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一起機械式停車設備墜落事故的分析和預防

文檔作者：常琰文檔來源：中煤科工集團武漢設計研究院		點擊數：	更新時間： 2021年06月02日
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Academic
學術
一起機械式停車設備墜落事故的分析
和預防
200333上海市特種設備監(jiān)督檢驗技術研究院上海·陸
關鍵詞支撐系統(tǒng)/剛度/結構共振
摘要:
闡述了引起汽輪發(fā)電機組振動的重要因素,介紹激振力和支承動剛度的關系,論述了結構共振發(fā)生的機理,最后介紹了陽城電廠在治理機
組結構共振方面的實踐經驗
1.事故概況
的附加水平分力。
2010年9月,某單位四層升降橫移類機械
(2)設計移動框架主動輪和從動輪均無輪
式停車設備(立體車庫),在執(zhí)行A區(qū)第四層
緣,運行時移動框架在軌道上的位置無約束
403車位車輛的出庫操作過程中,二層204車位
車庫投入使用后,大部分車位已采取主動輪增
橫移過程中移動框架左側突然下傾,致使懸掛
加輪緣的改進措施,但是事故車位未進行改進
于框架下的載車板及所載車輛與框架一同墜地
(3)設計采用了定位輪(水平靠輪)限定
事故造成該車位及底層兩車位上共三輛汽車不
移動框架運行方向,防止車輪脫軌、框架墜落:
同程度受損。
但對定位輪可能產生的側向力及其對加劇軌道
2.現場勘察
和橫梁外彎、軌距增大的危害性預估不足
2.1事故現場
(4)產品制造及安裝過程中,對移動框架、
事故發(fā)生于該立體車庫A區(qū),二層204車
圖2事故現場落的載車板和移動框架主動及從動輪架的制造、安裝精度未見質量要
位在橫移過程中,移動框架、載車板及所載車
2.4車庫結構勘察
求,致使輪架在框架和軌道上定位精度無法保
輛一同側翻墜地。移動框架主動輪側著地,被(1)車庫A區(qū)二層橫移系統(tǒng)中,支承橫移證,移動框架在軌道上運行的方向性難以控制
動輪側框架卡阻車庫二層水平橫移軌道的前后軌道的前后橫梁在立柱位置作開缺口處理,使當車輪偏斜運行時,將對軌道和橫梁產生附加
支承橫梁之間:載車板隨框架側翻車位所載得軌道中心相對于橫梁中心偏移42mm布置在內水平作用力。
汽車墜地,右側車門著地。(圖1)
側事故后測量,框架卡阻處軌距增大量達到(5)制造和安裝維保單位,針對車庫使用
60mm移除傾翻框架后,橫梁水平旁彎變形減小,過程中出現的問題,采取了諸多整改措施,如
軌距增大量為15mm
局部采用鋼絲繩牽拉阻止橫梁水平外彎,改用
(2)相鄰區(qū)域發(fā)現制造單位采用鋼絲繩拉帶輪緣的主動輪或者從動輪等:但未能徹底消
前后橫梁,防止橫梁水平外彎
除安全隱患。
(3)立體車庫頂棚承載立柱與車庫立柱共用。
4.前橫梁整體穩(wěn)定性校核
2.5其它車位勘察
4.1計算和判定依據
(1)部分車位主動輪或從動輪偏離軌道中(1)計算依據
心,個別車位主動輪緣有爬軌現象,從動輪偏
立體車庫總裝圖、主要受力構件圖,前橫
離軌道面最大達到車輪踏面寬度的一半,部分梁所用型鋼規(guī)格及幾何尺寸與產品質量證明
區(qū)域主動輪緣有軌痕跡:
書GB179199機械停車設備通用安全
(2)部分車位主動輪架變形或者存在水平要求》B/910199降橫移類機械式停
扭轉,輪架與框架的螺栓連接松動
車設備》G16-1998機械式停車場安全規(guī)
(3)部分車位橫移剛性長軸的實心軸與空心范總》/1163-200H型鋼和部
圖1事故現場墜落的汽車
軸聯接處有軸向竄動:
分型鋼》
2.2設備概況
(4)部分車位橫移定位輪(水平靠輪)軸承(2)判定依據
