平刨床刨刀伤手”事故分析

平刨床“刨刀伤手”事故分析
孙淑英
(郑州航空工业管理学院艺术设计系,河南郑州450015)
摘要:平刨床通常用于加工零件的基准面,其是净料加工中必不可少的工序,也是家具生产中事故多发的工序,其中又以“刨刀伤手”事故发生最多。

以“刨刀伤手”事故作为顶上事件,调查“刨刀伤手”事故产生的原因,绘制“刨刀伤手”事故树与事故树逻辑图;应用布尔代数计算“刨刀伤手”事故树的最小割集与最小径集,计算分析其各基本事件的结构重要度;依据杜邦公司故障概率的六个等级,给基本事件概率赋值,通过计算顶上事件“刨刀伤手”事故的发生概率,计算分析各基本事件的概率重要度系数、临界重要度系数,从敏感度和自身概率双重角度找出各基本事件对顶上事件“刨刀伤手”的影响程度,从而为制定针对“刨刀伤手”事故的平刨床安全措施提供依据。

关键词:刨刀伤手;事故树;结构重要度;概率重要度;临界重要度中图分类号:TS 642
文献标识码:Ａ
文章编号:2095-2953(2013)07-0034-04
Accident Analysis of “Hand Injury by Drawknife ”of Surface Planers
SUN Shu-ying
(Department of Art &Design,Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management,Zhengzhou Henan 450015,China
)
A b s
r ac t :Surface planing is usually intended for the datum surface of components to be processed,not only an
indispensable process but also a process involving a lot of accidents in furniture manufacturing,with “hand injury by drawknife ”accidents occupying the largest proportion.With “hand injury by drawknife ”accidents as a top incident,the
causes of “hand injury by drawknife ”accidents are investigated,the accident tree and the accident tree logic diagram are drawn;the minimum cut set and the least path set of the “hand injury by drawknife ”accident tree is calculated with Boolean algebra,with structural importance degrees of each basic incident analyzed;according to the six grades of failure probability of Dupont Company,based on the probability assignment of basic incidents,through the calculation of the occurrence probability of the top incident of “hand injury by drawknife ”accidents,the probability importance coefficient
and critical importance coefficient of each basic incident are calculated and analyzed and the effect of each basic incident on the top incident of “hand injury by drawknife ”accidents is found out from the angles of sensitivity and their
probabilities,thereby providing basis for the formulation of safety measures against “hand injury by drawknife ”accidents.
K e y w or d s
:hand injury by drawknife;accident tree;structural im portance;probability im portance;critical im portance
平刨床是框式家具生产中净料加工第一道工序的加工设备,通常用以加工工件的基准面,平刨床的刨刀在工作台的下面,在工作台上留有刨刀口,这类设备的刀轴转速高,切削惯性大,而且多数为手工进料[1],因此
在刨削小料和薄料时事故发生的危险性极大[2]。

3个木材加工企业的“职工工伤事故登记表”和“工
伤事故报告”等资料统计结果显示:平刨发生的工伤事故共20起,其中伤手事故18起,占90%;伤眼事故两起,占l0%[3]。

本文以平刨床为例,采用事故树分析法分析“刨刀伤手”事故发生的原因。

1绘制平刨床刨刀伤手事故树
1.1
绘制事故树
(1)确定顶上事件。

顶上事件就是所要分析的对象
收稿日期:2013-03-01
基金项目:2013年河南省软科学项目(132400410650)
第41卷第7期
林业机械与木工设备
Vo141No.72013年7月
FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT
Jul.2013
研究与设计
. All Rights Reserved.
事件,分析系统发生事故的损失和频率大小,从中找出后果严重且较容易发生的事故作为分析的顶上事件。

根据相关文献分析与现场调查,“刨刀伤手”事故是木工平刨床发生最多的事故,因此本文以“刨刀伤手”事故作为分析的顶上事件。

(2)调查原因事件。

调查与事故有关的所有原因事
件和各种因素,尽量详细查清原因和影响,绘出事故
树。

本文的顶上事件为“刨刀伤手”,确切地说是加工过程中的“刨刀伤手”,即“加工中手指接触刀具而被切断”,用以区别换刀或休息时的刨刀伤手,在文中为了简便,将其简称为“刨刀伤手”。

