造成施工升降機(jī)吊籠墜落事故的原因很多,歸納起來主要有以下幾種:
(1)驅(qū)動裝置的制動器制動力矩不夠,安全系數(shù)太小;
(2)單驅(qū)動和雙(多)驅(qū)動的問題;
(3)防墜安全器的可靠性差;
(4)違反扣作規(guī)程,不按產(chǎn)品說明書的規(guī)定,吊籠超載運(yùn)行;
(5)驅(qū)動小齒輪與齒條嚙合處背面沒有裝靠輪,或靠輪偏心軸無鎖片;
(6)沒有設(shè)置平衡重;
(7)其它偶發(fā)原因;
2 驅(qū)動裝置安全裝置的分析對比
2.1 吊籠驅(qū)動裝置的制動器
該制動器是吊籠??繕菍佣▊兊难b置,目前采用的大致有兩種:一種是標(biāo)準(zhǔn)的JWZ200型的塊式制動器,其制動力矩為160N•m,屬成熟產(chǎn)品,它的缺點是外形尺寸大,制動易磨損,如維修和保養(yǎng)不當(dāng)容易失效。這種制動器大多使用在80年代生產(chǎn)的國產(chǎn)施工升降機(jī)上,目前已很少使用,逐步被淘汰;另一種是80年代后期參考ALIMAK進(jìn)口樣機(jī)研制的,它是與驅(qū)動電動機(jī)連在一起的片式磨擦制動器。它是與驅(qū)動電動機(jī)連在一起的扯式磨擦制動器。這種制動器的特點是結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,制動片間的間隙容易調(diào)整。目前國產(chǎn)的施工升降機(jī)其本都采用這種制動器。
要使吊籠可靠地停靠在僂層上,保證其不墜落,制動裝置的制動器必須具有足夠的制動力矩,對于不帶平衡重的吊籠其制動力矩應(yīng)滿足下式要求:
吊籠上行時:M1=(((G+Q)•R)/i)•k 吊籠下行時:M2=(((G+Q+Q1)•R)/i)•k
式中:M1——吊籠上行時的制動力矩(N•m);M2——吊籠下行時的制動力矩(N•m);Q——吊籠的額定載重量(kg);Q1——吊籠下行時的慣性力(N);G——吊籠的自重(kg);i——減速器的傳動比,平面雙包絡(luò)環(huán)面蝸輪,蝸桿的減速器,i=42/3;k——制動力矩的安全系數(shù),按GB/T10054-96的規(guī)定k>=1.75;R——驅(qū)動小齒輪的節(jié)圓半徑(m)。
吊籠在額定載荷下(不帶對重,額定載荷為1000kg),要安全可靠地停靠在所需位置,保證吊籠不墜落,通過上式計算制動力矩M為195N•m。
由此可見上述兩種制動器的制動力矩都偏小,為了克服制動器的制動力矩小并且保證吊籠的安全運(yùn)行而不墜落,一定要采用雙驅(qū)動或帶平衡重。
2.2 驅(qū)動裝置(單驅(qū)動和多驅(qū)動)
驅(qū)動裝置數(shù)量的設(shè)置,取決于吊籠的自重和額定載荷的大小。在早期,施工升降機(jī)吊籠發(fā)生過幾起墜落事故,因此認(rèn)為單驅(qū)動不可靠,只有采用雙驅(qū)動才能確保吊籠安全運(yùn)行。實際上吊籠安全運(yùn)行問題并不是由驅(qū)單元的組數(shù)來決定的。
2.3 防墜安全器
當(dāng)?shù)趸\的驅(qū)動裝置失效而墜落時,限制吊籠的運(yùn)行速度并使其停止墜落的一種機(jī)械裝置稱之為防墜落安全器。目前國產(chǎn)的施工升降機(jī)上大多使用仿制ALIMAK公司的第二代產(chǎn)品——錐鼓形磨擦式防墜安全器。其作用過程是當(dāng)?shù)趸\以額定速度運(yùn)行時,防墜安全器的軸端小齒輪在導(dǎo)軌架的齒條上處于隨動狀態(tài);當(dāng)?shù)趸\由于某種原因而超速運(yùn)行時,裝在齒輪軸上的離心塊,在離心力的作用下,克服彈簧力而向外甩出與外錐體內(nèi)側(cè)的凸齒相嚙合,帶動磨擦磨擦錐體轉(zhuǎn)動,在蝶簧組的作用下,逐漸增大內(nèi),外錐體之間的磨擦阻力矩,直至使吊籠停止運(yùn)行。制動時吊籠的滑移行程為0.25—1.2m,所以制動平穩(wěn),沒有明顯的沖擊力,呆延長吊籠,鋼結(jié)構(gòu)等的壽命。
該防墜安全器的特點是制動力矩大,可達(dá)3000N•m以上;結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,使用比較安全可靠。是目前國產(chǎn)施工升降機(jī)上的主要配套產(chǎn)品。
