试论门座式起重机的安全使用管理

2020-11-29

科技与创新 2020年11期

（北部湾港钦州码头有限公司，广西钦州 535008）

港口门座起重机是港口生产作业的主要装卸设备，其运行状态直接影响港口生产效率，起重机进行生产作业时多种因素导致各种故障，造成严重的灾难性事故，使生产不能正常运行，带来巨大经济损失。港口装卸机械设备向大型化、强载化方向发展，满足了提高装卸效率等客观要求，降低机械设备发生故障后停工导致的巨大经济损失。现代化港口对机械设备安全运行提出严格要求，为保证门机正常运行，提高其使用率，降低维修成本，需深入分析门机出现的故障，提出整改措施。

1 起重机机械设备的发展

起重机是特种设备，完成循环工作，包括取物装置抓起货物，将货物转移到预定地点放下，返回下一抓取货物上方以便下次取物。其中机械由起升机构、变幅机构、回转机构组成，常用于制造车间完成垂直水平放下简单搬运工作。起重机为吊车，主要在车间搬运较重原材料，装上适当取物装置后可调运其他物料。起重机工作在循环中交替完成取物、卸货等动作。参与循环机构处于起制动工作状态[1]。

中国古代灌溉农田工具为简单的臂架起重机，14 世纪欧洲出现人力为动力的起重机，19 世纪前期出现桥式起重机，重要磨损件如齿轮等采用金属材料制造。19 世纪后期，蒸汽为动力起重机取代水力型机械。随着中国现代化建设加快，政府提高了对钢铁等方面的关注，国家对大型事业不断规划，带动起重机迅速发展。起重机应用于国民生产中的众多行业，如铁路货运、航空等。起重机械与国民生产联系紧密。

门座式起重机常见于港口码头，由于其工作灵活多变，在港口起重机数量中占比50%以上。按起重臂结构形式可分为四连杆组合臂架式与单臂架式起重机，按门架结构可分为全门式与半门式，按用途特点可分为通用式与带斗门座式起重机。随着门座式起重机发展，四连杆组合臂架式成为门座式起重机主流产品，其结构优越，稳定性好，在港口起重机中大多使用四连杆组合臂架式门座起重机。

2 门座式起重机结构原理

门座式起重机靠电力驱动臂架型机械，转盘以上旋转部分安装在门形支架，上下部分实现360°任意旋转。门架运行在地面轨道上，是起重机的主要承重部位，普遍应用于港口码头等船舶装卸作业。四连杆臂架式门座起重机的优点是臂架下净空度大，在一定起升高度下总高度较低，是港口装卸主要机型[2]。门座式起重机分为起升机构、回转结构、运行结构。机构完成任务同时配合其他机构实现吊运。起升机构为起重机上提升货物的机构，提升机构提升货物代替人力，起升机构性能直接影响整台起重机工作性能，主要由动力驱动装置、卷绕系统等组成。变幅机构实现臂架俯仰，是臂架型起重机主要工作机构，主要由摆动臂架、传动装置等部分组成。回转机构支撑旋转部分质量，驱动旋转部分相对门架作旋转运动，使被吊运货物在圆形区域内达到任意位置，主要由回转支撑与驱动装置组成。起重机运行机构增加了工作灵活度，可在地面铺设轨道移动，门座式起重机采用有轨运行，由运行支承与驱动装置组成。

3 门座式起重机安全事故分析

高架门机在水电施工中广泛应用，由于高架门机设计制造及使用维修等环节存在各种问题，导致高架门机在使用中经常发生倾翻事故，应将安全系统工程先进理论应用于门座式起重机使用安全管理中，实现施工安全生产。

起重机械类设备占特种设备数量的24%，由于起重机大型装载机械体积庞大、使用频率高等因素，如不做好维护保养工作，运行会出现许多潜在危险。装载机械发生安全事故会影响工程进度，为国家社会造成巨大的经济损失，给起重机操作人员带来严重威胁。