根据上述资料并结合现场观察与文献查询,从顶上事件起进行演绎分析,首先从人的因素(工人作业行为)与物的因素(机床的安全保护装置)两个方面着手[4],一级一级地找出所有直接
孙淑英:平刨床“刨刀伤手”事故分析
35
第7期
加工中手指接触刀具而被切断
手指异常接触刀具动作错误操作者姿势失常作业方法不当工作服凌乱
操作方法不当
慌张
身体失去平衡
用
手清除台面刨花
手没有及时离开工件
手没有及时离开工件
防护装置不完备
未安装防护接触装置防护装置失效
装备不完备摘下装备作业
人为原因
加工超范围木料
安装情况不良
形状不良
转动部分机能不良
图1刨刀伤手事故树
原因,并按照其逻辑关系绘出事故树,如图1所示。

从图1可以看出,在刨刀伤手事故树中,一共分为五级事件,顶上事件为“加工中手指接触刀具而被切断”,中间事件为三级,基本事件共有17个。

1.2绘制事故逻辑图
顶上事件用T 表示,中间事件用A 、C 、D 表示,基本事
件用E 表示,绘制“刨刀伤手”事故逻辑图如图2所示。

2计算与分析
2.1
最小割集和最小径集计算与分析
根据事故树结构进行简化,运用布尔代数计算,最
图2刨刀伤手事故逻辑图
T 加工中手指接触刀具而被切断A 1手指异常接触刀具A 2防护装置不完备
C 1动作错误C 2操作者姿势失常C 3作业方法不当
C 4未安装防护接触装置C 5防护装置失效
D 1身体失去平衡
D 2慌张D 3工作服凌乱D 4操作方法不当
D 5装备不完备D 6摘下装备作业
E 1用手清除台面刨花手没有及时离开工件
扎用围裙服装不整使用手套包有头巾
加工超范围木料使用不锋利刀具
刨削厚度过大照明不良E 2E 3E 4E 5E 6E 7E 8E 9E 10加工有缺陷木材加工中出现异常情况
床台面状态不良人为原因安装情况不良形状不良转动部分机能不良E 11E 12E 13E 14E 15E 16E 17
代号E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17
基本事件
用手清除台面刨花
手没有及时离开工件
扎用围裙
服装不整
使用手套
包有头巾
加工超范围工件
使用不锋利刀具
刨削厚度过大
照明不良
加工有缺陷工件
加工中出现异常情况
机床台面状态不良
人为原因站立不稳
保护装置安装不良
保护装置形状不良
保护装置转动部分机能不良
q
10-2
10-3
10-1
10-4
10-1
10-2
10-4
10-4
10-4
10-5
10-3
10-4
10-5
10-5
10-3
10-3
10-2
I g
3.58×10-9
1.748×10-8
1.046×10-8
1.9×10-8
1.046×10-8
1.823×10-8
1.9×10-8
1.885×10-8
1.885×10-8
1.899×10-8
1.748×10-8
1.885×10-8
1.899×10-8
2.92×10-9
2.68×10-9
2.68×10-9
4.9×10-10
I c
0.00188
0.00092
0.055
0.0001
0.055
0.00959
0.0001
0.0000992
0.0000992
0.00000994
0.00092
0.0000992
0.00000994
0.00000153
0.000141
0.000141
0.00026
后求出若干事件逻辑积的逻辑和,其中,每个逻辑积就是最小割集。

“刨刀伤手”事故树共有53个割集,如下所列:{E1,D5}、{E1,D7}、{E1,E14}、{E1,E15}、{E1,E16}、{E1,E17}、{E2,D5}、{E2,E7}、{E2,E14}、{E2,E15}、{E2,E16}、
{E2,E17}、{E7,D5}、{E7,E15}、{E7,E14}、{E7,E16}、{E7,E17}、{E8,D5}、{E8,E7}、{E8,E14}、{E8,E15}、{E8,E16}、{E8,E17}、{E9,D5}、{E9,E7}、{E9,E14}、{E9,E15}、{E9,E16}、{E9,E17}、{E10,D5}、{E10,E7}、{E10,E14}、{E10,E15}、{E10,E16}、{E10, E17}、{E11,D5}、{E11,E7}、{E11,E14}、{E11,E15}、{E11,E16}、{E11,E17}、{E12,D5}、{E12,E7}、{E12,E14}、{E12,E15}、{E12, E16}、{E12,E17}、{E13,D5}、{E13,E7}、{E13,E14}、{E13,E15}、{E13,E16}、{E13,E17}。

