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衍架式起重機故障分析，衍架式起重機防護措施
時間：2022-08-21來源：起重機廠家瀏覽次數(shù)：203
衍架式起重機由于具有起重靈活、操作簡單、安裝及拆卸方便等特點，被廣泛地應用于施工企業(yè)的橋梁架設(shè)工地上。因此確保衍架式超重機的安全運轉(zhuǎn)，對提高工作效率、降低生產(chǎn)成本、防止人身傷亡、樹立良好的企業(yè)信譽等方面起著非常重要的作用。然而由于種種原因，衍架式起重機在使用過程中會出現(xiàn)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行分析的基礎(chǔ)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、傳動和承載系統(tǒng)零部件的損壞、載荷嚴重超重、操作失誤和維護保養(yǎng)不當?shù)榷际窃斐奢d荷墜落的最主要原因。因此，為了防止起重機事故，必須著重解決好設(shè)計、制造、安裝、檢驗、維護等幾個環(huán)節(jié)中的問題。在多年的實踐經(jīng)驗中，通過對衍架式起重機多起事故隱患進行分析總結(jié)，本人認為造成起重機事故的原因主要有以下幾個方面：
1.1 承載系統(tǒng)零部件的損壞
1.1.1 鋼絲繩損壞
（1）動、定滑輪組碰撞引起鋼絲繩擠軋或折斷；
當?shù)蹉^吊起物品上升，如果起升機構(gòu)的上升限位開關(guān)失靈，而吊車司機又未察覺，仍然繼續(xù)上升操作時，會引起動滑輪組碰撞定滑輪組或小車架，造成鋼絲繩被結(jié)構(gòu)件邊緣或滑輪輪緣擠壓切割；或者由于電機的扭矩和傳動系統(tǒng)的能量全部被鋼絲繩吸收，超過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(jié)或折斷；
在起吊過程中，如果鋼絲繩離開卷筒繩槽或輪槽，或當?shù)蹉^放下后，但吊鉤繼續(xù)下降，引起鋼絲繩松弛，均易造成鋼絲繩纏繞混亂；
（3）下降限位開關(guān)失靈，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
當?shù)蹉^放下載荷后，如果由于起升機構(gòu)的下降限位開關(guān)失靈，吊車司機繼續(xù)進行下降操作，卷筒將鋼絲繩全部放完后仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則鋼絲繩反向混亂纏繞，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
（4）鋼絲繩接頭損壞；
（5）鋼絲繩嚴重磨損后，用戶沒有定期更換，導致最后拉斷。
1.1.2 吊鉤損壞
大多數(shù)吊鉤采用鍛造，大噸位起重機采用板鉤。如果在制造過程中未進行無損傷檢查，鍛造缺陷未及時發(fā)現(xiàn)，用戶在使用過程中可能產(chǎn)生斷裂等事故。如果鍛鉤的材質(zhì)未嚴格控制，濫用材料，也會產(chǎn)生吊鉤損壞事故。
1.1.3 滑輪損壞
如果設(shè)計欠妥或維護不當，球墨鑄鐵滑輪的輪緣在運輸過程中常有碰壞現(xiàn)象。起升機構(gòu)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引起輪緣磨損以至損壞。
1.1.4 結(jié)構(gòu)部件損壞
衍架式起重機的橋架和小車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(shè)計主要受剛度條件限制。由于設(shè)計不當，制造質(zhì)量低劣等原因引起兩大部件損壞時，可能導致載荷墜落。
1.2 起重機構(gòu)傳動系統(tǒng)零部件損壞
衍架式起重機的起升機械傳動系統(tǒng)零部件由卷筒、軸、軸承、聯(lián)軸器、減速箱、制動器等組成。由于設(shè)計錯誤、材質(zhì)缺陷、制造超差、裝配不當?shù)榷伎赡軐е聜鲃酉到y(tǒng)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(shè)計通常是偏于保守的，也有成熟的設(shè)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，就會造成起重機事故。例如由于吊車司機判斷失誤，或經(jīng)驗不足引起操作失誤；對鋼絲繩、軸承、齒輪、滑輪等沒有定期潤滑常常加快磨損；吊車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 嚴重超載會引起最薄弱的零部件損壞
起重機嚴重超載會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輛或其它設(shè)備并沒有完全脫開，司機就盲目起吊；或在起升過程中意外地被固定障礙物絆住載荷，此時電動機最大扭矩全部傳遞給鋼絲繩和起重機構(gòu)，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是同等重要。
