對(duì)一起電動(dòng)葫蘆溜鉤故障的分析

李治軍

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津 300110）

1 故障電動(dòng)葫蘆概述

造成事故的故障電動(dòng)葫蘆屬于輕小型起重設(shè)備，型號(hào)CD，額定起重量10t，起升高度為12m，工作級(jí)別為M3，鋼絲繩傳動(dòng)為2倍率，操縱方式為遙控。

故障電動(dòng)葫蘆在造成事故之前，能按規(guī)定進(jìn)行定期檢修和保養(yǎng)。因該電動(dòng)葫蘆在起升速度上不適合使用單位生產(chǎn)使用，經(jīng)過正規(guī)維修保養(yǎng)單位進(jìn)行過兩次改造。改造后由使用單位維修人員進(jìn)行安裝工作。

事故發(fā)生時(shí)，該故障電動(dòng)葫蘆剛剛完成安裝工作，安裝位置為西側(cè)導(dǎo)軌南。準(zhǔn)備進(jìn)行東側(cè)導(dǎo)軌南另外一臺(tái)10t電動(dòng)葫蘆的安裝工作。使用單位采取的安裝方式為：通過起重機(jī)械提升一長方形鐵質(zhì)平臺(tái)，維修人員和待安裝電動(dòng)葫蘆隨平臺(tái)上升到安裝位置后，由維修人員進(jìn)行待安裝電動(dòng)葫蘆的安裝工作。平臺(tái)西側(cè)的兩個(gè)吊點(diǎn)由西側(cè)導(dǎo)軌上另外一臺(tái)10t電動(dòng)葫蘆（鋼絲繩傳動(dòng)為4倍率）與該故障電動(dòng)葫蘆配合進(jìn)行提升作業(yè)；平臺(tái)東側(cè)的兩個(gè)吊點(diǎn)由索具進(jìn)行連接后，由一臺(tái)汽車式起重機(jī)進(jìn)行提升作業(yè)；即該平臺(tái)的四個(gè)吊點(diǎn)由三臺(tái)不同的起重機(jī)械吊掛進(jìn)行提升作業(yè)，分別控制。在正式進(jìn)行安裝工作之前，使用單位維修組人員對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了提升試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中無特殊情況發(fā)生。試驗(yàn)之后將待安裝的另一臺(tái)電動(dòng)葫蘆置于平臺(tái)之上，并有4名維修人員一同站于平臺(tái)之上進(jìn)行提升，準(zhǔn)備到達(dá)待安裝電動(dòng)葫蘆的安裝位置進(jìn)行安裝作業(yè)。在維修平臺(tái)提升至7米左右的高度時(shí)，西側(cè)導(dǎo)軌南電動(dòng)葫蘆發(fā)生溜鉤故障，造成平臺(tái)西側(cè)南吊點(diǎn)在重力作用下下滑，平臺(tái)發(fā)生傾斜，平臺(tái)上的4名維修人員以及待安裝的電動(dòng)葫蘆同時(shí)墜落，產(chǎn)生事故。

2 故障電動(dòng)葫蘆的現(xiàn)場勘查情況

在事故現(xiàn)場，對(duì)故障電動(dòng)葫蘆進(jìn)行了勘查。

勘查現(xiàn)場時(shí)發(fā)現(xiàn)，平臺(tái)翻轉(zhuǎn)墜落在地，有扭曲痕跡；待安裝的電動(dòng)葫蘆墜落在平臺(tái)南側(cè)，已經(jīng)損毀；西側(cè)導(dǎo)軌上另外一臺(tái)電動(dòng)葫蘆未見異常；故障電動(dòng)葫蘆已斷電，吊鉤落地，鋼絲繩亂繩嚴(yán)重，未安裝起重量限制器、未安裝導(dǎo)繩器、未安裝起升高度限位裝置、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)未安裝制動(dòng)器。故障電動(dòng)葫蘆鋼絲繩有兩處擠壓痕跡，未見斷絲。平衡輪尺寸較小。

3 故障電動(dòng)葫蘆拆解分析

在故障電動(dòng)葫蘆進(jìn)行拆解之前，首先通電進(jìn)行試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)電氣箱內(nèi)共有6個(gè)接觸器，其中2個(gè)接觸器未接線，2個(gè)接觸器為電動(dòng)葫蘆行走電機(jī)接觸器，1個(gè)為電動(dòng)葫蘆起升接觸器、1個(gè)為電動(dòng)葫蘆下降接觸器，無總接觸器。

首先架設(shè)臨時(shí)供電電纜，斷開葫蘆行走電機(jī)接觸器，進(jìn)行起升機(jī)構(gòu)動(dòng)作試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果是卷筒無動(dòng)作不運(yùn)轉(zhuǎn)、減速器不運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、無異響，制動(dòng)器工作正常。