(1)設備名稱升降橫移類機械式停車設備,端部防塵脫落,定位輪支架螺栓聯接的墊片
GB/T3811-2008《起重機設計規(guī)范》(以下
鋼絲繩四吊點四層TUY型
調整方式不規(guī)范:
簡稱GB/T3811)5.6.2“受彎構件的整體穩(wěn)定性”
(2)主要技術參數:泊位適停車輛尺寸(5)部分車位載車板四個吊點水平調整不均(即“抗側向整體彎祖屈曲的穩(wěn)定性”)
5000×180×1550mm,最大停車質量2000Kg衡,載車板偏斜
4.2校核計算
(3)制造日期2009年5月
(1)校核計算的條件判斷
2.3事故車位勘察
對車庫的設計、制造安裝質量與工藝等方滿GB/8第6.中
(1)側翻墜地后的204車位,移動框架平面面的技術調查表明:
且載荷作用在受壓翼緣上”的條件,則應驗算
及其載車板平面與地面大致垂直,框架主動輪
(1)設計者對橫梁偏心受壓工況的承載能力1/b≤13,其17800m,124m
側及剛性傳動長軸部分變形:其余結構、機構校核計算不完備。設計僅對橫梁的垂直抗彎能=245MPa
及零部件未見有結構性損壞。(圖2)
力
進行了校核
平抗能力
,沒有校核橫梁偏心受壓工況的
驗算結果:1/62.90>13
(2)移動框架主動輪和從動輪均無輪緣,水平抗彎能力,沒有考慮框架車輪運行時產生=12.73,應校核構件的整體穩(wěn)定性。
252 2 Mochine China中國機械
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(2)前橫梁整體穩(wěn)定性校核
 (KX/bWX)+MY/=448./
橫梁水平外彎、軌距增大的危害性預估不足。
()校核公式
基本許用應力[a]取175.37N/mm2,支承橫移軌道的前后橫梁在立柱位置作開缺口
GB/T3811第5.6.2.2情況b),立體車庫
(MX/bWX)+My/W=448n/mm2>處理,導致橫梁承載能力下降
前
橫梁屬于在兩個和互相垂直的平面內都受彎o]175N/m2
5.3次要原因
的構件,橫梁采用了熱H型鋼按照下列公式校核果為:前橫梁整體穩(wěn)定性校核不符(1)橫移框架系統(tǒng)制造安裝未提出明確的質
計算校核
合GB/T3811的規(guī)定
量要求
 [(MX/WX) +MY/] [o
5.事故原因分析
根據制造單位提供的施工圖紙中,多張圖
橫梁選用材料:HN248×124×5×8,根據5.1直接原因
紙未見相應制造、安裝工藝要求。在制造、安
GB/T1163205熱軋H型鋼和部分T型鋼》(1)支承橫移軌道的橫梁水平外彎,致使軌裝過程中出現的誤差及其累積擴大效應,使得
規(guī)定,其截面參數為:慣性矩:=3346m4,距增大,當軌距大于輪距所能允許的極限值時,在產品使用過程中可能產生啃軌、爬軌、水平
TY=254.5cm4,計算截面積A=31.99cm2,截
面模車輪脫離軌道導致204車位移動框架側翻墜地,側向分力導致軌距增大等問題
數wx=269.8cm3,W=41.1cm3
設備、車輛受損
(2)維護保養(yǎng)解決問題能力不足
(b)受力模型
(2)橫梁水平外彎的原因
在車庫投入使用后,雖然發(fā)現了橫梁變形
當三個車位均在前橫梁移動,并在前橫梁(a)軌道偏心布置,橫梁偏心受壓產生的軌距增大等問題,并采取了諸如鋼絲繩纜索牽
上運行且產生的側向力方向一致的時候為水平水平分力推動橫梁水平外彎
拉限制變形,改用帶輪緣車輪,調整定位輪限
側向力最大的情況,其受力模型如圖3
(b)橫梁在立柱位置作開口處理的施工工制車輪逃離軌道等整改措施,但未能徹底消除
藝加劇橫梁外彎:
安全隱患,設備故障和安全隱患逐步積累,在
