移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉偉，韋俊

（柳州鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，廣西柳州 545002）

前言

水渣是高爐煉鐵的主要副產(chǎn)物之一，柳鋼煉鐵廠目前有5 座高爐，日產(chǎn)水渣1 萬多t。2012 年以前，水渣在各高爐附近渣場(chǎng)落地，通過裝載機(jī)裝車，汽車運(yùn)輸至各用戶，用于生產(chǎn)水泥和超細(xì)粉。為了減少場(chǎng)內(nèi)汽車運(yùn)輸量，提高水渣運(yùn)輸效率和安全性，我廠分別于2012年、2015年建設(shè)了AB通廊和老區(qū)輔材物流站水渣輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各高爐水渣通過皮帶運(yùn)輸至主要用戶中強(qiáng)實(shí)公司的料場(chǎng)，強(qiáng)實(shí)公司消化不完的水渣、強(qiáng)實(shí)停產(chǎn)檢修或皮帶故障時(shí)，仍需要用汽車轉(zhuǎn)運(yùn)水渣。

目前我廠部分水渣轉(zhuǎn)運(yùn)汽車、外銷水渣車為普通敞篷貨車，隨著環(huán)保要求的不斷提高，這些運(yùn)輸水渣的汽車需加蓬、加蓋，以減少運(yùn)輸過程中的水渣撒漏和對(duì)廠內(nèi)外道路、環(huán)境的污染。普通敞篷貨車加蓋篷布，需要人工攀爬到車廂頂部，手動(dòng)對(duì)水渣拍緊，將篷布攤開、鋪平，再下到地面將篷布綁扎牢固，貨車司機(jī)在車廂頂部拍渣、加蓋篷布過程為高處臨邊作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地空曠，沒有合適的位置懸掛安全帶，存在高處墜落隱患［1］。由于不具備安全作業(yè)條件，不允許在沒有防護(hù)措施的情況下上車廂頂作業(yè)，一度影響水渣轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)我廠生產(chǎn)帶來不利影響。

為了實(shí)現(xiàn)環(huán)保、安全、高效的通過汽車轉(zhuǎn)運(yùn)水渣，在公司、廠部安全部門的要求下，受到我廠機(jī)電車間研發(fā)配電柜檢修安全帶懸掛裝置的啟發(fā)，參考移動(dòng)式籃球架的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，經(jīng)過多次的討論和改進(jìn)，最終設(shè)計(jì)、制作完成了移動(dòng)式安全帶懸掛裝置，安裝在我廠輔材物流站渣場(chǎng)，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝方便，使用效果良好。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來，在水渣汽車運(yùn)輸過程中，由于新生產(chǎn)的水渣較為疏松，密度較低，為了提高運(yùn)輸效率，裝車過程中裝載較滿，常常高出汽車車廂，車廂頂部呈三角錐形狀，而且廠區(qū)道路不夠平整，在汽車運(yùn)輸過程中，隨著汽車的顛簸、晃動(dòng)，車廂頂部的水渣容易灑落地面。在公司后勤服務(wù)公司、技術(shù)中心等管理部門的要求下，提出了水渣車拍渣、加蓋篷布的要求。即水渣裝車完成后，首先使用拍渣板將頂部蓬松的水渣拍緊，然后將車廂頂蓋好篷布，使水渣不易松動(dòng)、滑落。取得了很好的效果。

在我廠進(jìn)行水渣運(yùn)輸?shù)能囕v較多，除了少部分加裝了電動(dòng)、液動(dòng)棚蓋裝置，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加蓋外，其余大部分均為普通貨車，需要司機(jī)爬到車廂頂部進(jìn)行拍渣、加蓋操作。汽車裝滿水渣后，頂部高出車廂約1 m，距離地面5 m 左右，司機(jī)上下車廂頂只有一個(gè)簡(jiǎn)易直爬梯，沒有安全護(hù)籠，頂部水渣較為疏松，且呈斜面，汽車四周空曠，司機(jī)在車頂作業(yè)、行走過程中很容易發(fā)生摔倒、滑倒，引發(fā)高處墜落事故，2021 年度，公司范圍內(nèi)就發(fā)生一起罐車司機(jī)裝料完成，上車頂操作完閥門后，從車頂意外摔落的事故。