求最小径集是利用它与最小割集的对偶性,首先作出与事故树对偶的成功树,就是把原来事故树的“与门”换成“或门”,“或门”换“与门”,各类事件发生换成不发生。

然后采用上述方法求出成功树的最小割集,再经对偶变换后即为事故树的最小径集。

“刨刀伤手”事故树共有3个最小径集。

分别为:
P1={E1,E2,E7,E8,E9,E10,E11,E12,E13,E3,E4,E5,E6} P2={E1,E2,E7,E8,E9,E10,E11,E12,E13}
P3={E7,E14,E15,E16,E17}
(1)事故树的最小割集有53个,最小径集有3个,说明导致顶上事件的途径有53个,而控制其不发生的途径只有3个,因此容易发生刨刀伤手事件。

(2)根据最小径集的定义可知,只要控制P1、P2、P3中任一个最小径集,刨刀伤手事故就不会发生。

但由于这三个最小径集所包含的基本事件都比较多,因此实施难度较大。

2.2结构重要度计算与分析
对当前事故树进行结构重要度分析时,采用的计
算公式为[5]:
I(i)=
x∈p∑12n
-1(1)
式中:I(i)为基本事件X i的结构重要度;n i为基本事件X i 所属最小径集包含的基本事件数;P r为第r个最小径集。

将P1、P2、P3带入式(1)可得:
I(E7)>I(E1)=I(E2)=I(E8)=I(E9)=I(E10)=I(E11)= I(E12)=I(E13)>I(E14)=I(E15)=I(E16)=I(E17)>I(E4)=I(E3)= I(E5)=I(E6)。

从结构重要度上看,E7的结构重要度最大,对顶上事件发生的影响最大;次之是E1、E2、E8、E9、E10、E11、E12、E13,再次是E14、E15、E16、E17,最后是E3、E4、E5、E6。

2.3概率重要度系数计算与分析2.
3.1各基本事件发生概率
美国杜邦公司根据故障率在概率上的模糊分布和长期统计确定基本事件发生的概率一般在1×10-8~1×10-1之间,并将故障概率划分为6个等级[6]。

本文依据杜邦公司故障概率的6个等级,并采用行为抽样法观测作业人员在平刨床作业位置各不安全行为的发生频率和平刨床作业条件不良状况的发生频率[7-8],对各基本事件的发生概率赋值见表1。

2.3.2刨刀伤手事故发生概率[9]
P(T)=[1-(1-q7)]
[1-(1-q1)(1-q2)(1-q8)(1-q9)(1-q10)(1-q11)(1-q12) (1-q13)]
[1-(1-q14)(1-q15)(1-q16)(1-q17)]
[1-(1-q3)(1-q4)(1-q5)(1-q6)](2)
将表1所列各基本事件发生概率数值代入式(2)得:
P(T)=1.9×10-8
2.3.3概率重要度系数
I g(i)=əP(T)əqi(3)
将表1所列各基本事件发生概率数值与P(T)= 1.9×10-8代入式(3),得出各基本事件的概率重要度系数见表1。

各基本事件概率重要度系数排序如下:
I g(3)=I g(5)>I g(6)>I g(1)>I g(2)=I g(11)>I g(17)> I g(15)=I g(16)>I g(7)=I g(4)>I g(8)=I g(9)=I g(12)>I g(10)= I g(13)>I g(14)
林业机械与木工设备
36第41卷
表1基本事件发生概率取值与概率重要度系数、
临界重要度系数
. All Rights Reserved.
理时间的延长,竹材的气干线性干缩率均呈现下降趋势,并且随热处理温度和热处理时间变化的趋势相同,说明热处理温度和热处理时间对竹材气干线性干缩率具有同等的影响效果。

