預(yù)防起重機(jī)械發(fā)生機(jī)械故障的措施及建議

蘇宗萬 上海鐵路局科研所

橋門式起重機(jī)給貨場、站段生產(chǎn)車間帶來靈活、高效、方便、快捷的同時(shí)，因機(jī)械的不安全因素，頻頻發(fā)生事故，也給國家、人民造成經(jīng)濟(jì)損失，給當(dāng)事人及家屬造成痛苦。發(fā)生事故的主要原因是起重機(jī)械本身存在著機(jī)械故障及操作人員的操作失誤。研究機(jī)械故障、分析原因、制定預(yù)防措施是減少橋門式起重機(jī)機(jī)械事故的主要措施。下面對橋門式起重機(jī)在運(yùn)行過程中的機(jī)械故障作一分析。

1 吊鉤及防脫鉤裝置

吊鉤是橋門式起重機(jī)用得最多的取物裝置，它承擔(dān)著吊運(yùn)的全部載荷，在使用過程中，吊鉤一旦損壞斷裂易造成重大事故。造成吊鉤損壞斷裂的原因是摩擦及超載使得吊鉤產(chǎn)生裂紋、變形和損壞斷裂。為防止吊鉤出現(xiàn)故障，就要在使用過程中嚴(yán)禁超負(fù)荷吊運(yùn)。在檢查過程中要注意吊鉤的開口度、扭曲變形、危險(xiǎn)斷面的磨損情況。吊鉤一旦發(fā)現(xiàn)裂紋要按照GBl0051-88給予報(bào)廢，堅(jiān)決不要對吊鉤進(jìn)行焊補(bǔ)。特種設(shè)備管理人員和檢測人員對吊鉤的檢查要按照GB10051-88的要求判斷吊鉤是否能夠使用。吊鉤上的防脫鉤裝置一定要定期或不定期地檢查，特別是在起吊重大設(shè)備件之前和期間，裝卸工人要格外留心，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)上報(bào)上級(jí)部門。

2 鋼絲繩

2.1 故障分析

鋼絲繩在運(yùn)行過程中，每根鋼絲繩的受力情況非常復(fù)雜，因各鋼絲在繩中的位置不同，有的在外層，有的在內(nèi)層。即使受最簡單的拉伸力，每根鋼絲繩之間受力分布也不同。此外鋼絲繩繞過卷簡、滑輪時(shí)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力、鋼絲與鋼絲之間還有擠壓力等，因此精確計(jì)算其受力比較困難，一般采用靜力計(jì)算法。鋼絲繩中的最大靜拉力應(yīng)滿足下式要求

式中:Pmax--鋼絲繩作業(yè)時(shí)可以承受的最大靜應(yīng)力；

Pd--鋼絲繩的破斷應(yīng)力；

n--安全系數(shù)。Pmax=(Q+q)/aη)

式中：Q--起重機(jī)的額定起重量；

q--吊鉤組重量；

a--滑輪組承載的繩分支總數(shù)；

η--滑輪組的總效率。

鋼絲繩最大允許工作拉力的計(jì)算式為：

式中：P--鋼絲繩作業(yè)時(shí)額定的最大靜應(yīng)力

P≥Pmax是安全的。由此可知，鋼絲繩破斷的主要原因是超載，同時(shí)還與在滑輪、卷筒的穿繞次數(shù)有關(guān)，每穿繞一次鋼絲繩就產(chǎn)生由直變曲再由曲變直的過程，穿繞次數(shù)越多就越易損壞、破斷；其次鋼絲繩的破斷與繞過滑輪、卷筒的直徑、工作環(huán)境、工作類型、保養(yǎng)情況有關(guān)。

