到锻锤上需要旋转180°而不是90°。但是为了给工人创造较好的劳动条件，在新设计锻压车间时，大部还都采用图3a 的布置。
图4为空气锤与炉子的两种可能布置图。虽然图4 a金属材料从炉子到锻工工作地点的运送路线长度要比图4 b的增加1.5倍，但根据上述蒸汽－空气锤所需劳动保护的类似要求来看，采用图4 a的方案是比较合适的。
@Y12902.gif
图4 空气锤及其加热炉的布置方案
1―锤 2―加热炉
应当指出，采用图4 b的布置时，司锤工的工作地点离开炉子很近，并正对着炉子，他的工作条件差。
（三） 工作地点的组织
在工作地点的组织方面，要注意以下几点：
1． 工作地点要整洁
废料、成品等要有秩序地堆放。锻工工具的放置要有条不紊，使它们经常保持完好。在工作地点要设置带锁的工具橱、工具箱。经常使用的工具固定个人使用；不是经常使用的工具，则存在工具室。工具室需有专人负责工具的收发。对于模具，更应该设立专门的模具仓库，委派专人负责模具的维护、保养和收发，否则，不管工模具的质量如何，都会由于管理不善而出差错。
2． 要设置毛坯箱和成品箱
毛坯运到工作地点不能倒在地板上，而应直接倒入工作地点的毛坯箱中；成品锻出来以后，也不能乱堆在地板上，而应放在成品箱中，或者按照工艺要求转到适当的地方进行冷却。良好的工作秩序将有助于消除繁重劳动给人带来的疲劳和烦躁，从而减少了工伤事故。
三、 对锻压设备结构的一般安全技术要求
锻压设备的结构不但要保证设备运行中的安全，而且要能保证安装、拆卸和检修等各项工作的安全。此外，还必须便于调整和更换易损件，便于对在运行中要取下检查的零件进行检查。
1． 锻压设备的机架和突出部分不得有棱角或毛刺；
2． 外露的传动装置（齿轮传动、摩擦传动、曲柄传动或皮带传动等）必须要有防护罩。防护罩需用铰链安装在锻压设备的不动部件上；
3． 锻压设备的起动装置必须能保证对设备进行迅速开关，并保证设备运行和停车状态的连续可靠；
4． 起动装置的结构应能防止锻压设备意外的开动或自动开动。
图5为小型空气锤（小于250kg的）常用脚踏板操纵的保护装置。因为脚踏板位在砧子下面，容易被滑落的锻件或工具碰倒，所以在上面应加一个盖板或罩子。
@Y12903.gif
图5 空气锤脚踏板的保护装置
a） 脚和脚踏板的正确位置 b）脚和脚踏板的不正确位置
较大型的空气锤或蒸汽－空气自由锤一般是用手柄操纵的，应该设置简易的操作室或屏蔽装置。
模锻锤的脚踏板也应置于某种挡板之下。它是一种用角架做成的架子，上面覆以钢板。脚踏板就藏在这种架子下面，操作者应便于将脚伸入进行操纵。
设备上使用的模具都必须严格按照图纸上提出的材料和热处理要求进行制造。紧固模具用的斜楔应选用适当材料并经退火处理。为了避免受撞击的一端卷曲，端部允许进行局部淬火。但端部一旦卷曲（“开花”），则要停止使用，或经过修正后才能使用。
5． 电动起动装置的按钮盒，其按钮上需标有“起动”“停车”等字样。停车按钮为红色，其位置比起动按钮高10~12mm；
6． 在高压蒸汽管道上必须装有安全阀和凝结罐，以消除水击现象，降低突然升高的压力；
7． 蓄力器通往水压机的主管上必须装有当水耗量突然增高时能自动关闭水管的装置；
8． 任何类型的蓄力器都应有安全阀。安全阀必须由技术检查员加铅封，并定期进行检查；
9． 安全阀的重锤必须封在带锁的锤盒内；