根據(jù)JG5058-95《施工升降機(jī)#防墜安全器》的規(guī)定,防墜安全器只能在有效的標(biāo)定期限內(nèi)使用,其有效標(biāo)定期限為兩年。造成防墜安全器失靈的原因往往是超標(biāo)定期限使用,沒有及時地送交專業(yè)測試單位進(jìn)行修理和檢測,有些易損件由于長期使用而磨損,疲勞等原因使防墜安全器的功能失效。
多年來修理和檢測重新標(biāo)定期限的防墜安全器來看,有部分防墜安全器殼體積水,使制動帶長期遭水浸泡而霉?fàn)€變質(zhì);還有的制動帶表面粘有油污,這些都大大降低制動帶的磨擦系數(shù),直接影響制動力矩,使它失去防墜的功能。
2.4 操作不正確
違反操作規(guī)程,不按產(chǎn)品說明書的規(guī)定超載使用,造成吊籠墜落事故。目前國產(chǎn)的施工升降機(jī)大部分都沒有設(shè)置吊籠超載限制保護(hù)器。有關(guān)這方央的設(shè)計原理的論文曾在雜志上報道過,但真正應(yīng)用到產(chǎn)品上質(zhì)量過關(guān)的極少。有特今后研究設(shè)計單位和工廠通力協(xié)作,進(jìn)行攻關(guān),使吊籠超載限制保護(hù)器早日應(yīng)用到施工升降機(jī)上。
2.5 驅(qū)動小齒輪與齒條嚙合處的靠輪問題
驅(qū)動小齒輪與導(dǎo)軌架上的齒條相嚙合時,從受力情況可知,除了向上或向下的垂直力以外,還有互相推斥的水平力,也就是說驅(qū)動小齒輪的離開齒條的力。較早生產(chǎn)的驅(qū)動裝置上,一般沒有設(shè)置靠近裝置。由于傳動板的剛性和齒軸變形以及嚙合不當(dāng)?shù)仍?,?dǎo)致驅(qū)動小齒輪脫離與齒條嚙合面使吊籠墜落。1993年在上海寶鋼工地上使用的一臺施工升降機(jī)就是由于上壕原因而使吊籠墜落,造成一死一傷的重大事故。
另外有的雖然裝有靠輪,但靠輪的偏心軸沒有鎖片,在使用過程中軸的偏心自動外移,使靠輪起不到應(yīng)有的作用。
2.6 平衡重問題
采用平衡重的目的是用來平衡吊籠的部分或全部重量,在驅(qū)動裝置電動機(jī)功率不變的情況下,可提高吊籠的運(yùn)載能力,這主要起一種節(jié)能的作用。但是由于施工升降機(jī)吊籠的的墜落事故90%左右都在加節(jié)或不帶平衡重的情況下發(fā)生的,因此有人就得出平衡重能保證吊籠安全運(yùn)行的結(jié)論。實際上從齒輪齒條施工升降機(jī)的運(yùn)行原理來看,平衡重也只起到節(jié)省能源的作用。從國內(nèi)外生產(chǎn)的施工程式降機(jī)來看,帶平衡重和不帶平衡重的都有,而且不帶平衡熱處理的施工升降機(jī)作用得更多。
3 確保施工升降機(jī)吊籠安全運(yùn)行的關(guān)鍵問題
(1)保證驅(qū)動裝置制動器的質(zhì)量和提高制動力矩。目前使用的片式磨擦制動器的制動力矩一般在100N•m左右,制動力矩偏小,有待進(jìn)一步提高制動力矩,使制動力矩的安全系數(shù)k>=2。
(2)目前施工升降機(jī)上絕大多數(shù)使用錐形磨擦式防墜安全器。從使用的情況來看,性能較穩(wěn)定,是比較安全可靠的一種防墜安全裝置。但問題是在使用過程中一定要按照J(rèn)G5058-95的要求。防墜安全器在使用時。至少每三個月進(jìn)行一次額定載荷的墜落試驗。以驗證防墜安全器的可靠性。另外,防墜安全器只能在有效的標(biāo)定期限內(nèi)使用。到期后一定要及時的送交專業(yè)檢測單位進(jìn)行檢修和測試,重新標(biāo)定有效期后方可使用。同時在使用過程中要加強(qiáng)保養(yǎng),特別要防止殼體內(nèi)滲水和制動帶上粘油污,以保證它的工作可靠性和中夠的制動力矩。
(3)要安裝吊籠超載保護(hù)裝置,以確保吊籠的安全運(yùn)行。如前所述,目前吊籠上使用超載限制保護(hù)裝置很少,特別是國產(chǎn)的施工升降機(jī)上安裝這種安全裝置的則更少。期待研制出一種簡單,實用,安全可靠的吊籠超載限制的保護(hù)器推廣使用。
(4)驅(qū)動小齒輪與齒條嚙合處,在齒條背面一定要安裝靠輪。以保證驅(qū)動小齒輪與齒條右靠嚙合。同時靠輪的偏心軸一業(yè)要用鎖片固定牢。