参考文献:
[1]Liese W.Research on bamboo [J ].Wood Sci.Technol.,1987(21):189-209.
[2]胡够英.高温热处理竹材动态黏弹性研究[D ].临安:浙江农林大学,2012.[3]吕
岩,李玉顺,葛贝德,等.改性竹材的应用与前景[J ].森林工程,2008,24(6):68-71.
[4]
包永洁.高温热处理前后竹材主要化学成分及物理力学性能研究[D ].南京:南京林业大学,2009.
[5]
GB/T 15780-1995,竹材物理力学性质试验方法[S ].[6]殷寿柏,黄河浪,赵
明,等.热处理方法对竹材失重率的影响
[J ].林业科技开发,2012,26(1):106-108.作者简介:余立琴,女,浙江省江山人,主要从事林产品检
验检测。

4.0
3.83.63.43.23.02.82.62.42.22.0160180200
热处理温度/℃
2h 4h 6h 5.04.54.03.53.02.52.0热处理温度/℃
160
180200
2h
4h 6h 图2气干弦向、径向干缩率随热处理温度的变化
(上接第33页)
在概率重要系数中基本事件E 3、E 5的概率重要度系
数最大,其次是E 6、E 1、E 2、E 11,这些基本事件的概率发生改变对顶上事件将起主导作用,在缩小其概率时,可有
效地将顶上事件的发生概率降下来。

2.4临界重要度系数[10]
计算与分析
I c (i )=q i P (T )
I g (i
)(4)将表1所列各基本事件发生概率数值与P (T )=1.9×10-8及Ig (i )代入式(4),得出各基本事件的临界重要度系数见表1。

各基本事件临界重要度系数排序如下:I c (4)=I c (7)>I c (10)=I c (13)>I c (8)=I c (9)=I c (12)>I c (6)>I c (2)=I c (11)>I c (3)=I c (5)>I c (1)>I c (14)>I c (15)=I c (16)>I c (17
)在临界重要度系数中,可以得出E 4、E 7在各基本事件中的临界重要系数最大,其次是E 10、E 13。

3
结论
通过以上计算分析可以得出以下结论。

(1)刨刀伤手事故容易发生且难于控制。

(2)从结构上分析,E 7(加工超范围工件)对顶上事件“刨刀伤手”的影响最大。

(3)减少E 3(扎用围裙)、E 5(使用手套)的发生概率就能有效地降低“刨刀伤手”事故的发生概率。

(4)从敏感度和自身概率大小的双重角度分析,E 4(服装不整)、E 7(加工超范围工件)对顶上事件“刨刀伤手”的影响程度最大。

参考文献:
[1]张慧玲.出口木工机床安全检验要求[J ].检验检疫学刊,2012(1).[2]廉
魁.规范木工机床管理确保操作者的人身安全[J ].木工机
床,2010(2).[3]朱劭涌.木工平刨床安全事故浅析[J ].林业机械与木工设备,2011(7).
[4]孙淑英,饶鑫.家具生产企业不安全行为研究[J ].林业机械与木工设备,2008(4).
[5]纪
旭,王
岳,王
健.油库安全分析中事故树基本事件概率
的模糊化[J ].辽宁石油化工大学学报,2011(3).[6]宫博,许开立,李德顺.基于可拓层次分析法的铁矿危险性评
价研究[J ].中国安全生产科学技术,2012(7).[7]孙淑英.行为抽样法在家具企业不安全行为研究中的应用[J ].中国安全生产科学技术,2009(1).[8]孙淑英.家具企业安全管理调查研究[J ].中国安全科学学报,2009(12).
[9]将小云.事故树分析法在防止锅炉爆炸事故及安全管理中的应用[J ].装备制造技术,2010(7).
[10]
张村峰,卞奇侃,蒋军成.基于“事故树-层次分析法”的高校学生宿舍火灾风险分析[J ].中国安全生产科学技术,2011(10).
作者简介:孙淑英(1972-),女,讲师,博士,1992年中南林业科技大学木材机械加工专业本科毕业,获学士学位,1992-2005年在河南工业设计学校从事家具设计的教学工作,2005年在南京林业大学家具设计与工程专业获工学硕士学位,2008年在南京林业大学家具设计与工程专业获工学博士学位,2008年至今在郑州航空工业管理学院艺术设计系从事工业设计的教学工作,主要研究方向为家具企业安全生产,家具生产工艺,人机工程学等。

孙淑英:平刨床“刨刀伤手”事故分析
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第7期
. All Rights Reserved.。