一起电动单梁起重机脱轨坠落事故的分析

陆 瑢瑢 邱 郡

（上海市特种设备监督检验技术研究院 上海 200333）

一起电动单梁起重机脱轨坠落事故的分析

陆 瑢瑢 邱 郡

（上海市特种设备监督检验技术研究院 上海 200333）

本文介绍了一起电动单梁起重机运行脱轨坠落的事故案例，分析了造成事故的直接原因和间接原因，汇总了起重机运行啃轨故障的常见致因，提出了预防起重机坠落事故的管理手段和技术措施，对预防和减少同类事故具有警示意义。

电动单梁起重机 脱轨 坠落 啃轨 事故预防

1 事故简介

2014年1月，上海市某金属材料有限公司钢材仓库内，当班起重机司机驾驶一台空载运行的电动单梁起重机刚刚起动离开登机平台，起重机便从运行轨道上脱轨，整体坠落至地面，所幸事故仅造成司机轻伤，起重机部分损坏。

2 事故现场勘察

1）事故起重机为电动单梁起重机，驾驶室操作，型号LD10t-19.1m，额定起重量10t，跨度19.1m，起升高度9m，大车运行速度30m/min，运行轨道顶面距地面高8.1m。

2）事发时起重机从登机平台出发由东向西运行，登机平台设置在仓库北侧。起重机坠地后搁置在地面堆放的钢管上，呈南侧端梁超前、北侧（驾驶室侧）端梁滞后的状态（如图1所示）。

图1 事故现场平面示意图

3）起重机驾驶室悬挂于主梁上靠近北侧端梁，坠地后受到挤压严重变形，驾驶室内大车运行机构控制器采用凸轮控制四档调速，控制手柄处于二档位置。

4）起重机两侧端梁上，顺起重机大车运行方向，从动车轮在前，主动车轮在后。车轮踏面宽度70mm，轮缘高度10mm，大车运行轨道踏面宽度46mm。勘察起重机桥架、车轮以及起步运行段两侧轨道等与起重机大车运行关联的几何尺寸，未发现超出技术标准要求的缺陷。

3 大车驱动电机测试

3.1 驱动电机基本情况

起重机南北两侧端梁上各装有一台锥形绕线转子三相异步制动电动机，用来驱动大车运行，生产日期2004年4月，型号规格ZDR100-4，额定转速1350r/min，额定功率1.5kW，额定转矩10.61N·m，绕线式转子绕组通过碳刷引出导线串联电阻作为调速之用。

3.2 电动机绕组直流电阻测量

两台电动机定子绕组（各三相）的直流电阻均为3.65Ω。南侧电动机转子绕组（三相）的直流电阻为0.43Ω，北侧电动机转子绕组（三相）中的两相直流电阻为0.44Ω，另一相直流电阻为无穷大，表明北侧电机转子绕组一相断路。进一步检查发现，北侧电机三相转子绕组引出线中，有一相绕组的引出线与电动机碳刷滑环连接脱落，脱落原因在于该相绕组出线的OT型接线鼻子断裂。

3.3 电动机运行试验

经试验，南侧电动机运转性能正常，空载转速1420r/min。北侧（驾驶室侧）电动机空载试验发现其性能有较大的下降，包括：转速下降至750r/min，定子绕组电流增大至7.5A（额定值4.3A），电机振动明显增大、噪声异常，输出转矩显著下降。运行试验进一步证明，北侧电动机存在转子回路断相的严重缺陷。电动机在转子回路断相的状态下运行，由于电磁转矩失衡，将导致其起动力矩和输出功率大幅下降。

4 事故原因分析

4.1 事故过程分析

起重机脱轨坠落发生在大车空载由东向西起动运行阶段，此时电动葫芦偏离主梁中心靠近北侧端梁，加上位于北侧驾驶室的重量，使得起重机北侧车轮轮压大于南侧轮压。北侧电动机因转子回路断相，起动力矩和输出功率大幅下降，而其负载大于南侧，使得北侧车轮起动速度慢于南侧，而起动过程长于南侧。在此工况下，起重机起动阶段大车两侧车轮的运行轨迹不是正常的自东向西两条平行直线，而是以北侧端梁为回转中心，主梁长度为半径的顺时针弧线。大车运行方向上从动车轮在前，驱动车轮在后的布局，使得处于弧线运行轨迹弧顶的南侧从动车轮外轮缘内侧以较大的角度斜向切压和撞击轨道外缘。后方驱动电机以二档速度起动运行时提供了较大的起动力矩，迫使南侧从动车轮踏上轨面后脱轨，并进一步导致驱动车轮和南侧端梁完全脱轨坠落。南侧端梁坠落时，拉动桥架和北侧端梁从轨道上滑落下坠。

4.2 事故直接原因

起重机北侧大车驱动电机转子绕组因接线鼻子断裂而缺失一相，使其输出转矩大幅下降，加之起重机北侧轮压大于南侧轮压，加剧了起重机偏斜运行的程度。运行方向上从动轮在前，驱动轮在后的布局进一步推动了南侧车轮爬上轨面脱轨后端梁坠落，进而导致起重机整机坠落。