10． 安设在独立室内的重力式蓄力器必须装有荷重位置指示器，使运行人员能在水压机的工作地点上观察到荷重的位置；
11． 新安装和经过大修理的锻压设备应该根据设备图纸和技术说明书进行验收和试验；
12． 操作工人应认真学习锻压设备安全技术操作规程，加强设备的维护、保养、保证设备的正常运行。
12． 操作工人应认真学习锻压设备安全技术操作规程，加强设备的维护、保养、保证设备的正常运行。
锻造车间的厂房结构必须是极为坚固的，应该具有良好的自然通风条件和采光条件，地面的铺设要符合热加工生产的特点，车间的跨度、高度和面积更适应设备布置、安装和组织生产的要求。具体如下：
1． 厂房总是设计成单层的，主跨的宽度一般比较小（18~24m）。主跨厂房为主要生产面积，用以布置、容纳车间的主要生产设备（生产机组）；副跨厂房较主跨厂房要低，跨度也更小一些，通常用来作业备料和存放工具、模具用，也供锻件清理，堆放锻件成品等辅助或后续工具用。
2． 厂房的高度应按最大锻锤的最大上升高度来设计，即锻锤高度和锤杆长度再加上安全距离0.3~0.5m，所得总和即为车间高度。如果车间内不安设桥式起重机，则车间高度为地面到房顶构架的距离；如果车间内有桥式起重机，则车间高度为地面到吊勾最大容许上升高度的距离。一般生产厂房的高度不得低于6m（自地面至厂房上方构架的最低点），而实际上高度常达10~14m；普通修理性或辅助性的小型锻造车间的高度也不得小于5m。
厂房纵向的外墙上需开设上下两排窗子，下排为夏季用的窗子，在夏天打开，上排是冬季用的窗子，在冷天打开。
新建的锻工车间的厂房多设计成“冂”型或 “山”型，因为它有利于获得更好的自然通风和采光条件。当然，这与整个厂区的布局和车间生产流水线的布置也是有关的。不过，对于中、小型的锻造厂（车间）来说，其厂房设计采用直通的型式（带副跨或不带副跨的）更为普遍。
锻造车间的地面应由不可燃烧的材料铺成，地面要求平整，但不光滑，而且要求具备相当的弹性。可用矿渣硬砖，也可用花纹金属板来铺地面。不应采用泥土地面，因为这种地面不平，容易形成凹坑。此外，这种地面如果浇上水时，就会泞滑。
在修理性的小型锻造车间中，可采用金属碎屑和炉渣拌合石灰浆，搅拌成糊状物体，然后在地面上铺设100~150mm的厚度，并用碾子碾压使之自行干燥。在维修性小型锻工车间里，因为不向地面抛掷重物，这种地面是完全合乎要求的。
锻造车间内不采用水泥地面或纯混凝土地面。因为当重物坠落其上时容易碎裂，此外，它缺乏弹性，工人站在这种地面上易感劳累，如果经常站在这种地面上工作，就可能患平足症。以上所讲的是铺在地面上的材料，这些材料的下面则用厚度为100~200mm的混凝土块垫筑。
锻工车间的地面上，均不得安设任何管道，所有的管道都要低于地面，除煤气管道外，其它管道最好是集中安设在沟中。地沟必须用板子盖严，但不得将地沟盖死。盖板必须符合地沟的尺寸，可用钢筋混凝土或钢板等制成。盖板必须与车间地面取平，不得突出或低凹。
煤气管道也有安装在地沟中的，但是，最好将它们沿着墙壁或支柱来架设，架设高度2~2.5m。煤气管道如安设在地沟中，一旦管道破裂漏气时，地沟中就存在有煤气，会聚集在地沟的低处，在进行检修工作时，就有可能发生爆炸。因此，最好不与其他管道安设在一起。
二、 设备布置的工作地点的组织
（一） 设备布置的方式
锻造车间主要生产设备的布置是根据锻件生产的工艺程序来设计的。应该使整个生产作业按照工序的先后次序进行。从劳动保护的角度来看，这样，有助于减轻体力劳动的强度，减少了因为往返搬运工件及其他重物而引起的工伤事故。
