《起重机械安全技术规程》对机械式停车设备设计的要求

关键词：机械式停车设备，设计，特种设备，技术规程

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.01.025

0 引言

随着我国汽车保有量的不断增长，城市停车的需求呈现爆发式增长，机械式停车设备可在有限空间内增加停车位，成为解决城市停车难问题的重要技术手段。目前，我国已成为全球机械式停车设备生产和使用第一大国。据统计，全国机械式停车设备销售额突破165亿元，出口额超过9.6亿元。每年国内新增机械式停车设备车位近90万个，在用机械式停车设备车位超过500万个。根据GB/T 26476-2021《机械式停车设备 术语》，机械式停车设备分为升降横移类、简易升降类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类及汽车专用升降机共9大类。机械式停车设备作为对人身和财产安全有较大危险性的特种设备，作为起重机械的一个类别，其被纳入《特种设备目录》，按照《中华人民共和国特种设备安全法》实施安全监督管理。当前，全国特种设备检验机构依据特种设备安全技术规范TSG Q70 02-2019《起重机械型式试验规则》、TSG Q7016-2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》、TSG Q7015-2016《起重机械定期检验规则》进行法定的强制性型式试验、监督检验和定期检验。为贯彻落实《中华人民共和国特种设备安全法》《特种设备安全监察条例》，进一步优化起重机械安全监管措施，更好地指导和规范起重机械安全工作，国家市场监督管理总局于近期发布了TSG 51-2023《起重机械安全技术规程》（以下简称《规程》），并自2024年1月1日起施行[1]。《规程》对TSG Q7002-2019、TSG Q7016-2016、TSG Q7015-2016进行了修订与整合，特别补充了设计要求。本文从基本要求、设计文件、主要金属结构、主要工作机构、主要零部件、安全保护装置等解读《规程》关于机械式停车设备的设计要求。

1 基本要求

对机械式停车设备设计的总要求是：

（1）符合法律法规、安全技术规范的规定和相关标准的要求；

（2）符合使用条件和合同的要求；

（3）应当考虑在其预期生命周期不同阶段所预见到的危险，采取相应措施，消除或者减小其风险；

（4）应当考虑其在所有预定工况下具有足够的强度、刚度和稳定性；

（5）设计文件应当明确起重机械设计使用年限；

（6）设计文件应当正确、完整、统一。

由于过去对，机械式停车设备没有明确设计使用年限，不少20世纪90年代投入使用的机械式停车设备还在超期使用，安全隐患较大。因此，《规程》针对这一问题提出设计文件应当明确设计使用年限的要求，可以据此判断设备实际使用工况下的整体寿命，为机械式停车设备的报废和大修改造提供技术依据，为特种设备安全运行打下良好基础。

2 主要金属结构

机械式停车设备的主要金属结构是指立柱、横梁、纵梁。《规程》对主要金属结构的要求主要包括材料、设计、焊接、静态刚度、螺栓和销轴连接、结构件表面处理等。

（1）材料方面，《规程》要求主要结构件应当采用镇静钢，力学性能不低于GB/T 700-2006《碳素结构钢》要求的Q235或者GB/T 699-2015《优质碳素结构钢》要求的20钢。明确了不允许采用沸腾钢用于主要结构件。

（2）设计方面，《规程》从鼓励技术进步的角度，提出优先采用主要结构件最优化设计、轻型新材料选择、结构联接方式优化等有效的轻量化措施，减轻起重机械自重，减小外形尺寸，减小吊运盲区，扩大使用范围。

（3）焊接方面，《规程》对焊接材料、焊接连接设计与构造、焊缝质量的要求都作出了具体规定。

（4）静态刚度方面，《规程》对机械式停车设备没有提出量化技术指标，仅要求主要受力结构的弹性变形不应当导致以下情况：1）起重机械与周围物体、结构发生碰撞；2）运行机构在承受试验载荷时，不能正常运行，不能可靠起、制动；3）产生过大的横向力或者妨碍起重机械正常运行；4）机构传动装置引起部件磨损增加、性能下降、过度振动或者制动失效等；5）影响原结构设计、计算模型的有效性。

此外，《规程》对主要金属结构的螺栓和销轴连接以及表面处理也作出了规定。

3 主要工作机构

机械式停车设备的主要工作机构有起升机构、运行机构、回转机构，以及特有的存取交换和循环机构。

《规程》对起升、运行和回转机构的要求是：（1）按照规定的使用方式应当能够平稳地起升和下降额定载荷，并且可靠地悬停；（2）按照规定的使用方式应当能够平稳地启动和停止。

