载货用固定式液压升降平台专项安全保护与防护装置的设置

2022-07-22戴建芯严明锋罗明裕

起重运输机械 2022年13期

戴建芯严明锋罗明裕高超

广东省特种设备检测研究院佛山检测院佛山 52800

0 引言

2014年11月原国家质量监督检验检疫总局关于修订《特种设备目录》的公告(2014年第114号)，将升降平台调整出目录[1]，此后升降平台不再属于特种设备的范畴，不需要做法定检验。另一方面，升降平台由于价格低廉、使用成本低，而且不受《特种设备目录》监管，越来越多地被使用在工厂、仓库等场所。然而，升降平台作为一种垂直运载货物的升降起重设备，存在固有的安全隐患。近年来，升降平台相关标准上的相对缺失以及使用管理上的不完善，安全保护与防护装置缺失导致升降平台坠落、剪切、碰撞等事故时有发生，使用安全形势较为严峻。通过对某区域内的升降平台调研发现，设备绝大部分为载货用的固定式液压升降平台，原理为液压缸驱动悬挂装置（钢丝绳或链条）间接作用于载货平台使其垂直运送货物。该类设备与直接作用液压式简易升降机有所区别，与可以载人的液压电梯也有所不同，缺乏针对性较强的产品技术标准，严重制约了升降平台的管理、使用以及检验检测工作的开展。经走访数十家升降平台的制造单位和使用单位，对其专项安全保护和防护装置展开调研，基于这类间接作用的载货用固定式液压升降平台进行安全隐患分析的基础上，对其专项安全保护与防护装置进行设置要求和性能的分析，以期能为升降平台的安全使用提供客观、全面的依据。

1 载货用固定式液压升降平台风险分析

载货用固定式液压升降平台（以下简称升降平台）工作原理如图1所示，载货平台上升时，由电动机驱动液压泵泵油，经过单向阀后进入液压缸，推动液压缸向上动作，通过悬挂装置间接带动载货平台起升。载货平台下降时，电磁阀打开，液压缸向油箱回油，载货平台在重力作用下向下运行。

升降平台作为垂直升降的起重设备，其使用的过程中存在一定安全风险[2]。按物的不安全状态和人的不安全行为将升降平台危险源分为2大类。如表1所示。主要体现为因人的不安全行为如违规操作、违规载人、违规靠近等，设备的不安全状态如液压故障、机械故障或电气故障等造成升降平台变形、断裂、坠落、碰撞、挤压、失控、电击、火灾等安全事故，导致操作人员、维修检查人员、附近作业人员伤害或设备、物品损坏等。

2 载货用固定式液压升降平台专项保护与防护装置防护

升降平台设置安全保护与防护装置的主要目的是通过直接或间接的保护作用减少或消除升降平台在运行、装卸或停止状态下对操作者及周围相关人员的潜在风险。其设置要求应基于升降平台的各状态下的风险源分析，包括机械限制、液压限制和电气限制。为此，本文从设置预防的危险源出发，从结构特点及工作原理分析升降平台专项保护与防护装置的设置要求。

2.1 防坠落装置

升降平台应设置防止载货平台超速下降或坠落的安全保护装置，减少平台在运行时意外坠落而导致人体伤害和货物受损的程度。常见的升降平台防坠落装置有2种，分别为采用SAS型安全防坠器和破裂阀的装置，如图2所示。

图2 升降平台防坠落装置

采用SAS型安全防坠器作为升降平台防坠落装置,防坠器底座固定在载货平台金属结构上，上下的4个导轮沿导轨升降，当平台失重下坠时，支撑轴通过小齿轮带动偏心轮加速向下坠落，与导轨上的导轮有相对运动，偏心轮转动自动扣紧两侧导轨防止载货平台下坠，从而达到安全的目的。当故障修复升降平台重新上升后，防坠器偏心轮会自动解除锁紧状态，升降平台恢复正常运行。SAS型安全防坠器制动灵敏，性能稳定，能达到防坠落的要求。采用破裂阀作为升降平台防坠落装置,与液压缸刚性连接，如果升降平台有多个液压缸，则每个液压缸都应设置破裂阀。破裂阀又叫限速切断阀，当管路中流量增加导致破裂阀的进出口出现的压差超过设定值时，自动截至油路使载货平台停止运行。对于间接作用的液压升降平台，悬挂装置故障如钢丝绳松弛或链条松链导致的载货平台意外下坠未能起到保护的作用。因此，应在下降油路中加装压力控制阀（见图3），其作用为当检查到系统压力低于最小操作压力值时，切断卸油回路，从而防止载货平台下坠。若升降平台安全性要求较高，可以同时设置SAS型安全防坠器和破裂阀，破裂阀在升降平台下行时起监测压力的作用。