針對(duì)高處墜落事故頻發(fā)，造成的后果非常嚴(yán)重，在公司征集“十大禁令”后，經(jīng)過推薦、匯總、統(tǒng)計(jì)，推薦“嚴(yán)禁高處作業(yè)不系安全帶”的單位最多，因此該禁令也成為柳鋼十大禁令的第一條。在嚴(yán)峻的安全生產(chǎn)形勢(shì)和嚴(yán)格的安全要求下，車間也辨識(shí)出了水渣車拍渣、加蓋篷布過程中存在的巨大風(fēng)險(xiǎn)，多次向廠部、總調(diào)、強(qiáng)實(shí)公司反饋，未得到很好的解決，相關(guān)方甚至還以影響裝車、運(yùn)輸為由停止運(yùn)渣，給我廠生產(chǎn)帶來一定影響。后來本著安全第一的原則，為了保障車間范圍內(nèi)生產(chǎn)安全，決定自行設(shè)計(jì)、制作、安裝一種安全帶懸掛裝置［2］，使水渣裝車現(xiàn)場(chǎng)拍渣司機(jī)有地方懸掛安全帶，并要求其必須懸掛安全帶，保障其作業(yè)安全。

2 移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的設(shè)計(jì)

2.1 安全帶懸掛裝置形式的選定

由于輔材物流站渣場(chǎng)積渣較高，現(xiàn)場(chǎng)不夠平整，車間申報(bào)了計(jì)劃對(duì)渣場(chǎng)場(chǎng)地進(jìn)行清理、平整，招標(biāo)、施工周期較長(zhǎng)，未能在安全帶懸掛裝置投用前完成，因此，無法制作固定基礎(chǔ)的安全帶懸掛裝置，受移動(dòng)式籃球架的啟發(fā)，計(jì)劃制作、安裝一個(gè)移動(dòng)式的懸掛裝置，拆裝方便，也便于重復(fù)使用。

水渣車裝車完成后，司機(jī)要上車頂拍渣，拍渣過程中，司機(jī)要在車頂來回走動(dòng)，而且司機(jī)站立位置位于汽車中線部位，因此制作安全帶懸掛裝置時(shí)，必須選用懸臂式裝置，將懸掛點(diǎn)設(shè)置在汽車中線上部，支架在汽車旁邊。

渣場(chǎng)裝運(yùn)水渣的車輛較多，型號(hào)不一致，因此車長(zhǎng)、車身高度均有差異，為了保障安全帶懸掛裝置的通用性，裝置設(shè)置為直線型，懸掛點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)高度，可水平滑動(dòng)，滿足不同車輛需求。

2.2 移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的方案設(shè)計(jì)

輔材物流站渣場(chǎng)總長(zhǎng)度為120 m，為了盡可能滿足多輛汽車同時(shí)使用，安全帶懸掛裝置總長(zhǎng)120 m，水渣轉(zhuǎn)運(yùn)常用貨車的長(zhǎng)度有16 m、12 m 兩種，可滿足6～8 輛汽車同時(shí)拍渣要求，兩端設(shè)置鋼絲繩支架，采用籃球架形勢(shì)的支架［3］，使用混凝土蓋板作為配重，大車的車廂頂高度約4 m，因此支架高度確定為5.5 m，設(shè)置5 m、5.5 m 兩種高度的防墜鋼絲繩，用于掛安全帶。為了保證鋼絲繩強(qiáng)度，中間每隔20 m，設(shè)置一個(gè)中間支架，共5 個(gè)中間支架，鋼絲繩分段拉設(shè)。正視圖如圖1 所示，俯視圖如圖2所示，側(cè)視圖如圖3所示。

圖3 側(cè)視圖

圖紙說明：1、移動(dòng)式安全帶懸掛裝置；2、配重塊；3、可移動(dòng)支架；4、爬梯；5、鍍鋅鋼絲繩；6、花籃螺絲。

2.3 移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的尺寸及受力核算

可移動(dòng)支架外形尺寸如圖4 所示，支架長(zhǎng)3 m，寬2 m，高5.5 m，懸臂長(zhǎng)2.5 m。在移動(dòng)支架上，放置了混凝土蓋板配重，蓋板配重總長(zhǎng)1 m，寬2 m，高1.2 m。兩個(gè)移動(dòng)支架間距20 m。

