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河南華東起重機械設備公司
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衍架式起重機故障分析，衍架式起重機防護措施
時(shí)間：2022-08-21來(lái)源：起重機廠(chǎng)家瀏覽次數：203
衍架式起重機由于具有起重靈活、操作簡(jiǎn)單、安裝及拆卸方便等特點(diǎn)，被廣泛地應用于施工企業(yè)的橋梁架設工地上。因此確保衍架式超重機的安全運轉，對提高工作效率、降低生產(chǎn)成本、防止人身傷亡、樹(shù)立良好的企業(yè)信譽(yù)等方面起著(zhù)非常重要的作用。然而由于種種原因，衍架式起重機在使用過(guò)程中會(huì )出現這樣那樣的事故，給施工企業(yè)造成了不必要的損失。本文在對衍架式起重機安全事故進(jìn)行分析的基礎上，提出了一些具體的防護措施。
1 衍架式起重機事故分析
衍架式起重機事故的最大比例是載荷的墜落。鋼絲繩的損壞、傳動(dòng)和承載系統零部件的損壞、載荷嚴重超重、操作失誤和維護保養不當等都是造成載荷墜落的最主要原因。因此，為了防止起重機事故，必須著(zhù)重解決好設計、制造、安裝、檢驗、維護等幾個(gè)環(huán)節中的問(wèn)題。在多年的實(shí)踐經(jīng)驗中，通過(guò)對衍架式起重機多起事故隱患進(jìn)行分析總結，本人認為造成起重機事故的原因主要有以下幾個(gè)方面：
1.1 承載系統零部件的損壞
1.1.1 鋼絲繩損壞
（1）動(dòng)、定滑輪組碰撞引起鋼絲繩擠軋或折斷；
當吊鉤吊起物品上升，如果起升機構的上升限位開(kāi)關(guān)失靈，而吊車(chē)司機又未察覺(jué)，仍然繼續上升操作時(shí)，會(huì )引起動(dòng)滑輪組碰撞定滑輪組或小車(chē)架，造成鋼絲繩被結構件邊緣或滑輪輪緣擠壓切割；或者由于電機的扭矩和傳動(dòng)系統的能量全部被鋼絲繩吸收，超過(guò)了鋼絲繩的承載極限，以至折斷；
（2）鋼絲繩纏繞混亂引起打結或折斷；
在起吊過(guò)程中，如果鋼絲繩離開(kāi)卷筒繩槽或輪槽，或當吊鉤放下后，但吊鉤繼續下降，引起鋼絲繩松弛，均易造成鋼絲繩纏繞混亂；
（3）下降限位開(kāi)關(guān)失靈，引起鋼絲繩打結或折斷；
當吊鉤放下載荷后，如果由于起升機構的下降限位開(kāi)關(guān)失靈，吊車(chē)司機繼續進(jìn)行下降操作，卷筒將鋼絲繩全部放完后仍繼續轉動(dòng)，則鋼絲繩反向混亂纏繞，引起鋼絲繩打結或折斷；
（4）鋼絲繩接頭損壞；
（5）鋼絲繩嚴重磨損后，用戶(hù)沒(méi)有定期更換，導致最后拉斷。
1.1.2 吊鉤損壞
大多數吊鉤采用鍛造，大噸位起重機采用板鉤。如果在制造過(guò)程中未進(jìn)行無(wú)損傷檢查，鍛造缺陷未及時(shí)發(fā)現，用戶(hù)在使用過(guò)程中可能產(chǎn)生斷裂等事故。如果鍛鉤的材質(zhì)未嚴格控制，濫用材料，也會(huì )產(chǎn)生吊鉤損壞事故。
1.1.3 滑輪損壞
如果設計欠妥或維護不當，球墨鑄鐵滑輪的輪緣在運輸過(guò)程中常有碰壞現象。起升機構滑輪組鋼絲繩的最大偏角有嚴格的限制，否則鋼絲繩磨擦滑輪也會(huì )引起輪緣磨損以至損壞。