2.1 第一防線：提高使用者的安全意識和操作水平
起重機用戶應是起預防事故的第一道防線作用。正確選擇、安裝、試驗、操作、檢查和維護是用戶的責任。維護責任作用就是一個很好例子?？峙伦畛е螺d荷墜落的錯誤是限位開關(guān)調(diào)整不正確和電機反相連接，這些都會使限位開關(guān)不起作用。在另一實例中，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：制造廠
即使用戶正確地盡到了全部責任，還是不可能避免所有類型的事故。因而，起重機制造廠應提供第二道防線，即供應具有較大安全系數(shù)和足夠安全保護裝置的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
限位開關(guān)也是第二道防線中一個很好的例子。在起重機械安全技術(shù)檢驗規(guī)程中，要求安裝上升限位開關(guān)。由于這個開關(guān)可能失靈而不能防止上、下滑輪組接觸，所以常規(guī)定安裝第二個開關(guān)。
遺憾的是兩個上升限位開關(guān)都有可能受到控制系統(tǒng)故障和反相連接的影響。可以通過規(guī)定安裝反相連接保護裝置進一步防止上、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(zhuǎn)。另外安裝一個與相位無關(guān)的動力限制開關(guān)，可以作為第二個限制開關(guān)。
2.3 第三防線：附加主起升機構(gòu)的安全保護系統(tǒng)
主起升機構(gòu)為了防止過載除應采用合理的設(shè)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要介紹：
2.3.1 監(jiān)測保護裝置
安全保護系統(tǒng)的基本要求是能提供監(jiān)測起重機差錯的信號及記錄，防止差錯繼續(xù)擴大，并能及時得到糾正。
（1）重量顯示和超載保護裝置；
該裝置通常采用數(shù)字顯示或指針指示等方式，隨時向操作人員顯示或進行記錄，達到額定起重量時發(fā)出報警聲音、燈光等信號，超載時通過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(jiān)控器；
起 重機在起吊重物時，如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，載荷受重力影響而墜落，此時卷筒超速反轉(zhuǎn)，通過卷筒超速監(jiān)控器發(fā)出信號，事故制動器立即動作，剎住卷筒。
（3）防止事故發(fā)生的制動器；
在起重機正常工作時，事故制動器不起作用。如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，卷筒超速反轉(zhuǎn)由監(jiān)控器發(fā)出信號后，事故制動器動作。事故制動器安裝在卷筒上，常見的有盤式制動器和帶式制動器。
（4）起升高度限位器；
由于誤操作或上升限位的制動器失靈，起升機構(gòu)的吊鉤滑輪組超過上一定的高度后，起升高度限位器發(fā)出信號，起升機構(gòu)斷電，載荷不能繼續(xù)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(jiān)控器；
鋼絲繩纏繞監(jiān)控器由導桿和限位開關(guān)組成，固定在起升機構(gòu)的卷筒上。正常纏繞時，監(jiān)控器導桿和鋼絲繩不接觸。當起升鋼絲繩越槽時碰到監(jiān)控器導桿，限位開關(guān)發(fā)出信號，起重機停止工作。
（6）鋼絲繩斷裂監(jiān)控器；
當鋼絲繩斷裂時，監(jiān)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(diào)式，在扭矩超過額定數(shù)值時，轉(zhuǎn)動軸和被動軸之間就打滑，可以限制起重機承載系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的超載現(xiàn)象。
2.3.2 雙重傳動系統(tǒng)
起重機正常工作時，電動機帶動雙套減速箱同時動作。如果一臺減速箱中齒輪、軸、軸承等某個零件損壞，另一臺減速箱可以單獨承受傳動系統(tǒng)中的載荷，作為備用系統(tǒng)（如圖1）
2.3.3 雙重承載系統(tǒng)
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(tǒng)，當工作承載系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用承載系統(tǒng)自動投入工作。雙重吊鉤組分為內(nèi)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，雙重吊鉤組同時承受起吊載荷。當其中一套損壞時，另一套可以單獨承受起重載荷，而且損壞的零件又不會從起重機上掉下來。