图3 压力控制阀

2.2 停层保护装置

升降平台应设置停层保护装置，防止平层装卸货物时，液压缸破裂或异常泄压导致载货平台沉降而引起装卸人员的剪切、挤压或碰撞的安全事故。停层保护装置应在防坠装置动作前动作，且应有电气联锁，当该保护装置打开时，电气安全开关应使升降平台不能起动。调研中使用的停层保护装置有2种类型：采用截止阀的停层保护装置和采用电动推杆+行程开关的停层保护装置，如图4所示。

图4 升降平台停层保护装置

采用截止阀作为升降平台停层保护装置，在液压缸底部安装一个手动球阀作，当载货平台平层时，手动截止阀，截断液压泵站到液压缸的回路，防止由液压故障导致液压油回流而产生的沉降。该装置存在2点安全隐患：1）当平台平层时，液压缸位于平台底部，操作截止阀的位置存在平台坠落而发生人员挤压的风险，且当平台平层时，下方空间应设有联锁保护，以防人员进入。2）截止阀只截断液压泵站到液压缸的回路，当液压缸发生泄露时无法起到安全保护作用，故该装置不符合安全要求。

采用电动推杆+行程开关装置作为升降平台停层保护装置，该装置安装在载货平台上，随平台升降，当载货平台平层时，电动推杆伸缩杆卡住整体的金属结构，防止装卸货物时，平台意外下降。推杆端部装设限位开关作为电气联锁开关，验证推杆的伸缩状态，防止推杆伸出时启动设备，该装置有效性和可靠性高，达到安全要求。

2.3 超载保护装置

升降平台应设置超载保护装置，防止超载运行导致金属结构整体失稳或局部失稳。当载荷大于额定载重量，但不超过110%的额定载重量时，超载保护装置起作用，此时载货平台不能启动。常见的超载保护装置有3种：采用压力继电器、拉力传感器、溢流阀和行程开关+压缩弹簧的装置，如图5所示。

图5 升降平台超载保护装置

采用压力继电器作为升降平台超载保护装置，是将压力继电器安装于液压油泵的组合阀和液压缸中间的位置，当液压系统的压力达到设定的阈值时，进行总电源开关的通断。该装置要求精度较高，而且由于液压升降平台在运行过程中，油温变化引起油压不稳定，压力继电器所测得的值出现波动，超载控制的可靠性较差，故不推荐使用。采用拉力传感器作为升降平台超载保护装置，是将拉力传感器连接在载货平台悬挂装置固定端，载货平台上的货物质量通过钢丝绳、链条或其他装置传递到传感器上，传感器的信号再传输到处理器上进行逻辑判断。该装置可靠性好，可以易于加装和调节。采用行程开关+弹簧作为升降平台超载保护装置，是在载货平台金属结构与链条之间安装弹簧，货物的质量通过平台传递到弹簧上，根据弹簧的升缩量调整行程开关的位置，从而进行超载限制。该装置简单，而且可以设置双限位进行报警和控制，可靠性高。采用拉力传感器和采用行程开关+弹簧作为升降平台超载保护装置，在停层装卸货物时，停层装置卡在金属结构上时，设备启动时需微升超载装置才起作用，而且受载货平台内货物不平衡影响，其精确性容易出现偏差，故这2种超载保护装置安装精度要求较高。

采用溢流阀作为升降平台超载保护装置，无法达到超载不启动的功能要求。溢流阀的主要作用为液压过载保护，当系统压力增大时，溢去系统多余的油液，调整系统压力并保持基本稳定。当升降平台主回路必须设置溢流阀，在设备向上运行时，起到监控系统油压的作用，当系统油压超过阈值时，溢流阀导通使系统油压下降。升降平台尤其是大吨位的设备，其满载压力值较大，应选用先导式溢流阀，如果选用直动式溢流阀则对其调压弹簧的要求会很高，这样使得阀的调节性能变差[3]。先导式溢流阀让液压油先通过先导阀，其流量小易于调节控制，使得其溢流效果在高压系统中也能实现。

2.4 围栏门保护装置

升降平台设置应设置门保护装置，防止围栏门意外开启时，导致设备运动对人的剪切、碰撞或挤压和人的意外高空坠落。门不允许向升降平台方向打开，且应设置机械锁紧装置和电气联锁装置，当平台离开地面位置时，门不能打开；当门打开时，电气安全开关应使载货平台停止或不能启动。围栏门应设置紧急开锁装置，在紧急情况下，使用一个专门工具可以把门打开。升降平台的围栏门保护要求较高，一种采用机械+电气联锁作为升降平台门保护装置，其结构如图6所示。