针对特有的存取交换和循环机构，《规程》作出如下规定：（1）单车最大进（出）时间误差在设计值的±10%范围内；（2）存取机构应当能够平稳地存（取）适停汽车；（3）循环机构应当能够稳定地循环、可靠地停放适停汽车，并且有必要的措施保证循环链、拨轮与载车板的正常工作。

当前，机械式停车设备每一组设备的停车位越来越多，有的设计不合理，使得存取车的时间长，效率低，因此对最大进（出）时间作出了规定。垂直循环类机械式停车设备在实际使用中经常出现偏载的情况，容易造成车辆无法正常停放，因此对其循环机构作出了专门规定。

4 主要零部件

主要零部件主要包括卷筒、滑轮、钢丝绳、链条、链轮、起升用螺杆与螺母、起升用齿轮齿条副、起升用同步带、曳引轮、车轮、减速器、制动器等。

卷筒、滑轮、链轮、车轮应考虑其材料、焊缝无损检测、内应力、结构和防护。

对起升钢丝绳、链条、螺杆（螺母）、同步带有安全系数的要求：人车共乘方式为12，准无人方式为7，无人方式为5。

此外还规定了钢丝绳的固定与连接、安全圈数、直径；链条的张紧、防脱、连接强度；螺杆副防护、止挡；起升用齿轮齿条副的强度、模数、结构；同步带的芯绳、防护、强度以及驱动轮材料和压带装置；曳引轮的硬度；减速器的设计使用年限、校核。

考虑到机械式停车设备的安全性，规定其升降运动制动器的制动安全系数不低于1.75。

5 主要控制系统

机械式停车设备的主要控制系统为电气系统和液压系统。《规程》规定了电气系统的设备选择与防护、供电电源及开关、信号、操作装置、制动器控制、电气设备布置、电线电缆、绝缘、照明和插座等的要求。

特别规定了汽车专用升降机类停车设备正常运行时应当不能打开层门，除非搬运器在该层门的开锁区域内停止或者停站。机械式停车设备的操作位置应当装设在操作人员能够清楚观察到人及汽车出入状况的位置；公共场所供公众使用的机械式停车设备，不允许采用无线遥控的方式操作。

除了规定液压系统的安全装置、制动器、液压元件、平衡阀的要求，还特别规定了升降机构液压油缸最大工作压力，液压缸钢管、液压软管及终端部件的爆破压力与工作压力之比。起升机构不应当使用气动设备作为传动元件。

6 安全保护装置

《规程》要求根据设备类型设置以下安全保护装置：防止超限运行装置、阻车装置、人车误入检出装置、载车板上汽车位置检测装置、出入口门、围栏门联锁保护装置、自动门防夹装置、防重叠自动检测装置、防载车板坠落装置、警示装置、轨道端部止挡装置、缓冲器、运转限制装置、控制联锁功能、载车板锁定装置、松绳（链）检测装置、超载限制器、紧急联络装置、安全钳、限速器等安全保护装置。

《规程》特别规定了人车共乘式的汽车专用升降机类停车设备可以不装设防坠落装置，但是应当安装安全钳和限速器；带地坑的停车设备，应当在出入口处设置门（栅栏门）。

《规程》规定机械式停车设备应当装设超载限制器，当汽车重量超过额定承载的95%时，超载限制器应当发出报警信号；当重量达到额定承载的100%～110%时，超载限制器应当起作用，并且自动切断起升动力电源。现行安全技术规范仅对汽车专用升降机类停车设备有装设超载限制器的要求。

7 结论

特种设备安全技术规范是特种设备生产（包括设计、制造、安装、改造、修理）、经营、使用、检验、检测和安全监督管理的重要依据。本文对特种设备安全技术规范TSG 51-2023《起重机械安全技术规程》中机械式停车设备的设计要求进行了介绍，并与现行的安全技术规范TSG Q7002-2019《起重机械型式试验规则》、TSG Q7016-2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》、TSG Q7015-2016《起重机械定期检验规则》的内容进行了对比，分析了《规程》在基本要求、主要金属结构、主要工作机构、主要零部件、安全保护装置等方面的具体要求和差异，为机械式停车设备的设计、制造、安装、检验和使用管理提供技术参考。

作者简介

龚文，硕士，高级工程师，研究方向为特种设备检验检测和节能。

（责任编辑：袁文静）