一般来说，设备排列有两种方式：
1． 按生产流水线排列设备
现代化模锻车间把模锻生产的主要设备与一系列诸如装出料装置、运输传送装置、后续工序设备等串联在一起，构成完整的生产线路（图1）
@Y12701.gif
图1 某拖拉机厂10t模锻锤生产线布置图
1―模锻锤（3t） 2―平锻机（1000t） 3―室式加热炉（1.4m＜sup＞2＜/sup＞） 4―切边机（800t） 5―模锻机（10t） 6―半连续式加热炉（7.55m＜sup＞2＜/sup＞）
2． 设备简单排列
中小模锻车间，只有三种设备，按照加热——模锻——切边三种设备简单排列（图2）。
@Y12801.gif
图2 简单模锻锤机组示意图
1―半连续式加热炉 2―模锻锤 3―切边机 4―链式输送机构 5―单轨或带式输送机构
不过，对于自由锻来说，因为它总是单件或小批生产，而且又不需要切边，它的机组的构成主要就只两种设备，即加热炉和锻锤（或液压机）。根据锻造设备吨位大小的不同，加热炉可以是一台或两台，大型水压机则拥有多台加热炉。
（二） 设备布置应遵守的原则
1． 锻造车间中，各个生产设备以及各生产设备与墙壁、柱子之间均应有相当的间隔。我们常常统称这些间隔为人行道。它是指在车间中划出来供车间人员行走的道路。它和“间距”的概念不同。
所谓“间距”是指两台生产设备之间的间隔，或者是各生产设备和厂房部分建筑结构之间的间隔，这些间隔是用来进行该生产设备的辅助管理工作的。
锻压设备的最小间距为1m。对于某些锻压设备来说，1m的间距是不够的，还应大些。如果间距达不到1m时，应将间距加以遮栏，以防止人员通过。由此，间距小于1m时不能当作人行道使用。
2． 锻造车间内需设有必要的车道，车行道的宽度决定于运输方法、运输工具和需运送的物品的尺寸以及工作地点的分布。
对车行道有下列几点要求：
（1） 满载的运输工具最突出部分到工作地点、墙壁、柱子和机器设备等距离不得小于0.4m。
（2） 在单向车行道或双向车行道上，两辆满载的运输工具之间的间隔不得小于0.3m。
（3） 人员来往行走，只可以利用人行道，人行道的宽度不得小于1m。
（4） 车行道、人行道、工作地点和堆料地点的边界必须用油漆画明。
（5） 车行道的高度不得小于3.5m，但不行驶汽车的车行道高度可以降至2.5m。
3． 加热炉的布置要尽可能减少辐射热对工作地点的影响，以免损害工人的身体健康。加热炉与锻造设备布置方案通常有下列几种：
图3 a所示炉子与蒸汽－空气锤的相对位置中，辐射热完全不能射到工作地点。相反，在图3 b的炉子位置中，工作地点将受到辐射热的影响，如果每台锻锤所需的炉子不只一个，若按图3 b的方案布置，则使工作条件变得很差。
@Y12901.gif
图3 蒸汽－空气锤及其加热炉
1―锤 2―加热炉
图3 a的布置也存在缺点：生产面积过大，厂房的长度就得增加；同时吊车把金属材料从炉中运到锻锤上需要旋转180°而不是90°。但是为了给工人创造较好的劳动条件，在新设计锻压车间时，大部还都采用图3a 的布置。
图4为空气锤与炉子的两种可能布置图。虽然图4 a金属材料从炉子到锻工工作地点的运送路线长度要比图4 b的增加1.5倍，但根据上述蒸汽－空气锤所需劳动保护的类似要求来看，采用图4 a的方案是比较合适的。
@Y12902.gif
