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起重機(jī)制動器安全性能的探討
（作者未知） 2010/5/20
起重機(jī)制動器安全性能的探討
1、起重機(jī)制動器失控造成人員傷亡
2003-03-09，大化水力發(fā)電總廠在承包左江電廠檢修工程的施工作業(yè)中，按工作計(jì)劃進(jìn)行轉(zhuǎn)輪回裝。召開班前會后，進(jìn)行作業(yè)前的工作安排和安全技術(shù)交底，相關(guān)工作人員準(zhǔn)備就緒，開始工作。在吊裝好泄水錐，整體試吊轉(zhuǎn)輪無異后，10：28開始往機(jī)坑吊裝，10：30當(dāng)轉(zhuǎn)輪吊至機(jī)坑并下放約3m時，橋機(jī)突然失控，轉(zhuǎn)輪加速下落。在此過程中，橋機(jī)上制動器發(fā)生爆裂，減速箱齒輪崩裂，鋼絲繩拉斷，轉(zhuǎn)輪落至機(jī)坑。事故造成在橋機(jī)上負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)的工作人員1人死亡，2人受傷。
事故原因初步分析為橋機(jī)在吊物下放時脫檔，造成橋機(jī)失控。
2、起重機(jī)制動方式不合理
據(jù)了解，目前絕大多數(shù)起重機(jī)制動器，都是輪轂式制動器，當(dāng)需要開閘或制動時，通過電磁鐵吸、放或油泵的起動、停止，將制動彈簧的彈力壓緊或釋放，使制動瓦離開制動輪或貼合夾在制動輪上，達(dá)到開閘或制動的要求。而現(xiàn)在的起重工作，特別是在起吊大型重物時，往往在起重機(jī)上配備數(shù)名負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)的工作人員，其目的是在起吊中發(fā)生脫檔、溜鉤事故時，須用撬棍等工具加大制動瓦對制動輪的施壓，從而達(dá)到緊急制動的目的，以減少事故的損壞程度。在“3.9”事故中，橋機(jī)上負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)的工作人員也采取了這樣的措施，但沒有取得相應(yīng)的作用，反而卻因?yàn)橹苿悠靼l(fā)生崩裂，制動器碎片飛出致使監(jiān)護(hù)人員傷亡的重大事故。為什么付出了人員傷亡的慘痛代價卻沒能減少事故的損壞程度呢？
首先，負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)工作的機(jī)械工作人員使用撬棍等工具加大制動瓦對制動輪的施壓，從而達(dá)到緊急制動目的的工作方法值得商榷。當(dāng)起重機(jī)在起吊大型重物而又發(fā)生脫檔、溜鉤事故時，起動電機(jī)、傳動軸會隨著重物的加速下滑產(chǎn)生飛逸轉(zhuǎn)速，傳動軸上的制動輪也隨之產(chǎn)生強(qiáng)大的徑向振動力。此時，起重機(jī)制動器動作合閘，制動瓦會受到巨大的徑向沖擊力，若再人為的加大制動瓦對制動輪的施壓，制動瓦本身所受到的巨大沖擊力也就會更大，制動瓦發(fā)生崩裂的危險性隨之升高，在制動器前施壓的工作人員的危險性可想而知。因此，筆者以為工作人員使用撬棍等工具加大制動瓦對制動輪的施壓，從而達(dá)到緊急制動目的的工作方法不可取。其次，制動器只設(shè)置在傳動軸上不夠完善。因?yàn)榧偃绨l(fā)生脫檔而制動器卻又機(jī)械性損壞的時候，就沒有任何辦法能減少事故的損失了。那么應(yīng)如何減少起重機(jī)因?yàn)槊摍n而產(chǎn)生的事故損失呢？筆者認(rèn)為升船機(jī)的制動方式可以借鑒。
3、改進(jìn)起重機(jī)制動器安全性能的探討
以巖灘電廠垂直入水式升船機(jī)的制動方式為例，其承船廂重1430t，配重混凝土重1100t，主提升機(jī)制動形式為液壓盤式制動器，包括工作制動器和安全制動器兩套系統(tǒng)。升船機(jī)每次需要動作時，安全制動器首先開閘，開閘到位后主提升電機(jī)出力達(dá)到一定的扭矩后工作制動器開閘，升船機(jī)開始運(yùn)行；需要停機(jī)時，工作制動器配合主提升電機(jī)先合閘制動，延時6s后安全制動器合閘制動，完成運(yùn)行過程。發(fā)生故障和事故時，還能按照編制的制動動作程序，安全地緊急制動停機(jī)。整個過程可靠安全，在升船機(jī)的安裝調(diào)試及這幾年的運(yùn)行中得到可靠的驗(yàn)證。因此，如果起重機(jī)采用以下制動方式，可以達(dá)到安全可靠的效果。
3.1 采用液壓盤式制動器
和輪轂式制動器相比，液壓盤式制動器具有制動原理簡潔可靠，合閘響應(yīng)快等特點(diǎn)。在合閘制動時，制動瓦對制動盤的作用力是軸向的而不是徑向的，使制動盤承受的沖擊力非常小，讓制動失效概率降至最低。
3.2 增加安全制動器
這里所要增加的安全制動器，是指參照垂直升船機(jī)的制動設(shè)置，在卷筒部分增加制動盤并在相應(yīng)合適的位置放置數(shù)組盤式制動器，使它們成為完全獨(dú)立的一套安全制動系統(tǒng)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
（1） 解放了監(jiān)護(hù)人員的人力操作，減少被傷害的危險性；
（2） 增強(qiáng)了起重機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，當(dāng)起重機(jī)發(fā)生事故時能有效防止事故的擴(kuò)大。通俗說就是假如起重機(jī)發(fā)生脫檔、溜鉤事故，即使是在起動電機(jī)、傳動軸、工作制動器、減速箱都損壞的情況下，卷筒部分的安全制動器都能有效地合閘制動，制止吊鉤繼續(xù)下滑，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大；
（3） 在某些需要由變速箱進(jìn)行機(jī)械切換高低速檔的特殊橋式起重機(jī)上，只需將安全制動器合閘制動，確保卷筒被安全制動器抱緊后，做好相應(yīng)的防止安全制動器誤動措施，就可以根據(jù)需要，松開工作制動器進(jìn)行高速檔與低速檔的互換工作。
3.3 控制系統(tǒng)的要求
考慮到起重機(jī)升降需要頻繁動作，并有點(diǎn)動的動作要求，如果安全制動器也頻繁動作，就會影響到升降的動作要求，因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下工作狀態(tài)的要求：
（1） 正常工作狀態(tài)。每次啟動起重機(jī)前，起重機(jī)司機(jī)按下啟動（未完，下一頁）
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