1 起重機(jī)制動(dòng)器失控造成人員傷亡
2003-03-09,大化水力發(fā)電總廠在承包左江電廠檢修工程的施工作業(yè)中,按工作計(jì)劃進(jìn)行轉(zhuǎn)輪回裝。召開班前會(huì)后,進(jìn)行作業(yè)前的工作安排和安全技術(shù)交底,相關(guān)工作人員準(zhǔn)備就緒,開始工作。在吊裝好泄水錐,整體試吊轉(zhuǎn)輪無異后,10:28開始往機(jī)坑吊裝,10:30當(dāng)轉(zhuǎn)輪吊至機(jī)坑并下放約3 m時(shí),橋機(jī)突然失控,轉(zhuǎn)輪加速下落。在此過程中,橋機(jī)上制動(dòng)器發(fā)生爆裂,減速箱齒輪崩裂,鋼絲繩拉斷,轉(zhuǎn)輪落至機(jī)坑。事故造成在橋機(jī)上負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)的工作人員1人死亡,2人受傷。
事故原因初步分析為橋機(jī)在吊物下放時(shí)脫檔,造成橋機(jī)失控。
2 起重機(jī)制動(dòng)方式不合理
據(jù)了解,目前絕大多數(shù)起重機(jī)制動(dòng)器,都是輪轂式制動(dòng)器,當(dāng)需要開閘或制動(dòng)時(shí),通過電磁鐵吸、放或油泵的起動(dòng)、停止,將制動(dòng)彈簧的彈力壓緊或釋放,使制動(dòng)瓦離開制動(dòng)輪或貼合夾在制動(dòng)輪上,達(dá)到開閘或制動(dòng)的要求。而現(xiàn)在的起重工作,特別是在起吊大型重物時(shí),往往在起重機(jī)上配備數(shù)名負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)的工作人員,其目的是在起吊中發(fā)生脫檔、溜鉤事故時(shí),須用撬棍等工具加大制動(dòng)瓦對(duì)制動(dòng)輪的施壓,從而達(dá)到緊急制動(dòng)的目的,以減少事故的損壞程度。在"3.9"事故中,橋機(jī)上負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)的工作人員也采取了這樣的措施,但沒有取得相應(yīng)的作用,反而卻因?yàn)橹苿?dòng)器發(fā)生崩裂,制動(dòng)器碎片飛出致使監(jiān)護(hù)人員傷亡的重大事故。為什么付出了人員傷亡的慘痛代價(jià)卻沒能減少事故的損壞程度呢?
首先,負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)工作的機(jī)械工作人員使用撬棍等工具加大制動(dòng)瓦對(duì)制動(dòng)輪的施壓,從而達(dá)到緊急制動(dòng)目的的工作方法值得商榷。當(dāng)起重機(jī)在起吊大型重物而又發(fā)生脫檔、溜鉤事故時(shí),起動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)軸會(huì)隨著重物的加速下滑產(chǎn)生飛逸轉(zhuǎn)速,傳動(dòng)軸上的制動(dòng)輪也隨之產(chǎn)生強(qiáng)大的徑向振動(dòng)力。此時(shí),起重機(jī)制動(dòng)器動(dòng)作合閘,制動(dòng)瓦會(huì)受到巨大的徑向沖擊力,若再人為的加大制動(dòng)瓦對(duì)制動(dòng)輪的施壓,制動(dòng)瓦本身所受到的巨大沖擊力也就會(huì)更大,制動(dòng)瓦發(fā)生崩裂的危險(xiǎn)性隨之升高,在制動(dòng)器前施壓的工作人員的危險(xiǎn)性可想而知。因此,筆者以為工作人員使用撬棍等工具加大制動(dòng)瓦對(duì)制動(dòng)輪的施壓,從而達(dá)到緊急制動(dòng)目的的工作方法不可取。其次,制動(dòng)器只設(shè)置在傳動(dòng)軸上不夠完善。因?yàn)榧偃绨l(fā)生脫檔而制動(dòng)器卻又機(jī)械性損壞的時(shí)候,就沒有任何辦法能減少事故的損失了。那么應(yīng)如何減少起重機(jī)因?yàn)槊摍n而產(chǎn)生的事故損失呢?筆者認(rèn)為升船機(jī)的制動(dòng)方式可以借鑒。
3 改進(jìn)起重機(jī)制動(dòng)器安全性能的探討
以巖灘電廠垂直入水式升船機(jī)的制動(dòng)方式為例,其承船廂重1 430 t,配重混凝土重1 100 t,主提升機(jī)制動(dòng)形式為液壓盤式制動(dòng)器,包括工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器兩套系統(tǒng)。升船機(jī)每次需要?jiǎng)幼鲿r(shí),安全制動(dòng)器首先開閘,開閘到位后主提升電機(jī)出力達(dá)到一定的扭矩后工作制動(dòng)器開閘, 升船機(jī)開始運(yùn)行;需要停機(jī)時(shí),工作制動(dòng)器配合主提升電機(jī)先合閘制動(dòng),延時(shí)6 s后安全制動(dòng)器合閘制動(dòng),完成運(yùn)行過程。發(fā)生故障和事故時(shí),還能按照編制的制動(dòng)動(dòng)作程序,安全地緊急制動(dòng)停機(jī)。整個(gè)過程可靠安全,在升船機(jī)的安裝調(diào)試及這幾年的運(yùn)行中得到可靠的驗(yàn)證。因此,如果起重機(jī)采用以下制動(dòng)方式,可以達(dá)到安全可靠的效果。