图4 空气锤及其加热炉的布置方案
1―锤 2―加热炉
应当指出，采用图4 b的布置时，司锤工的工作地点离开炉子很近，并正对着炉子，他的工作条件差。
（三） 工作地点的组织
在工作地点的组织方面，要注意以下几点：
1． 工作地点要整洁
废料、成品等要有秩序地堆放。锻工工具的放置要有条不紊，使它们经常保持完好。在工作地点要设置带锁的工具橱、工具箱。经常使用的工具固定个人使用；不是经常使用的工具，则存在工具室。工具室需有专人负责工具的收发。对于模具，更应该设立专门的模具仓库，委派专人负责模具的维护、保养和收发，否则，不管工模具的质量如何，都会由于管理不善而出差错。
2． 要设置毛坯箱和成品箱
毛坯运到工作地点不能倒在地板上，而应直接倒入工作地点的毛坯箱中；成品锻出来以后，也不能乱堆在地板上，而应放在成品箱中，或者按照工艺要求转到适当的地方进行冷却。良好的工作秩序将有助于消除繁重劳动给人带来的疲劳和烦躁，从而减少了工伤事故。
三、 对锻压设备结构的一般安全技术要求
锻压设备的结构不但要保证设备运行中的安全，而且要能保证安装、拆卸和检修等各项工作的安全。此外，还必须便于调整和更换易损件，便于对在运行中要取下检查的零件进行检查。
1． 锻压设备的机架和突出部分不得有棱角或毛刺；
2． 外露的传动装置（齿轮传动、摩擦传动、曲柄传动或皮带传动等）必须要有防护罩。防护罩需用铰链安装在锻压设备的不动部件上；
3． 锻压设备的起动装置必须能保证对设备进行迅速开关，并保证设备运行和停车状态的连续可靠；
4． 起动装置的结构应能防止锻压设备意外的开动或自动开动。
图5为小型空气锤（小于250kg的）常用脚踏板操纵的保护装置。因为脚踏板位在砧子下面，容易被滑落的锻件或工具碰倒，所以在上面应加一个盖板或罩子。
@Y12903.gif
图5 空气锤脚踏板的保护装置
a） 脚和脚踏板的正确位置 b）脚和脚踏板的不正确位置
较大型的空气锤或蒸汽－空气自由锤一般是用手柄操纵的，应该设置简易的操作室或屏蔽装置。
模锻锤的脚踏板也应置于某种挡板之下。它是一种用角架做成的架子，上面覆以钢板。脚踏板就藏在这种架子下面，操作者应便于将脚伸入进行操纵。
设备上使用的模具都必须严格按照图纸上提出的材料和热处理要求进行制造。紧固模具用的斜楔应选用适当材料并经退火处理。为了避免受撞击的一端卷曲，端部允许进行局部淬火。但端部一旦卷曲（“开花”），则要停止使用，或经过修正后才能使用。
5． 电动起动装置的按钮盒，其按钮上需标有“起动”“停车”等字样。停车按钮为红色，其位置比起动按钮高10~12mm；
6． 在高压蒸汽管道上必须装有安全阀和凝结罐，以消除水击现象，降低突然升高的压力；
7． 蓄力器通往水压机的主管上必须装有当水耗量突然增高时能自动关闭水管的装置；
8． 任何类型的蓄力器都应有安全阀。安全阀必须由技术检查员加铅封，并定期进行检查；
9． 安全阀的重锤必须封在带锁的锤盒内；
10． 安设在独立室内的重力式蓄力器必须装有荷重位置指示器，使运行人员能在水压机的工作地点上观察到荷重的位置；
11． 新安装和经过大修理的锻压设备应该根据设备图纸和技术说明书进行验收和试验；
12． 操作工人应认真学习锻压设备安全技术操作规程，加强设备的维护、保养、保证设备的正常运行。
12． 操作工人应认真学习锻压设备安全技术操作规程，加强设备的维护、保养、保证设备的正常运行。