1.1.4 結構部件損壞
衍架式起重機的橋架和小車(chē)架是起重機的兩大承載部件。小噸位衍架式起重機的橋架設計主要受剛度條件限制。由于設計不當，制造質(zhì)量低劣等原因引起兩大部件損壞時(shí)，可能導致載荷墜落。
1.2 起重機構傳動(dòng)系統零部件損壞
衍架式起重機的起升機械傳動(dòng)系統零部件由卷筒、軸、軸承、聯(lián)軸器、減速箱、制動(dòng)器等組成。由于設計錯誤、材質(zhì)缺陷、制造超差、裝配不當等都可能導致傳動(dòng)系統零部件損壞，因而載荷墜落。
1.3 使用維護不當
1.3.1 誤操作和維護不當
衍架式起重機的設計通常是偏于保守的，也有成熟的設計經(jīng)驗，因此誤操作和維護不當一般不至造成起重機損壞。但是如果經(jīng)常性地被濫用，就會(huì )造成起重機事故。例如由于吊車(chē)司機判斷失誤，或經(jīng)驗不足引起操作失誤；對鋼絲繩、軸承、齒輪、滑輪等沒(méi)有定期潤滑常常加快磨損；吊車(chē)指揮員對載荷捆綁方法不重視，載荷重心位置不對中，引起不平衡起升，都容易引起損壞。
1.3.2 嚴重超載會(huì )引起最薄弱的零部件損壞
起重機嚴重超載會(huì )引起最薄弱的零部件損壞。超載的原因很多，例如由于操作人員低估載荷重量，起重機所起吊的對象與運輸車(chē)輛或其它設備并沒(méi)有完全脫開(kāi)，司機就盲目起吊；或在起升過(guò)程中意外地被固定障礙物絆住載荷，此時(shí)電動(dòng)機最大扭矩全部傳遞給鋼絲繩和起重機構，引起嚴重超載。
2 衍架式起重機防護措施
防止起重機故障，如防止載荷墜落，或立足于防止可能導致上述事故的差錯，或立足于增強起重機安全地經(jīng)受這些差錯的能力，沒(méi)有一種完全的辦法。本人認為防止起重機事故以下三條基本防線(xiàn)是同等重要。
2.1 第一防線(xiàn)：提高使用者的安全意識和操作水平
起重機用戶(hù)應是起預防事故的第一道防線(xiàn)作用。正確選擇、安裝、試驗、操作、檢查和維護是用戶(hù)的責任。維護責任作用就是一個(gè)很好例子?？峙伦畛е螺d荷墜落的錯誤是限位開(kāi)關(guān)調整不正確和電機反相連接，這些都會(huì )使限位開(kāi)關(guān)不起作用。在另一實(shí)例中，維修人員未經(jīng)批準改裝了起重機，使安全裝置移位或不起作用。
2.2 第二防線(xiàn)：制造廠(chǎng)
即使用戶(hù)正確地盡到了全部責任，還是不可能避免所有類(lèi)型的事故。因而，起重機制造廠(chǎng)應提供第二道防線(xiàn)，即供應具有較大安全系數和足夠安全保護裝置的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
限位開(kāi)關(guān)也是第二道防線(xiàn)中一個(gè)很好的例子。在起重機械安全技術(shù)檢驗規程中，要求安裝上升限位開(kāi)關(guān)。由于這個(gè)開(kāi)關(guān)可能失靈而不能防止上、下滑輪組接觸，所以常規定安裝第二個(gè)開(kāi)關(guān)。
遺憾的是兩個(gè)上升限位開(kāi)關(guān)都有可能受到控制系統故障和反相連接的影響?？梢酝ㄟ^(guò)規定安裝反相連接保護裝置進(jìn)一步防止上、下滑輪組接觸。安裝這種保護裝置后，如果不慎反相連接，起重機將不能運轉。另外安裝一個(gè)與相位無(wú)關(guān)的動(dòng)力限制開(kāi)關(guān)，可以作為第二個(gè)限制開(kāi)關(guān)。