此系統(tǒng)由于定滑輪和動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載荷不會產(chǎn)生明顯的晃動。但在鋼絲繩子纏繞時，吊鉤組在起升和下降過程中必須保持沿垂線運動。
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、傳動和承載系統(tǒng)零部件的損壞、載荷嚴重超重、操作失誤和維護保養(yǎng)不當?shù)榷际窃斐奢d荷墜落的最主要原因。因此，為了防止起重機事故，必須著重解決好設(shè)計、制造、安裝、檢驗、維護等幾個環(huán)節(jié)中的問題。在多年的實踐經(jīng)驗中，通過對衍架式起重機多起事故隱患進行分析總結(jié)，本人認為造成起重機事故的原因主要有以下幾個方面：
1.1 承載系統(tǒng)零部件的損壞
1.1.1 鋼絲繩損壞
（1）動、定滑輪組碰撞引起鋼絲繩擠軋或折斷；
當?shù)蹉^吊起物品上升，如果起升機構(gòu)的上升限位開關(guān)失靈，而吊車司機又未察覺，仍然繼續(xù)上升操作時，會引起動滑輪組碰撞定滑輪組或小車架，造成鋼絲繩被結(jié)構(gòu)件邊緣或滑輪輪緣擠壓切割；或者由于電機的扭矩和傳動系統(tǒng)的能量全部被鋼絲繩吸收，超過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(jié)或折斷；
在起吊過程中，如果鋼絲繩離開卷筒繩槽或輪槽，或當?shù)蹉^放下后，但吊鉤繼續(xù)下降，引起鋼絲繩松弛，均易造成鋼絲繩纏繞混亂；
（3）下降限位開關(guān)失靈，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
當?shù)蹉^放下載荷后，如果由于起升機構(gòu)的下降限位開關(guān)失靈，吊車司機繼續(xù)進行下降操作，卷筒將鋼絲繩全部放完后仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則鋼絲繩反向混亂纏繞，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
（4）鋼絲繩接頭損壞；
（5）鋼絲繩嚴重磨損后，用戶沒有定期更換，導致最后拉斷。
1.1.2 吊鉤損壞
大多數(shù)吊鉤采用鍛造，大噸位起重機采用板鉤。如果在制造過程中未進行無損傷檢查，鍛造缺陷未及時發(fā)現(xiàn)，用戶在使用過程中可能產(chǎn)生斷裂等事故。如果鍛鉤的材質(zhì)未嚴格控制，濫用材料，也會產(chǎn)生吊鉤損壞事故。
1.1.3 滑輪損壞
如果設(shè)計欠妥或維護不當，球墨鑄鐵滑輪的輪緣在運輸過程中常有碰壞現(xiàn)象。起升機構(gòu)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引起輪緣磨損以至損壞。
1.1.4 結(jié)構(gòu)部件損壞
衍架式起重機的橋架和小車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(shè)計主要受剛度條件限制。由于設(shè)計不當，制造質(zhì)量低劣等原因引起兩大部件損壞時，可能導致載荷墜落。
1.2 起重機構(gòu)傳動系統(tǒng)零部件損壞
衍架式起重機的起升機械傳動系統(tǒng)零部件由卷筒、軸、軸承、聯(lián)軸器、減速箱、制動器等組成。由于設(shè)計錯誤、材質(zhì)缺陷、制造超差、裝配不當?shù)榷伎赡軐е聜鲃酉到y(tǒng)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(shè)計通常是偏于保守的，也有成熟的設(shè)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，就會造成起重機事故。例如由于吊車司機判斷失誤，或經(jīng)驗不足引起操作失誤；對鋼絲繩、軸承、齒輪、滑輪等沒有定期潤滑常常加快磨損；吊車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 嚴重超載會引起最薄弱的零部件損壞
起重機嚴重超載會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輛或其它設(shè)備并沒有完全脫開，司機就盲目起吊；或在起升過程中意外地被固定障礙物絆住載荷，此時電動機最大扭矩全部傳遞給鋼絲繩和起重機構(gòu)，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是同等重要。
2.1 第一防線：提高使用者的安全意識和操作水平
起重機用戶應是起預防事故的第一道防線作用。正確選擇、安裝、試驗、操作、檢查和維護是用戶的責任。維護責任作用就是一個很好例子?？峙伦畛е螺d荷墜落的錯誤是限位開關(guān)調(diào)整不正確和電機反相連接，這些都會使限位開關(guān)不起作用。在另一實例中，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：制造廠
