机械基础综合分析及创新实践平台安全操作规程

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作者：管理员发布时间：2025-09-10 15:33:27

一、总则
1.适用范围：本规程适用于MY-577机械基础综合分析及创新实践平台（以下简称 “实验台”）的所有操作人员，包括教师、学生及实验技术人员。实验台涵盖三相变频电机（Y2-631-4、Y2-801-4）、交流带减速调速电机（90YCJT-60-4）、永磁直流电机（110SZ02）、CZ5 磁粉制动器、各类传感器（测力、线位移、加速度、光电位移）及配套检测与软件系统，涉及机械系统认知、安装、测量、故障分析等 15 项实验内容，操作人员需严格遵守本规程。
2.核心目标：规范实验台操作流程，强化机械防护措施，预防设备损坏、人员触电、机械伤害等安全事故，保障实验教学活动安全、有序开展。
3.责任要求：操作人员需提前参加安全培训，熟悉实验台组成（四组活动工作站、检测硬件系统、软件分析系统）、各组件技术参数及实验区域布置（实验一区至四区），考核合格后方可独立操作；实验过程中需保持专注，严禁违规操作，发现异常立即停机并上报。
二、开机前安全检查
（一）设备与电路检查
1.电源与电机检查
◦确认实验台总电源开关处于 “断开” 状态，三相电源（380V）、单相电源（220V）接线牢固，无裸露、破损或老化现象；检查各电机（Y2-631-4 型 180W、Y2-801-4 型 550W、90YCJT-60-4 型 60W、110SZ02 型 2000W）接线端子无松动，电机外壳无破损、异响，接地装置完好（接地电阻≤4Ω）。
◦检查 CZ5 磁粉制动器加载范围（0-20N・m）是否正常，制动器与电机连接部位无卡顿，散热孔无堵塞；确认各传感器（10kg/20kg 测力传感器、50mm/200mm 线位移传感器、1000 栅加速度传感器、2 套光电位移传感器）接线正确，固定牢固，无位移或损坏。
2.检测系统与软件检查
◦检查检测硬件系统：AVR 系列 Atmega64L 芯片供电正常，模拟信号（压力、位移、振动）处理电路（AD620 仪用放大器、LM358 运算放大器）无虚焊，TTL 脉冲信号规整电路（74HC14 施密特触发器、74HC245 双向收发器、74HC4 D 触发器）工作正常，RS-232 通信接口无松动，按键与液晶显示模块响应灵敏。
◦启动计算机，检查机械参数检测分析软件（VisualBasic 编写）、三维虚拟设计软件（UG 平台）及 Matlab 故障分析软件是否正常启动，无报错或卡顿；确认软件与实验台硬件数据通信正常，可实时采集传感器数据。
（二）实验区域与工具检查
1.实验区域清理：检查实验一区（挖掘机组件）、二区（零件库与量具）、三区（传动机构与控制器）、四区（加载器与检测仪器）的工作区域，确保无杂物堆积，通道畅通（宽度≥1.2m），地面无油污、积水；实验台基础平板（安装与测量基准）表面平整，无划痕或变形，储存格与抽屉内零部件（轴类、齿轮、皮带轮等）分类摆放，无松动或坠落风险。
2.工具与防护用品检查：确认实验工具（游标卡尺、外径千分尺、百分表、扳手、螺丝刀等）精度合格，无损坏或锈蚀；防护用品（绝缘手套、护目镜、防滑鞋、安全帽）齐全且完好，实验台周边应急设备（灭火器、急救箱、紧急停机按钮）位置明确，功能正常。
三、实验操作安全流程
（一）通用操作步骤
1.开机顺序：先闭合实验台总电源开关，再依次开启控制箱电源、电机电源、检测系统电源；待软件启动并完成硬件自检后，根据实验内容（如实验三 “驱动源安装及调校”、实验八 “渐开线圆柱齿轮传动系统设计”）选择对应实验模块，设置参数（如电机转速、加载力值、传感器量程），参数设置需符合设备额定范围（如永磁直流电机电压不超过 220V，磁粉制动器加载不超过 20N・m）。
2.实验过程控制
◦机械安装类实验（如实验四 “键联接安装”、实验五 “联轴器与轴承安装”）：操作时需轻拿轻放零部件，避免碰撞基础平板或传感器；使用橡皮锤调整零件位置，严禁用铁锤直接敲击齿轮、轴承等精密部件；安装传动机构（带传动、链传动、齿轮传动）时，需确保张紧度适中，避免过紧导致电机过载或过松引发打滑。
◦参数检测类实验（如实验二 “零件机械量测量”、实验十三 “机构振动检测”）：使用量具（千分尺、百分表、噪声计）时需遵循操作规程，避免量具摔落或碰撞；传感器测量时，确保探头与被测件接触平稳，无偏移，数据采集过程中禁止触碰传感器接线；振动检测时，操作人员需与运动部件保持安全距离（≥0.5m）。
◦虚拟设计类实验（如实验十四 “机械三维虚拟设计”）：使用 UG 软件进行虚拟装配时，需保存好设计文件，避免误删或覆盖；虚拟运动分析前需检查模型约束是否正确，防止软件崩溃；如需将虚拟设计转化为实际拼装，需先确认零部件规格与设计一致，再按安装流程操作。