2.3 第三防線(xiàn)：附加主起升機構的安全保護系統
主起升機構為了防止過(guò)載除應采用合理的設計計算方法外，采用一些安全保護裝置也是有利的措施。以下就幾種裝置作簡(jiǎn)要介紹：
2.3.1 監測保護裝置
安全保護系統的基本要求是能提供監測起重機差錯的信號及記錄，防止差錯繼續擴大，并能及時(shí)得到糾正。
（1）重量顯示和超載保護裝置；
該裝置通常采用數字顯示或指針指示等方式，隨時(shí)向操作人員顯示或進(jìn)行記錄，達到額定起重量時(shí)發(fā)出報警聲音、燈光等信號，超載時(shí)通過(guò)信號控制使起重機停止工作（衍架式起重機起重量≥20t，應安裝）。
（2）卷筒超速監控器；
起 重機在起吊重物時(shí)，如果傳動(dòng)系統零部件損壞，載荷受重力影響而墜落，此時(shí)卷筒超速反轉，通過(guò)卷筒超速監控器發(fā)出信號，事故制動(dòng)器立即動(dòng)作，剎住卷筒。
（3）防止事故發(fā)生的制動(dòng)器；
在起重機正常工作時(shí)，事故制動(dòng)器不起作用。如果傳動(dòng)系統零部件損壞，卷筒超速反轉由監控器發(fā)出信號后，事故制動(dòng)器動(dòng)作。事故制動(dòng)器安裝在卷筒上，常見(jiàn)的有盤(pán)式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器。
（4）起升高度限位器；
由于誤操作或上升限位的制動(dòng)器失靈，起升機構的吊鉤滑輪組超過(guò)上一定的高度后，起升高度限位器發(fā)出信號，起升機構斷電，載荷不能繼續起升。衍架式起重機的高度限位器通常是械式的。
（5）鋼絲繩纏繞監控器；
鋼絲繩纏繞監控器由導桿和限位開(kāi)關(guān)組成，固定在起升機構的卷筒上。正常纏繞時(shí)，監控器導桿和鋼絲繩不接觸。當起升鋼絲繩越槽時(shí)碰到監控器導桿，限位開(kāi)關(guān)發(fā)出信號，起重機停止工作。
（6）鋼絲繩斷裂監控器；
當鋼絲繩斷裂時(shí)，監控器發(fā)出信號，起重機停止工作。
（7）起升扭矩限制器；
在主起升減速器上可以采用起升扭矩限制器，扭矩限制器是可調式，在扭矩超過(guò)額定數值時(shí)，轉動(dòng)軸和被動(dòng)軸之間就打滑，可以限制起重機承載系統和傳動(dòng)系統的超載現象。
2.3.2 雙重傳動(dòng)系統
起重機正常工作時(shí)，電動(dòng)機帶動(dòng)雙套減速箱同時(shí)動(dòng)作。如果一臺減速箱中齒輪、軸、軸承等某個(gè)零件損壞，另一臺減速箱可以單獨承受傳動(dòng)系統中的載荷，作為備用系統（如圖1）
2.3.3 雙重承載系統
對于吊鉤、滑輪組、鋼絲繩等承載零部件，都可以采用工作、備用雙重承載系統，當工作承載系統發(fā)生故障時(shí)，備用承載系統自動(dòng)投入工作。雙重吊鉤組分為內吊鉤和外吊鉤，分別承受最大起重重量，吊鉤墊圈、螺母、軸承、橫梁等也是雙重的，起重機正常工作時(shí)，雙重吊鉤組同時(shí)承受起吊載荷。當其中一套損壞時(shí)，另一套可以單獨承受起重載荷，而且損壞的零件又不會(huì )從起重機上掉下來(lái)。