即使用戶正確地盡到了全部責任，還是不可能避免所有類型的事故。因而，起重機制造廠應提供第二道防線，即供應具有較大安全系數(shù)和足夠安全保護裝置的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
限位開關(guān)也是第二道防線中一個很好的例子。在起重機械安全技術(shù)檢驗規(guī)程中，要求安裝上升限位開關(guān)。由于這個開關(guān)可能失靈而不能防止上、下滑輪組接觸，所以常規(guī)定安裝第二個開關(guān)。
遺憾的是兩個上升限位開關(guān)都有可能受到控制系統(tǒng)故障和反相連接的影響。可以通過規(guī)定安裝反相連接保護裝置進一步防止上、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(zhuǎn)。另外安裝一個與相位無關(guān)的動力限制開關(guān)，可以作為第二個限制開關(guān)。
2.3 第三防線：附加主起升機構(gòu)的安全保護系統(tǒng)
主起升機構(gòu)為了防止過載除應采用合理的設(shè)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要介紹：
2.3.1 監(jiān)測保護裝置
安全保護系統(tǒng)的基本要求是能提供監(jiān)測起重機差錯的信號及記錄，防止差錯繼續(xù)擴大，并能及時得到糾正。
（1）重量顯示和超載保護裝置；
該裝置通常采用數(shù)字顯示或指針指示等方式，隨時向操作人員顯示或進行記錄，達到額定起重量時發(fā)出報警聲音、燈光等信號，超載時通過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(jiān)控器；
起 重機在起吊重物時，如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，載荷受重力影響而墜落，此時卷筒超速反轉(zhuǎn)，通過卷筒超速監(jiān)控器發(fā)出信號，事故制動器立即動作，剎住卷筒。
（3）防止事故發(fā)生的制動器；
在起重機正常工作時，事故制動器不起作用。如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，卷筒超速反轉(zhuǎn)由監(jiān)控器發(fā)出信號后，事故制動器動作。事故制動器安裝在卷筒上，常見的有盤式制動器和帶式制動器。
（4）起升高度限位器；
由于誤操作或上升限位的制動器失靈，起升機構(gòu)的吊鉤滑輪組超過上一定的高度后，起升高度限位器發(fā)出信號，起升機構(gòu)斷電，載荷不能繼續(xù)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(jiān)控器；
鋼絲繩纏繞監(jiān)控器由導桿和限位開關(guān)組成，固定在起升機構(gòu)的卷筒上。正常纏繞時，監(jiān)控器導桿和鋼絲繩不接觸。當起升鋼絲繩越槽時碰到監(jiān)控器導桿，限位開關(guān)發(fā)出信號，起重機停止工作。
（6）鋼絲繩斷裂監(jiān)控器；
當鋼絲繩斷裂時，監(jiān)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(diào)式，在扭矩超過額定數(shù)值時，轉(zhuǎn)動軸和被動軸之間就打滑，可以限制起重機承載系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的超載現(xiàn)象。
2.3.2 雙重傳動系統(tǒng)
起重機正常工作時，電動機帶動雙套減速箱同時動作。如果一臺減速箱中齒輪、軸、軸承等某個零件損壞，另一臺減速箱可以單獨承受傳動系統(tǒng)中的載荷，作為備用系統(tǒng)（如圖1）
2.3.3 雙重承載系統(tǒng)
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(tǒng)，當工作承載系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用承載系統(tǒng)自動投入工作。雙重吊鉤組分為內(nèi)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，雙重吊鉤組同時承受起吊載荷。當其中一套損壞時，另一套可以單獨承受起重載荷，而且損壞的零件又不會從起重機上掉下來。
此系統(tǒng)由于定滑輪和動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載荷不會產(chǎn)生明顯的晃動。但在鋼絲繩子纏繞時，吊鉤組在起升和下降過程中必須保持沿垂線運動。
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2022-08
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