3.1 采用液壓盤式制動(dòng)器
和輪轂式制動(dòng)器相比,液壓盤式制動(dòng)器具有制動(dòng)原理簡(jiǎn)潔可靠,合閘響應(yīng)快等特點(diǎn)。在合閘制動(dòng)時(shí),制動(dòng)瓦對(duì)制動(dòng)盤的作用力是軸向的而不是徑向的,使制動(dòng)盤承受的沖擊力非常小,讓制動(dòng)失效概率降至最低。
3.2 增加安全制動(dòng)器
這里所要增加的安全制動(dòng)器,是指參照垂直升船機(jī)的制動(dòng)設(shè)置,在卷筒部分增加制動(dòng)盤并在相應(yīng)合適的位置放置數(shù)組盤式制動(dòng)器,使它們成為完全獨(dú)立的一套安全制動(dòng)系統(tǒng)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
(1) 解放了監(jiān)護(hù)人員的人力操作,減少被傷害的危險(xiǎn)性;
(2) 增強(qiáng)了起重機(jī)運(yùn)行的安全可靠性,當(dāng)起重機(jī)發(fā)生事故時(shí)能有效防止事故的擴(kuò)大。通俗說就是假如起重機(jī)發(fā)生脫檔、溜鉤事故,即使是在起動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)軸、工作制動(dòng)器、減速箱都損壞的情況下,卷筒部分的安全制動(dòng)器都能有效地合閘制動(dòng),制止吊鉤繼續(xù)下滑,防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大;
(3) 在某些需要由變速箱進(jìn)行機(jī)械切換高低速檔的特殊橋式起重機(jī)上,只需將安全制動(dòng)器合閘制動(dòng),確保卷筒被安全制動(dòng)器抱緊后,做好相應(yīng)的防止安全制動(dòng)器誤動(dòng)措施,就可以根據(jù)需要,松開工作制動(dòng)器進(jìn)行高速檔與低速檔的互換工作。
3.3 控制系統(tǒng)的要求
考慮到起重機(jī)升降需要頻繁動(dòng)作,并有點(diǎn)動(dòng)的動(dòng)作要求,如果安全制動(dòng)器也頻繁動(dòng)作,就會(huì)影響到升降的動(dòng)作要求,因此,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下工作狀態(tài)的要求:
(1) 正常工作狀態(tài)。每次啟動(dòng)起重機(jī)前,起重機(jī)司機(jī)按下啟動(dòng)按扭,安全制動(dòng)器自動(dòng)開閘,開閘到位后發(fā)信號(hào)到操作臺(tái)允許起重機(jī)工作。起重機(jī)工作期間,升降的制動(dòng)工作由工作制動(dòng)器完成,安全制動(dòng)器保持常開狀態(tài)。起重作業(yè)結(jié)束,工作制動(dòng)器合閘制動(dòng),起重機(jī)司機(jī)檢查無異后,在離開操作臺(tái)前,斷掉起重機(jī)電源,安全制動(dòng)器合閘鎖定,工作結(jié)束;
(2) 起重機(jī)發(fā)生故障時(shí)的工作狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí),起重機(jī)司機(jī)按應(yīng)急制動(dòng)按扭,工作制動(dòng)器立即合閘制動(dòng),安全制動(dòng)器延遲2~5 s合閘制動(dòng),防止發(fā)生事故;
(3) 起重機(jī)發(fā)生破壞事故時(shí)的工作狀態(tài)。發(fā)生事故時(shí),起重機(jī)司機(jī)按緊急制動(dòng)按扭,起重機(jī)控制電源斷開,工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器立即失電合閘制動(dòng),防止發(fā)生事故;
(4) 在特殊情況下(如起重機(jī)突然系統(tǒng)失電),工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器也應(yīng)同時(shí)進(jìn)行緊急合閘制動(dòng)。
或者將安全制動(dòng)器設(shè)置為常開式安全制動(dòng)器,平時(shí)安全制動(dòng)器始終保持全開狀態(tài),起重機(jī)升降的制動(dòng)工作由工作制動(dòng)器完成,安全制動(dòng)器作為一種保護(hù)備用。當(dāng)起重機(jī)發(fā)生故障和事故或工作制動(dòng)器需要檢修、需要松開工作制動(dòng)器進(jìn)行切換高速檔與低速檔的時(shí)候,安全制動(dòng)器才投入使用。
其他的工況還可以根據(jù)要求,通過電氣部分的設(shè)定而另行調(diào)整。