此系統由于定滑輪和動(dòng)滑輪間鋼絲繩拉力基本上是平衡的，所以由單根鋼絲繩子吊住時(shí)載荷不會(huì )產(chǎn)生明顯的晃動(dòng)。但在鋼絲繩子纏繞時(shí)，吊鉤組在起升和下降過(guò)程中必須保持沿垂線(xiàn)運動(dòng)。
衍架式起重機事故的最大比例是載荷的墜落。鋼絲繩的損壞、傳動(dòng)和承載系統零部件的損壞、載荷嚴重超重、操作失誤和維護保養不當等都是造成載荷墜落的最主要原因。因此，為了防止起重機事故，必須著(zhù)重解決好設計、制造、安裝、檢驗、維護等幾個(gè)環(huán)節中的問(wèn)題。在多年的實(shí)踐經(jīng)驗中，通過(guò)對衍架式起重機多起事故隱患進(jìn)行分析總結，本人認為造成起重機事故的原因主要有以下幾個(gè)方面：
1.1 承載系統零部件的損壞
1.1.1 鋼絲繩損壞
（1）動(dòng)、定滑輪組碰撞引起鋼絲繩擠軋或折斷；
當吊鉤吊起物品上升，如果起升機構的上升限位開(kāi)關(guān)失靈，而吊車(chē)司機又未察覺(jué)，仍然繼續上升操作時(shí)，會(huì )引起動(dòng)滑輪組碰撞定滑輪組或小車(chē)架，造成鋼絲繩被結構件邊緣或滑輪輪緣擠壓切割；或者由于電機的扭矩和傳動(dòng)系統的能量全部被鋼絲繩吸收，超過(guò)了鋼絲繩的承載極限，以至折斷；
（2）鋼絲繩纏繞混亂引起打結或折斷；
在起吊過(guò)程中，如果鋼絲繩離開(kāi)卷筒繩槽或輪槽，或當吊鉤放下后，但吊鉤繼續下降，引起鋼絲繩松弛，均易造成鋼絲繩纏繞混亂；
（3）下降限位開(kāi)關(guān)失靈，引起鋼絲繩打結或折斷；
當吊鉤放下載荷后，如果由于起升機構的下降限位開(kāi)關(guān)失靈，吊車(chē)司機繼續進(jìn)行下降操作，卷筒將鋼絲繩全部放完后仍繼續轉動(dòng)，則鋼絲繩反向混亂纏繞，引起鋼絲繩打結或折斷；
（4）鋼絲繩接頭損壞；
（5）鋼絲繩嚴重磨損后，用戶(hù)沒(méi)有定期更換，導致最后拉斷。
1.1.2 吊鉤損壞
大多數吊鉤采用鍛造，大噸位起重機采用板鉤。如果在制造過(guò)程中未進(jìn)行無(wú)損傷檢查，鍛造缺陷未及時(shí)發(fā)現，用戶(hù)在使用過(guò)程中可能產(chǎn)生斷裂等事故。如果鍛鉤的材質(zhì)未嚴格控制，濫用材料，也會(huì )產(chǎn)生吊鉤損壞事故。
1.1.3 滑輪損壞
如果設計欠妥或維護不當，球墨鑄鐵滑輪的輪緣在運輸過(guò)程中常有碰壞現象。起升機構滑輪組鋼絲繩的最大偏角有嚴格的限制，否則鋼絲繩磨擦滑輪也會(huì )引起輪緣磨損以至損壞。
1.1.4 結構部件損壞
衍架式起重機的橋架和小車(chē)架是起重機的兩大承載部件。小噸位衍架式起重機的橋架設計主要受剛度條件限制。由于設計不當，制造質(zhì)量低劣等原因引起兩大部件損壞時(shí)，可能導致載荷墜落。
1.2 起重機構傳動(dòng)系統零部件損壞
衍架式起重機的起升機械傳動(dòng)系統零部件由卷筒、軸、軸承、聯(lián)軸器、減速箱、制動(dòng)器等組成。由于設計錯誤、材質(zhì)缺陷、制造超差、裝配不當等都可能導致傳動(dòng)系統零部件損壞，因而載荷墜落。
1.3 使用維護不當
1.3.1 誤操作和維護不當