將電動(dòng)機(jī)拆下后，觀察到卷筒內(nèi)傳動(dòng)軸與聯(lián)軸器已經(jīng)散落在卷筒內(nèi)。逐一取出散落的零部件后又將減速器拆下，轉(zhuǎn)動(dòng)減速器輸入軸，輸出軸也跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，減速器工作正常。輸出軸齒輪與卷筒齒輪無破損。逐一清點(diǎn)各零部件后發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)軸減速器一端花鍵有輕微扭曲和刮傷，未見軸用彈性擋圈及其碎片。

將拆解后的零部件逐一組裝（去除卷筒外殼）至極限位置（無軸用彈性擋圈），測(cè)量其長度為1172mm，卷筒外殼兩端長度為1222mm，其差值為50mm。

在極限尺寸的安裝情況下，傳動(dòng)軸在減速器一端的插入深度為33mm，即傳動(dòng)軸從聯(lián)軸器中脫出只需要33mm。若組裝后的電動(dòng)機(jī)至減速器長度與卷筒外殼長度的差值在33mm以上，就可以造成傳動(dòng)軸從聯(lián)軸器中脫出。組裝后的電動(dòng)機(jī)至減速器長度為1172mm，比卷筒外殼長度1222mm短50mm。兩者差值50mm，比33mm大17mm，傳動(dòng)軸從聯(lián)軸器中可以脫出。

綜合各相關(guān)材料和技術(shù)分析,此次事故的主要原因是故障電動(dòng)葫蘆電動(dòng)機(jī)與減速器之間的傳動(dòng)軸從聯(lián)軸器中脫出，導(dǎo)致連接斷開，起升力矩和制動(dòng)力矩不能正常傳遞，進(jìn)而造成事故的發(fā)生。

4 由事故引發(fā)的思考

4.1 電動(dòng)葫蘆溜鉤故障產(chǎn)生的其他可能原因

（1）電動(dòng)葫蘆電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障。在遙控器一直按住起升或者下降按鈕的狀態(tài)下，錐形制動(dòng)器處于打開狀態(tài)，若此時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障或者功率不夠，都可能造成吊鉤承重下滑。

（2）電動(dòng)葫蘆錐形制動(dòng)器出現(xiàn)故障。電動(dòng)葫蘆錐形制動(dòng)器處于常閉狀態(tài)。在吊鉤的起升或者下降過程中可能存在點(diǎn)動(dòng)操作，若錐形制動(dòng)器產(chǎn)生故障，不能正常閉合，制動(dòng)力不足，也能造成吊鉤承重下滑。

（3）電動(dòng)葫蘆減速器出現(xiàn)故障。電動(dòng)葫蘆通過安裝在其一側(cè)的減速器中各級(jí)齒輪傳動(dòng)來降低轉(zhuǎn)速、提升扭矩。使電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與扭矩和卷筒的輸入轉(zhuǎn)速與扭矩相匹配。電動(dòng)葫蘆減速器包括輸入軸、中間軸、輸出軸和各軸上相互嚙合的齒輪。任何一根傳動(dòng)軸出現(xiàn)扭曲、斷裂，任何一個(gè)齒輪出現(xiàn)斷齒、嚙合平穩(wěn)性不好都會(huì)影響扭矩的傳遞，進(jìn)而造成吊鉤承重下滑。

（4）電動(dòng)葫蘆內(nèi)電動(dòng)機(jī)至減速器的扭矩傳遞出現(xiàn)問題。電動(dòng)葫蘆的電動(dòng)機(jī)和減速器分別位于葫蘆兩側(cè)，兩者之間的扭矩傳遞由卷筒內(nèi)部的傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器來完成。傳動(dòng)軸與聯(lián)軸器通過花鍵來傳遞扭矩。傳動(dòng)軸斷裂、花鍵磨損、聯(lián)軸器損壞都會(huì)影響扭矩的傳遞，造成吊鉤承重下滑。

（5）電動(dòng)葫蘆扭矩傳遞的各個(gè)環(huán)節(jié)中，各軸承的損壞也會(huì)影響扭矩的傳遞。軸承的損壞會(huì)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各零部件承受偏載扭矩。承受偏載扭矩的傳動(dòng)軸易出現(xiàn)晃動(dòng)、扭曲；齒輪嚙合不平穩(wěn)甚至造成齒輪斷齒；花鍵磨損。這些都會(huì)影響扭矩的傳遞，造成吊鉤承重下滑。

4.2 故障電動(dòng)葫蘆存在的其他問題

該故障電動(dòng)葫蘆若按相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)程檢驗(yàn)存在一些問題：未安裝起重量限制器、未安裝導(dǎo)繩器、未安裝起升高度限位裝置、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)未安裝制動(dòng)器。無總接觸器。