2.2 預(yù)防措施

（1）起重機(jī)在作業(yè)運(yùn)行過程中起重量不要超過額定起重量。

（2）起重機(jī)的鋼絲繩要根據(jù)工作類型及環(huán)境選擇適合的鋼絲繩。

（3）對鋼絲繩要進(jìn)行定期的潤滑(根據(jù)工作環(huán)境確定潤滑周期)。

（4）起重機(jī)在作業(yè)時(shí)不要使鋼絲繩受到突然沖擊力。

（5）在高溫及有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境里的鋼絲繩須有隔離裝置。

（6）鋼絲繩應(yīng)無扭結(jié)、死角、硬彎、塑性變形、麻芯脫出等嚴(yán)重變形，潤滑狀況良好。

（7）鋼絲繩長度必須保證吊鉤降到最低位置時(shí)，余留在卷筒上的鋼絲繩圈數(shù)符合規(guī)范要求。

（8）鋼絲繩末端固定壓板數(shù)符合規(guī)范要求且要有防松性能。

3 卷筒及滑輪

卷筒是起重機(jī)重要的受力部件，在使用過程中會(huì)出現(xiàn)筒壁減薄、孔洞及斷裂故障。造成這些故障的原因是卷筒和鋼絲繩接觸相互擠壓和摩擦，當(dāng)卷筒減薄到一定的程度時(shí)，因承受不住鋼絲繩施加的壓力而斷裂。為防止卷筒這種機(jī)械事故的發(fā)生，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，卷筒的筒壁磨損達(dá)到原來的20%或出現(xiàn)裂紋時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。同時(shí)要注意操作環(huán)境衛(wèi)生和對卷筒、鋼絲繩的潤滑。滑輪按其作用可分為動(dòng)滑輪和定滑輪，定滑輪承載著鋼絲繩拉力方向的變向，而吊鉤上的動(dòng)滑輪則起著使橋門式起重機(jī)上的鋼絲繩均勻共同分擔(dān)起吊貨物的作用。

因此，在平常檢修和保養(yǎng)時(shí)要注意以下三點(diǎn)。

（1）滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、光潔平滑無裂紋，輪緣部分無缺損、無損傷鋼絲繩的缺陷。

（2）輪槽不均勻磨損量達(dá)3 mm?；虮诤衲p量達(dá)原壁厚的20%，或輪槽底部直徑減小量達(dá)鋼絲繩直徑的50%時(shí)，滑輪應(yīng)報(bào)廢。

（3）滑輪護(hù)罩應(yīng)安裝牢固，無損壞或明顯變形。

4 減速器齒輪

4.1 故障分析

減速器是橋門式起重機(jī)的重要傳動(dòng)部件，通過齒輪嚙合對扭矩進(jìn)行傳遞，把電動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)到需要的轉(zhuǎn)速，在傳遞扭矩過程中齒輪會(huì)出現(xiàn)輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠和、齒面磨損等機(jī)械故障，造成齒輪的故障原因分別如下：

（1）短時(shí)間過載或受到?jīng)_擊載荷，多次重復(fù)彎曲引起的疲勞折斷；

（2）齒面不光滑，有凸起點(diǎn)產(chǎn)生應(yīng)力集中，或潤滑劑不清潔；

（3）由于溫度過高引起潤滑失效；

（4）由于硬的顆粒進(jìn)入摩擦面引起磨損。

4.2 預(yù)防措施

（1）起重機(jī)不能超載使用，啟動(dòng)、制動(dòng)要緩慢、平穩(wěn)，非特定情況下禁止突然打反車；

（2）更換潤滑劑要及時(shí)，并把殼體清潔干凈，同時(shí)要選擇適當(dāng)型號(hào)的潤滑劑；

（3）要經(jīng)常檢查潤滑油是否清潔；發(fā)現(xiàn)潤滑不清潔要及時(shí)更換。

5 制動(dòng)器

5.1 故障分析

制動(dòng)器是橋門式起重機(jī)重要的安全部件，具備阻止懸吊物件下落、實(shí)現(xiàn)停車等功能，只有完好的制動(dòng)器，起重機(jī)運(yùn)行的準(zhǔn)確性和安全生產(chǎn)才能有保證。在起重機(jī)作業(yè)中制動(dòng)器會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)力不足、制動(dòng)器突然失靈，制動(dòng)輪溫度過高與制動(dòng)墊片冒煙、制動(dòng)臂張不開等機(jī)械故障。造成這些機(jī)械故障的原因分析如下：

（1）制動(dòng)帶或制動(dòng)輪磨損過大；制動(dòng)帶有小塊的局部脫落；主彈簧調(diào)得過松；制動(dòng)帶與制動(dòng)輪間有油垢；活動(dòng)鉸鏈外有卡滯的地方或有磨損過大的零件；鎖緊螺母松動(dòng)整拉桿松脫；液壓推桿松閘器的葉輪旋轉(zhuǎn)不靈活；

（2）制動(dòng)墊片嚴(yán)重或大片脫落，或長行程電磁鐵被卡住，主彈簧失效，或制動(dòng)器的主要部件損壞；

（3）制動(dòng)器與墊片間的間隙調(diào)得過大或過??；

（4）鉸鏈有卡死的地方或制動(dòng)力矩調(diào)得過大，或液壓推桿松閘器油缸中缺油及混有空氣，或液壓推桿松閘使用的油脂不符合要求，或制動(dòng)片與制動(dòng)輪間有污垢。