衍架式起重機的設計通常是偏于保守的，也有成熟的設計經(jīng)驗，因此誤操作和維護不當一般不至造成起重機損壞。但是如果經(jīng)常性地被濫用，就會(huì )造成起重機事故。例如由于吊車(chē)司機判斷失誤，或經(jīng)驗不足引起操作失誤；對鋼絲繩、軸承、齒輪、滑輪等沒(méi)有定期潤滑常常加快磨損；吊車(chē)指揮員對載荷捆綁方法不重視，載荷重心位置不對中，引起不平衡起升，都容易引起損壞。
1.3.2 嚴重超載會(huì )引起最薄弱的零部件損壞
起重機嚴重超載會(huì )引起最薄弱的零部件損壞。超載的原因很多，例如由于操作人員低估載荷重量，起重機所起吊的對象與運輸車(chē)輛或其它設備并沒(méi)有完全脫開(kāi)，司機就盲目起吊；或在起升過(guò)程中意外地被固定障礙物絆住載荷，此時(shí)電動(dòng)機最大扭矩全部傳遞給鋼絲繩和起重機構，引起嚴重超載。
2 衍架式起重機防護措施
防止起重機故障，如防止載荷墜落，或立足于防止可能導致上述事故的差錯，或立足于增強起重機安全地經(jīng)受這些差錯的能力，沒(méi)有一種完全的辦法。本人認為防止起重機事故以下三條基本防線(xiàn)是同等重要。
2.1 第一防線(xiàn)：提高使用者的安全意識和操作水平
起重機用戶(hù)應是起預防事故的第一道防線(xiàn)作用。正確選擇、安裝、試驗、操作、檢查和維護是用戶(hù)的責任。維護責任作用就是一個(gè)很好例子?？峙伦畛е螺d荷墜落的錯誤是限位開(kāi)關(guān)調整不正確和電機反相連接，這些都會(huì )使限位開(kāi)關(guān)不起作用。在另一實(shí)例中，維修人員未經(jīng)批準改裝了起重機，使安全裝置移位或不起作用。
2.2 第二防線(xiàn)：制造廠(chǎng)
即使用戶(hù)正確地盡到了全部責任，還是不可能避免所有類(lèi)型的事故。因而，起重機制造廠(chǎng)應提供第二道防線(xiàn)，即供應具有較大安全系數和足夠安全保護裝置的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
限位開(kāi)關(guān)也是第二道防線(xiàn)中一個(gè)很好的例子。在起重機械安全技術(shù)檢驗規程中，要求安裝上升限位開(kāi)關(guān)。由于這個(gè)開(kāi)關(guān)可能失靈而不能防止上、下滑輪組接觸，所以常規定安裝第二個(gè)開(kāi)關(guān)。
遺憾的是兩個(gè)上升限位開(kāi)關(guān)都有可能受到控制系統故障和反相連接的影響?？梢酝ㄟ^(guò)規定安裝反相連接保護裝置進(jìn)一步防止上、下滑輪組接觸。安裝這種保護裝置后，如果不慎反相連接，起重機將不能運轉。另外安裝一個(gè)與相位無(wú)關(guān)的動(dòng)力限制開(kāi)關(guān)，可以作為第二個(gè)限制開(kāi)關(guān)。
2.3 第三防線(xiàn)：附加主起升機構的安全保護系統
主起升機構為了防止過(guò)載除應采用合理的設計計算方法外，采用一些安全保護裝置也是有利的措施。以下就幾種裝置作簡(jiǎn)要介紹：
2.3.1 監測保護裝置
安全保護系統的基本要求是能提供監測起重機差錯的信號及記錄，防止差錯繼續擴大，并能及時(shí)得到糾正。
（1）重量顯示和超載保護裝置；