圖4 可移動(dòng)支架外形尺寸圖

普通C20 混凝土容重在2 360～2 400 kg/m3，考慮蓋板間的空隙，此處蓋板配重的容重按2 000 kg/m3估算，配重總重約4 800 kg。不考慮可移動(dòng)支架自身的重量，可移動(dòng)支架懸臂末端可以單獨(dú)承受縱向拉力為47 040 N，水平拉力為8 552 N。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，體重70 kg 的人懸掛在中間時(shí)，兩邊支架同時(shí)受力，鋼絲繩下墜高度約為1 m。此時(shí)，每個(gè)支架承受的垂直拉力為343 N，每個(gè)支架承受的水平拉力為3 430 N，遠(yuǎn)未達(dá)到支架的極限承受能力。當(dāng)兩人同時(shí)在一個(gè)支架上作業(yè)、墜落時(shí)，鋼絲繩受的拉力增加，下墜高度會(huì)增加，此時(shí)縱向拉力翻倍，水平拉力增加不到2 倍，仍在支架的承受范圍內(nèi)。

2.4 移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的安裝及使用方法

方案設(shè)計(jì)確定后，委托相關(guān)方按設(shè)計(jì)圖紙，制作了5 個(gè)中間支架和2 個(gè)端頭支架，支架外形形似籃球架，下半部分為可移動(dòng)式底座，上半部分為懸臂支架。為了方便運(yùn)輸，分兩部分制作，完成后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行組裝。

支架制作完成后，車間先安排挖掘機(jī)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)劃安裝移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的場(chǎng)地進(jìn)行平整，場(chǎng)地總長(zhǎng)約120 m，寬約6 m。

場(chǎng)地平整完成后，施工方進(jìn)場(chǎng)對(duì)安全帶懸掛裝置進(jìn)行安裝，首先將可移動(dòng)式底座放置在合適的方向和位置，定位準(zhǔn)確后，利用現(xiàn)場(chǎng)廢棄的排水溝混凝土蓋板作為配重塊，對(duì)底座進(jìn)行固定，然后吊裝上部懸臂支架。

可移動(dòng)支架吊裝完成后，在懸臂支架末端安裝鍍鋅鋼絲繩。懸臂支架末端設(shè)置有鍍鋅鋼絲繩掛耳，兩個(gè)支架之間的鍍鋅鋼絲繩分開拉設(shè)，鋼絲繩通過花籃螺絲固定在懸臂支架上，花籃螺絲用于方便調(diào)整鍍鋅鋼絲繩的松緊度。鍍鋅鋼絲繩外帶防腐膠套，延長(zhǎng)其使用壽命。鍍鋅鋼絲繩設(shè)上下兩根，間距0.5 m，滿足不同高度車輛和雙鉤安全帶的使用要求。

3 移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的應(yīng)用效果

方案確定后，車間于2021 年6 月份安排施工單位施工，5 天內(nèi)即完成了移動(dòng)式安全帶懸掛裝置的制安?，F(xiàn)場(chǎng)水渣車裝渣后，將汽車開到支架之間的鋼絲繩正下方，拍渣人員配備雙鉤安全帶，爬上車頂后，首先將安全帶掛鉤掛在兩根鋼絲繩上，再開展拍渣、蓋篷布作業(yè)，作業(yè)過程中，安全帶掛鉤可隨意滑動(dòng)，不影響作業(yè)。作業(yè)完成后再解開安全帶掛鉤，下車。

在初期，汽車司機(jī)不習(xí)慣使用，車間聯(lián)合強(qiáng)實(shí)公司，首先對(duì)所有相關(guān)運(yùn)輸單位、司機(jī)進(jìn)行培訓(xùn)，書面?zhèn)鬟_(dá)了安全最新要求，現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)了安全帶懸掛裝置的使用方法，安排專人現(xiàn)場(chǎng)提醒、監(jiān)督使用。對(duì)個(gè)別不遵守要求，違反公司十大禁令的司機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格考核，經(jīng)過半個(gè)月時(shí)間的過渡，后續(xù)司機(jī)都能認(rèn)真遵守要求，主動(dòng)懸掛安全帶，很好的保障作業(yè)安全。

在使用過程中，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩松動(dòng)、損壞后調(diào)節(jié)、更換不夠方便。對(duì)此，可以對(duì)移動(dòng)式安全帶懸掛裝置進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，在支架上增加帶護(hù)籠的爬梯，從地面直至懸臂末端，維修人員可通過爬梯到達(dá)懸臂末端，對(duì)鋼絲繩、花籃螺絲進(jìn)行維修，使用起來更加方便、安全。

4 結(jié)語

移動(dòng)式安全帶懸掛裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用后，達(dá)到了預(yù)期的效果，取得了成功，并申報(bào)了實(shí)用新型專利成果。

移動(dòng)式安全帶懸掛裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在使用汽車、罐車裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)物料過程中，需要上到車廂頂上操作閥門、整理物料、加蓋篷布的現(xiàn)場(chǎng)都可以應(yīng)用。