4.3 電動(dòng)葫蘆易發(fā)生的故障

在各類起重機(jī)械中，電動(dòng)單梁起重機(jī)、電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)、電動(dòng)葫蘆門式起重機(jī)等均采用電動(dòng)葫蘆作為起重機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)。除大、小車行走機(jī)構(gòu)和主要受力及構(gòu)件之外，電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)故障。一是接觸器容易產(chǎn)生粘連、失效故障。二是錐形制動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子制動(dòng)軸容易發(fā)生扭曲、斷裂故障。由于電動(dòng)葫蘆的起升、下降過程中會(huì)存在多次的點(diǎn)動(dòng)操作，錐形制動(dòng)器會(huì)頻繁的打開、閉合，制動(dòng)軸會(huì)反復(fù)的受到啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩，容易產(chǎn)生疲勞斷裂。制動(dòng)軸斷裂后，制動(dòng)力矩不能傳遞到卷筒，以電動(dòng)葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的起重機(jī)械所吊重物就會(huì)在重力作用下墜落。三是在起重機(jī)械起升高度限制器失效或控制電器柜內(nèi)起升接觸器粘連、卡阻，起升機(jī)構(gòu)會(huì)一直向上運(yùn)行導(dǎo)致過卷揚(yáng)，吊鉤組撞擊卷筒導(dǎo)致卷筒變形。卷筒通過齒輪嚙合與減速器輸出軸相連接，減速器輸出軸在沖擊力作用下容易產(chǎn)生斷裂。若維修過程中只是更換卷筒，不檢查減速器輸出軸就恢復(fù)使用，減速器輸出軸斷裂就會(huì)造成重物下滑。四是起重機(jī)械的各安全保護(hù)裝置失效、損毀等，如起升高度限制器失效、起重量限制器損毀、大車行走機(jī)構(gòu)行程限位器失效等。

4.4 使用單位在設(shè)備管理方面應(yīng)注意的問題

（1）完善責(zé)任制度。使用單位應(yīng)設(shè)置特種設(shè)備安全管理機(jī)構(gòu)，配備相應(yīng)的安全管理人員和作業(yè)人員。切實(shí)履行安全管理人員和作業(yè)人員職責(zé)，組織制定本單位特種設(shè)備安全管理制度和特種設(shè)備操作規(guī)程，制定特種設(shè)備應(yīng)急專項(xiàng)預(yù)案，定期進(jìn)行演練。發(fā)生事故及時(shí)上報(bào)，配合事故調(diào)查處理等。

在進(jìn)行起重機(jī)械事故的預(yù)防的過程中應(yīng)該建立起相關(guān)的崗位責(zé)任制度，也就是將具體的權(quán)責(zé)進(jìn)行良好的分配。一旦發(fā)生安全事故，必須要嚴(yán)格追究事故責(zé)任，具體到個(gè)人，對(duì)于沒有按照規(guī)定進(jìn)行操作而發(fā)生的安全事故，一定要進(jìn)行嚴(yán)厲的懲罰，在整個(gè)施工過程中還要對(duì)以為發(fā)生的安全事故建立電子檔案，并且將這些事故按照不同的發(fā)生原因進(jìn)行具體的分類，同時(shí)對(duì)其中的原因進(jìn)行研究和分析。

（2）完善教育管理。在起重機(jī)械事故中除了本身機(jī)械上的原因之外，很大一方面原因就是相關(guān)的從業(yè)人員沒有對(duì)安全操作給予足夠的重視。作業(yè)人員存在違規(guī)操作的行為，甚至安全管理人員對(duì)此也是視而不見。使用單位必須盡職的履行主體責(zé)任，組織開展特種設(shè)備安全教育和技能培訓(xùn)，強(qiáng)化各級(jí)人員的安全意識(shí)，增強(qiáng)作業(yè)人員的專業(yè)技能。嚴(yán)格執(zhí)行特種設(shè)備有關(guān)安全管理制度，按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，減少事故隱患。

（3）加強(qiáng)監(jiān)督管理。在起重機(jī)械的使用過程中，使用單位必須加強(qiáng)監(jiān)督管理。強(qiáng)化使用單位主體責(zé)任，完善管理制度，實(shí)施監(jiān)督管理。既要有安全管理人員對(duì)作業(yè)人員的監(jiān)督，又要有作業(yè)人員之間的互相監(jiān)督。對(duì)特種設(shè)備作業(yè)人員作業(yè)情況進(jìn)行檢查，及時(shí)糾正違章作業(yè)行為。通過監(jiān)督管理強(qiáng)化作業(yè)人員安全意識(shí)，降低風(fēng)險(xiǎn)、減少安全隱患。同時(shí)對(duì)在用起重機(jī)械進(jìn)行經(jīng)常性維護(hù)保養(yǎng)和定期自行檢查，對(duì)在用特種設(shè)備的安全附件、安全保護(hù)裝置及其附屬儀器儀表進(jìn)行定期校驗(yàn)、檢修，及時(shí)排查和消除事故隱患，確保起重設(shè)備能夠正常、安全的使用。從這些方面綜合預(yù)防起重設(shè)備造成的安全生產(chǎn)事故。