該裝置通常采用數字顯示或指針指示等方式，隨時(shí)向操作人員顯示或進(jìn)行記錄，達到額定起重量時(shí)發(fā)出報警聲音、燈光等信號，超載時(shí)通過(guò)信號控制使起重機停止工作（衍架式起重機起重量≥20t，應安裝）。
（2）卷筒超速監控器；
起 重機在起吊重物時(shí)，如果傳動(dòng)系統零部件損壞，載荷受重力影響而墜落，此時(shí)卷筒超速反轉，通過(guò)卷筒超速監控器發(fā)出信號，事故制動(dòng)器立即動(dòng)作，剎住卷筒。
（3）防止事故發(fā)生的制動(dòng)器；
在起重機正常工作時(shí)，事故制動(dòng)器不起作用。如果傳動(dòng)系統零部件損壞，卷筒超速反轉由監控器發(fā)出信號后，事故制動(dòng)器動(dòng)作。事故制動(dòng)器安裝在卷筒上，常見(jiàn)的有盤(pán)式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器。
（4）起升高度限位器；
由于誤操作或上升限位的制動(dòng)器失靈，起升機構的吊鉤滑輪組超過(guò)上一定的高度后，起升高度限位器發(fā)出信號，起升機構斷電，載荷不能繼續起升。衍架式起重機的高度限位器通常是械式的。
（5）鋼絲繩纏繞監控器；
鋼絲繩纏繞監控器由導桿和限位開(kāi)關(guān)組成，固定在起升機構的卷筒上。正常纏繞時(shí)，監控器導桿和鋼絲繩不接觸。當起升鋼絲繩越槽時(shí)碰到監控器導桿，限位開(kāi)關(guān)發(fā)出信號，起重機停止工作。
（6）鋼絲繩斷裂監控器；
當鋼絲繩斷裂時(shí)，監控器發(fā)出信號，起重機停止工作。
（7）起升扭矩限制器；
在主起升減速器上可以采用起升扭矩限制器，扭矩限制器是可調式，在扭矩超過(guò)額定數值時(shí)，轉動(dòng)軸和被動(dòng)軸之間就打滑，可以限制起重機承載系統和傳動(dòng)系統的超載現象。
2.3.2 雙重傳動(dòng)系統
起重機正常工作時(shí)，電動(dòng)機帶動(dòng)雙套減速箱同時(shí)動(dòng)作。如果一臺減速箱中齒輪、軸、軸承等某個(gè)零件損壞，另一臺減速箱可以單獨承受傳動(dòng)系統中的載荷，作為備用系統（如圖1）
2.3.3 雙重承載系統
對于吊鉤、滑輪組、鋼絲繩等承載零部件，都可以采用工作、備用雙重承載系統，當工作承載系統發(fā)生故障時(shí)，備用承載系統自動(dòng)投入工作。雙重吊鉤組分為內吊鉤和外吊鉤，分別承受最大起重重量，吊鉤墊圈、螺母、軸承、橫梁等也是雙重的，起重機正常工作時(shí)，雙重吊鉤組同時(shí)承受起吊載荷。當其中一套損壞時(shí)，另一套可以單獨承受起重載荷，而且損壞的零件又不會(huì )從起重機上掉下來(lái)。
此系統由于定滑輪和動(dòng)滑輪間鋼絲繩拉力基本上是平衡的，所以由單根鋼絲繩子吊住時(shí)載荷不會(huì )產(chǎn)生明顯的晃動(dòng)。但在鋼絲繩子纏繞時(shí)，吊鉤組在起升和下降過(guò)程中必須保持沿垂線(xiàn)運動(dòng)。
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衍架式起重機由于具有起重靈活、操作簡(jiǎn)單、安裝及拆卸方便等特點(diǎn)，被廣泛地應用于施工企業(yè)的橋梁架設工地上。因此確保衍架式超重機的安全運轉，對提高工作效率、降低生產(chǎn)成本...詳細