4.3 事故间接原因

1）事故单位由于设备数量少，相应安全管理制度和操作规程欠缺，设备日常检查随意性大，因而从安全管理环节就未能有效保证起重机械的完好性。

2）事故单位配备了起重机械操作人员和安全管理人员，但均未能有效履行安全技术规范规定的责任和义务，日常维护保养和自行检查工作不够细致，未能及时发现设备存在的安全隐患。

3）该起重机在本次事发前曾发生过一次运行脱轨但未坠落的险肇事故，但使用单位未能彻底查明其原因，继续使用终于导致事故。

5 事故警示和预防建议

5.1 起重机运行啃轨常见原因

起重机运行啃轨，即车轮轮缘与轨道侧面摩擦，是常见的故障现象。啃轨严重时会引起车轮爬上轨面脱轨，甚至引起起重机桥架坠落。起重机运行啃轨的常见原因列举如下：

●5.1.1 轨道缺陷

1）轨距、平行度、直线度等超差，包括轨道安装水平弯曲过大，轨道局部变形过大，轨道“八字形”，轨道压板螺栓松动或压板无止退垫而引起的轨道位置移动。

2）同一截面上两根轨道相对标高超差过大。

3）起重机主梁变形造成小车轨道旁弯。

●5.1.2 车轮缺陷

1）安装因素或桥架（主梁、端梁或小车架）变形原因导致的车轮水平偏斜、垂直偏斜、四轮不在同一平面内、前后车轮不在同一直线上运行。

2）两主动车轮踏面直径尺寸不等，引起的两车轮运行线速度不一。

3）车轮锥度方向安装错误，破坏了两轮间速度调整性能。

●5.1.3 运行机构不同步

1）安装问题导致起重机运行时出现的“三条腿”现象。

2）分别驱动时，两侧电机不同步（额定转速、响应速度）或者制动器的制动力矩不相等。

3）传动轴联轴节间隙过大或太松动，齿轮啮合间隙大。

4）轨道或车轮上有影响摩擦系数的污垢而导致两主动轮驱动力不同。

5）起重机两侧主动车轮轮压不一致，且驱动电机起动过猛。

6）一侧驱动电机损坏或断电，包括：接触器触点频繁启动造成烧蚀等引发触点接触不良；熔断器选型过小造成发热烧断缺相；电源接触不良造成缺相；电机进线接触不良；由于啃轨导致运行阻力高于设计值，迫使运行电动机和传动机构长时超载运行造成的电动机烧坏等。

5.2 加强企业特种设备安全管理制度建设

1）安全是特种设备安全使用的基础保障，起重机械使用单位作为特种设备安全的主体责任单位，应当依据《特种设备安全法》和《起重机械使用管理规则》，建立健全起重机日常维护保养和自行检查的安全管理制度和操作规程，并切实有效地贯彻实施，保障起重机的完好性。

2）《起重机械使用管理规则》规定，起重机械的日常维护保养、自行检查，应当由使用单位的起重机械操作人员实施；全面检查，应当由使用单位的起重机械安全管理人员负责组织实施。使用单位无能力进行上述工作时，应委托具有起重机械制造、安装、改造资质的单位实施，并签订工作合同。

3）《特种设备安全法》规定，特种设备出现故障或者发生异常情况，使用单位应当停止使用，对其进行全面检查，消除事故隐患，方可继续使用。

5.3 采取技术措施预防起重机脱轨坠落事故

如采取防偏斜运行，在端梁内外侧加装防坠落装置技术措施[1]。

1 冯建平.电动单梁起重机出轨坠落事故的分析[J].中国特种设备安全,2011.27(4):65～66

2 电动单梁起重机典型案例分析及预防[J].中国特种设备安全,2012,28(6):56～58.

3 陈海林,等.电动单梁起重机主梁上拱度的测量与修正[J].中国特种设备安全,2010,26(3):27～28.

4 吕正锐,等.电动单梁(悬挂)起重机防坠落装置设计[J].中国特种设备安全,2010,26(6):14～15.

5 张山林.电动单梁起重机主梁拱度测量数据的处理[J].中国特种设备安全,2013,29(8): 16～17.

Analysis and Warning about a Derailed and Fallen Accident of an Electrically Driven Single Beam Bridge Crane

Lu Rong Qiu Jun
（Shanghai Institute of Special Equipment Inspection and Technical Research Shanghai 200333）

A derailed and fallen accident case of an electrically driven single beam bridge crane was introduced, by methods of field investigation, related tests and process analysis, direct and indirect causes of the accident were analyzed. Based on the accident case, normal cause factors of rail gnawed failure while cranes operating were collected, managerial actions and technical measures for preventing crane fallen accident were put forward, which would be of universal warning signifcance for preventing and reducing such accidents.

Electrically driven single beam bridge Crane Derailed Fallen Gnaw on the Rail Accident prevention

X941

B

1673－257X(2014)11－76－03

10.3969/j.issn.1673-257X.2014.11.022

陆瑢（1965～),女,工程师，从事特种设备事故调查与统计分析。

2014-07-23）