(c)車輪偏斜運行對軌道產生的側向力加某時間段某區(qū)域內積聚集中爆發(fā)
劇
橫梁水平外彎
6.事故預防建議
(d)定位輪對軌道產生側向外推力致使橫(1)設計單位對車庫的承載狀況重新進行校
梁進一步外彎。
核計算,并考慮車庫頂棚與車庫共用支承立柱
5.2主要原因
的安全性。
圖3前橫梁受力模型
前橫梁設計時對其整體穩(wěn)定性考慮不完備。(2)制造安裝單位應加強產品制造安裝過程
(c)校核計算和結論
設計僅對橫梁的垂直抗彎能力進行了校核,沒的質量控制,確保產品質量達到設計要求
依據G/T3811附錄L中式(L.2)選取側有校核橫梁偏心受壓工況下的水平抗彎能力
(3)特種設備發(fā)現故障和隱患后,應立即停
向屈曲穩(wěn)定系數申b進行計算,取b=0.6代沒有慮到框架運行時產生的附加水平側向力,止使用待徹底消除安全隱患以后,方可再次
入公式,
采用定位輪(水平靠輪)設計時對其可能導致投入使用。
試論浮動密封在煤礦機械上的應用
問題
關鍵詞煤礦機械/浮動密封/影響因素/安裝加工
中煤科工集團武漢設計研究院-常琰
摘要:
本文對于在較為惡劣工作環(huán)境中所應用的動密封中的浮動密封技術進行分析,特別針對煤礦機械上的存在的密封結構問題進行探討,從浮
動密封的結構分析入手,研究了分析影響浮動密封密封效果因素,希望對于今后的煤礦機械設備的密封問題具有一定幫助
在較為惡劣工作環(huán)境中,比如多泥沙、煤粉、較長的使用壽命和浮動密封良好的密封性能。密封,簡稱DO型密封,另一種是密封彈性體為
水氣等煤礦生產的環(huán)境下,動密封中的浮動密
1.浮動密封的結構分析
矩形結構的密封,簡稱DF型密封
封則具有比較強的密封性能,其主要適用于低浮動密封則是由一個靜密封環(huán)和一個動密
這2種形式的浮動密封都是由2個外形
速重載場合,屬于緊湊型的機械密封。在煤礦封環(huán)所組成,從本質上來看,則是一種單端面完全相同的金屬浮動密封環(huán)(簡稱浮封環(huán))和
機械中具有結構簡單、工作可靠、端面磨損后的機械密封?；旧洗嬖趦煞N常見的結構,一2個橡膠圈及支撐零件組成,浮封環(huán)放在柔性
能自動補償、較強較為點,因此,浮動種是DF型密封,就是矩形結構的密封彈性體
體的的橡膠圈內。對于其浮封環(huán)的軸向截面來說,
密封在煤礦機械上應用較為廣泛,具體在減速密封;另外一種則是DO型密封,則是密封彈性考慮到不同結構的橡膠圈特點,DO型則為馬
器,連續(xù)采煤機左、右截割滾筒、掘進機裝載體為0形結構的密封。在上述兩種形式的浮動鞍型的軸向截面。表面粗糙度Ra6.3,體斜
機構、刮板輸送機機頭(尾鏈輪組件方面都密封中,在柔性的橡膠圈內放置浮封環(huán),其都度一般為20°,錐體表面的徑向跳動量則為
有應用?？紤]到煤礦機械設備的實際工作環(huán)境是由兩個橡膠圈和支撐零件,還有兩個外形完0.2mm,具有較窄的密封環(huán)接觸面亮帶寬度,其
的惡劣性,要想處理在施工使用過程中的出現全相同的金屬浮動密封環(huán)所組成[2]
為3±0.5mm,在這種經過研磨的表面中,2~4
的滲漏等密封失效情況則較為困難[1],所以
浮動密封本質上是一種單端面的機械密封,的斜面則是亮帶內側,表面粗糙度為a08
應該充分了解浮動密封的結構以及選型等問題由1個動密封環(huán)和1個靜密封環(huán)組成。常見的對于DF型浮動密封來說,精密鑄造表面要求在
主要好加工和安裝方面的問題,應該盡量保證結構有2種,一種是密封彈性體為0形結構的密封圈接觸的外徑和其浮封環(huán)內徑上,在進行
中國機械 Machine Chine253

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