3.停机顺序：实验结束后，先关闭软件中的实验模块，停止电机运行，卸载 CZ5 磁粉制动器负载；再依次关闭检测系统电源、电机电源、控制箱电源，最后断开总电源；清理实验区域，将零部件归位至储存格或抽屉，工具擦拭干净后放回指定位置，填写设备使用记录。
（二）专项实验安全要求
1.高压电机操作（实验三、实验十）：操作 380V 三相变频电机时，需佩戴绝缘手套，严禁单手操作电源开关；电机启动前需确认无人接触传动部件，启动后观察 30 秒，确认电机无异响、无异常振动（振动值不超过加速度传感器量程范围），再进行后续操作。
2.故障检测实验（实验十五）：使用 Matlab 软件分析齿轮传动故障时，需先通过检测系统采集正常运行数据，再模拟故障（如齿轮齿面磨损）；模拟故障过程中需降低电机转速（≤额定转速的 50%），避免故障扩大导致设备损坏；实验结束后需立即恢复正常运行状态，检查齿轮表面无损伤。
3.气动系统实验（实验一区）：操作挖掘机气动系统组件时，需确认气源压力稳定（0.4-0.6MPa），气管无泄漏；气动元件动作前需提示周边人员，避免气动部件突然动作造成碰撞；实验后需关闭气源，释放气管内残余压力。
四、机械防护专项措施
（一）运动部件防护
1.传动机构防护：带传动、链传动、齿轮传动等外露运动部件，需安装可拆卸式防护网（网孔尺寸≤5mm）或防护罩，防护装置需牢固固定，无松动；实验过程中如需调整传动部件（如涨紧皮带），需先停机并切断电源，严禁在设备运行时拆卸防护装置。
2.旋转部件防护：电机轴、联轴器、磁粉制动器等旋转部件，需安装圆形防护盖，防护盖与旋转部件的间隙≥10mm；实验台基础平板边缘需安装防护栏（高度≥150mm），防止零部件滚落或人员误触运动部件。
（二）电气安全防护
1.接地防护：实验台总电源、电机、检测系统均需采用保护接地，接地导线截面积≥2.5mm²，接地电阻≤4Ω；每月检查接地装置，确保无断裂、松动，接地标识清晰。
2.漏电保护：实验台控制箱内安装漏电保护器（漏电动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s），每次开机前需按漏电测试按钮，确认保护器功能正常；如发生漏电跳闸，需排查故障（如线路短路、电机绝缘损坏），排除后方可重新合闸。
3.低压电路防护：220V 单相电路（如交流带减速调速电机、传感器供电）需使用绝缘导线，导线穿管保护，避免与金属部件直接接触；检测系统的 mv 级模拟信号线路需采用屏蔽线，减少电磁干扰，屏蔽层单端接地。
（三）传感器与精密部件防护
1.传感器防护：测力传感器（10kg/20kg）、线位移传感器（50mm/200mm）需避免过载使用，测量时加载力值或位移量不超过量程的 90%；传感器探头需加装保护套，防止碰撞损坏；光电位移传感器的发射与接收端需保持清洁，避免灰尘遮挡影响检测精度。
2.精密部件防护：齿轮、蜗轮蜗杆等精密传动部件，实验前后需检查表面润滑情况，定期添加润滑油（如齿轮油 GB/T 5903-2011）；零件库中的精密轴类、轴承等部件需涂抹防锈油，存放于干燥、防尘的储存格内，避免锈蚀或变形。
五、应急处理措施
1.触电事故处理：立即切断实验台总电源，使用绝缘工具（如干燥木棍、绝缘手套）将触电者与电源分离，转移至通风处；如触电者意识丧失，立即拨打急救电话（120），并进行心肺复苏，等待专业救援。
2.机械伤害处理：如发生手指、手臂等部位被运动部件夹伤或划伤，需立即停机，切断电源；轻微划伤可使用急救箱内的碘伏消毒、纱布包扎；严重伤害（如骨折、大出血）需立即固定受伤部位，拨打急救电话，避免随意移动。
3.设备故障处理：实验过程中如出现电机异响、冒烟、检测系统报错等故障，需立即停机，切断电源，记录故障现象（如故障代码、异常声音位置），并上报实验教师或设备管理员；严禁自行拆解设备（如检测系统 CPU、电机内部），需由专业人员维修。
4.火灾事故处理：如因电气短路引发火灾，需立即切断电源，使用干粉灭火器（严禁使用水灭火）扑灭火焰；火势扩大时，需组织人员疏散，拨打火警电话（119），并协助消防人员灭火。
六、日常维护与管理
1.定期维护：每周检查实验台各电机运行状态，清理电机散热孔灰尘；每月校准测力传感器、线位移传感器，确保测量精度；每季度检查传动部件润滑情况，更换老化润滑油；每年对检测系统电路进行全面检修，更换老化导线与元件。
2.人员管理：严禁非操作人员使用实验台，学生实验需在教师指导下进行；操作人员需熟悉应急处理流程，每学期参加 1 次安全培训与应急演练；设备使用后需填写《机械基础实验台使用记录表》，记录使用时间、实验内容、设备状态等信息。
3.环境管理：实验区域需保持干燥、通风，温度控制在 10-30℃，湿度≤70%；避免在实验台附近存放易燃易爆物品；定期清理实验区域，保持工作环境整洁。
本规程自发布之日起施行，如实验台设备更新或实验内容调整，需及时修订本规程。凡违反本规程导致安全事故的，将根据情节轻重追究相关人员责任。