5.2 預(yù)防措施

定期對制動(dòng)器進(jìn)行檢查、維護(hù)，起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器必須每班檢查一次，運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器要每天檢查一次，主要檢查以下內(nèi)容。

（1）鉸鏈處有無卡滯及磨損情況，各緊固處有無松勁；

（2）各活動(dòng)件的動(dòng)作是否正常；

（3）液壓系統(tǒng)是否正常；

（4）制動(dòng)輪與制動(dòng)帶間磨損是否正常、是否清潔。

根據(jù)檢查的情況來確定制動(dòng)器是否正常，堅(jiān)決杜絕帶病運(yùn)行，同時(shí)對制動(dòng)器要定期進(jìn)行潤滑和保養(yǎng)。為了保證起重機(jī)的安全運(yùn)行，制動(dòng)器必須經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整。從而保證相應(yīng)機(jī)構(gòu)的工作要求。

6 車輪與軌道

橋門式起重機(jī)在運(yùn)行過程中車輪與軌道常見的故障為車輪的啃軌及小車的不等高、打滑。其中造成啃軌的原因是多方面的，且啃軌的形式是多樣的?？熊壿p者影響起重機(jī)的壽命，重者會(huì)造成嚴(yán)重的傷亡事故，因此特種設(shè)備管理人員和檢測人員對啃軌要足夠地重視。

造成啃軌的主要原因是安裝時(shí)產(chǎn)生不符合要求誤差的不均勻摩擦及大車傳動(dòng)系統(tǒng)中零件磨損過大及鍵連接間隙過大造成制動(dòng)不同步。因此各單位的特種設(shè)備主管部門在安裝、維修起重機(jī)時(shí)一定要找有資質(zhì)的單位進(jìn)行安裝、維修，從而保證設(shè)備安全，延長運(yùn)行壽命；同時(shí)特種設(shè)備管理人員要加強(qiáng)平時(shí)的檢查管理，避免起重機(jī)發(fā)生啃軌的機(jī)械故障，在檢查過程中要認(rèn)真、細(xì)致地找出啃軌的原因，并采取相應(yīng)的措施。尤其是在裝卸如礦石、煤炭等散貨后，一定要及時(shí)安排人員清理軌道，在裝卸過程中要盡量減少行車頻率和位移量，杜絕在重載情況下行車。小車車輪的不等高是起重機(jī)運(yùn)行中的極不安全的因素，小車的不等高使小車在運(yùn)行中一個(gè)車輪懸空或輪壓太小可能引起小車車體的震動(dòng)。造成小車車輪不等高的因素是由多方原因引起的，但是主要原因是安裝誤差不符合要求及小車設(shè)計(jì)本身重量不均勻，因此對小車不等高的故障要全面分析，把小車不等高的問題解決好。

起重機(jī)在運(yùn)行過程中由于軌道不清潔、啟動(dòng)過猛、軌道不平、車輪出現(xiàn)橢圓、主動(dòng)輪之間的輪壓不等的原因使得整車產(chǎn)生劇烈抖動(dòng)或小車產(chǎn)生打滑環(huán)象，長此以往使得各機(jī)械連接部分磨損嚴(yán)重，出現(xiàn)連接螺栓斷裂等問題。這就要求特種設(shè)備管理人員和檢測人員在檢查過程中一定要認(rèn)真仔細(xì)，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決，避免產(chǎn)生整車劇烈抖動(dòng)或小車打滑的現(xiàn)象

7 安全附件

橋門式起重機(jī)的安全附件完全是從保護(hù)設(shè)備及操作人員的角度設(shè)置的保護(hù)裝置，安全附件的管理一定要按照《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的要求，加強(qiáng)對安全附件的管理及監(jiān)察力度，制定完善的定期檢查記錄，使各個(gè)限位、超載超幅控制儀、警示燈等安全附件處于良好狀態(tài)，保證橋門式起重機(jī)安全運(yùn)行。

橋門式起重機(jī)的機(jī)械故障是比較復(fù)雜的，預(yù)防機(jī)械故障需要加強(qiáng)設(shè)備管理，同時(shí)要按時(shí)向特種設(shè)備檢測部門提出年審申請，通過特種設(shè)備檢測部門的檢查指導(dǎo)，把設(shè)備的不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)，從而保證設(shè)備、人員的安全。