国家颁布了很多标准，对起重机械设计制造等制定严格的规程。但起重机安全事故发生率仍居高不下。起重机械事故发生率占其他特种设备事故的首位，主要发生在建设工地、机械制造行业。虽定期检验然起重机，但运行中突发情况较多，导致事故发生。为减少安全事故，避免引起财产损失，需找到事故发生的根本原因，采取相应措施做好维修保养工作，减少事故发生[3]。

国内高架门机重大事故原因为设计不当、制造不当。设计时未严格执行《起重机设计规范》等国际标准，导致门机存在质量缺陷。关键部位使用材料不合格，为门机使用留下安全隐患。用户未严格执行《起重机操作使用规程》，违章操作导致安全事故发生。门机使用单位购置门机时不能盲目采用最低中标方式购置，应聘请有经验的工程师把关。门机使用方面的危险因素随机性较大，需要注意加强机械设备使用安全管理。

4 门座式起重机的安全使用

4.1 稳定性破坏

高架门机抗倾覆稳定性可通过设计计算安全储备，选择符合设计规范的产品，发生倾翻事故原因是错误使用。高架门机质量欠佳，使用中不注意维护，导致轨道沉陷。轨顶面坡度随使用时间加大超过5‰，达到倾覆临界状态时发生倾覆事故，确保排水通畅是保证安全使用的重要措施。

不设行走限位装置可能造成工作时出现出轨倾覆事故，需经常检查行走限位档铁，安全止档符合设计要求。轨道接缝长期使用，发生钢轨固定不牢造成间隙过大，行走时产生冲击导致台车脱轨。要经常检查轨道接缝。平衡重不符合设计规定，未按要求可靠固定会发生位移。应着重检查平衡重，制作平衡重时应保证尺寸、材料均匀度。严格保证平衡重于压重比例，应按设计要求安装。

高架门机门腿产生裂纹，荷载较大时突然断裂，发生倾翻。应注意定期检查支撑整机负载台车、门腿等部件。起重力矩限制器失灵，超载或违章作业造成整机倾覆。作业前应确保力矩限制器可靠后再作业。需保证门机最大安装高度处风速不超过规定，认真分析工作区域内气象条件资料。非工作状态未卡好夹轨器，造成轨道滑出，作业后应立即卡好夹轨器。非工作状态下回转机构不能保证臂架自由回转，门机上安装挡风物件，导致风向不能与臂架轴线方向一致。应保证臂架非工作状态自由回转，门机金属结构安装广告牌等挡风物件。

4.2 钢结构破坏

钢结构强度稳定性决定门机的安全性。不遵守规定使用条件，发生断裂等造成重大伤亡事故。结构脆性断裂临界温度为-20 ℃，低于环境温度下工作会导致突然断裂破坏，为避免破坏应遵守设计规定。各机构动作不协调，吊重运动时与其他障碍碰撞，导致屈曲失稳引起钢结构焊缝开裂，门机指挥时必须注意吊钩在空间运行时不能有障碍。

吊重捆扎不合理，重物滑脱会造成臂架屈曲失稳，由于吊点不在重心，一端触地时臂架遭受的水平冲击力导致失稳破坏。起制动打反车使钢结构焊缝开裂，如回转机构未减速时使用制动器，启动过猛导致调速实效。起升时过卷，可能折坏臂架。在班前检查时，将起升高度限制器调节合格。

4.3 机构与电气破坏

操作时越级换挡、回转时突然打反车导致减速器输出端损坏，应不突然打反车、操作柔和，保证机构安全。电气控制系统维护检查不及时，导致起升机构控制箱接触器黏连等，未及时更换修理作业造成电机断轴等事故。

作业时未检查电压，通电后制动器不释放，造成电机损坏。电机输出转矩不合达标造成吊重失控坠落，因此保证电源坠落非常重要。建筑工地用电设备较多，电源直流不佳，对焊机影响严重。应自备门机专用变压器，电源电缆截面电压降不大于名义值10%。经常检查制动器，防止臂架非工作状态下制动器未打开，不能自由转动造成重大事故。电气绝缘破坏导致触电伤亡事故，应加强电气防护，及时更换老化电缆，门机应接地良好。电刷接触不良导致吊重失控，应保证电路中保护装置完好，保持减速箱内润滑洁净，应注重检查调整保护装置。