黃連華

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起重機(jī)防風(fēng)裝置應(yīng)用初探

黃連華

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)院 漳州分院，福建 漳州 363000）

起重機(jī)是國(guó)家規(guī)定的特種設(shè)備，起重機(jī)防風(fēng)裝置是防止起重機(jī)在作業(yè)時(shí)產(chǎn)生各種危險(xiǎn)的重要裝置。本文分析風(fēng)載荷對(duì)起重機(jī)穩(wěn)定性影響，闡述起重機(jī)夾軌器、錨定及新型防風(fēng)裝置的應(yīng)用。

起重機(jī)；風(fēng)載荷；防風(fēng)裝置

1 風(fēng)載荷對(duì)起重機(jī)穩(wěn)定性影響

起重機(jī)在工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)下，要承受風(fēng)載荷的作用，露天工作的門(mén)式起重機(jī)和塔式起重機(jī)受到風(fēng)載荷作用，會(huì)給起重機(jī)作業(yè)造成嚴(yán)重干擾，風(fēng)載荷是造成起重機(jī)傾覆事故最重要因素。

風(fēng)載荷對(duì)起重機(jī)穩(wěn)定性的影響：

FN＝ηWPS；FN：作用在起重機(jī)上或物品上的風(fēng)載荷，N；

η：風(fēng)力系數(shù)；W：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

S：起重機(jī)或物品垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積，㎡；P：計(jì)算風(fēng)壓，N/㎡。

風(fēng)載荷不僅取決于起重機(jī)結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積大小，而且與風(fēng)壓的大小和高度等因素密切相關(guān)。當(dāng)起重機(jī)結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積、風(fēng)壓越大，風(fēng)壓高度越高，起重機(jī)的穩(wěn)定性就越低。

2 常見(jiàn)防風(fēng)裝置的不足

起重機(jī)一般都在露天環(huán)境中工作，并且迎風(fēng)面積很大，在風(fēng)載荷作用下，很容易產(chǎn)生事故。現(xiàn)有起重機(jī)一般裝設(shè)鐵鞋、防風(fēng)拉索纜繩等防風(fēng)裝置，但對(duì)防風(fēng)效果而言，上述防風(fēng)裝置抗臺(tái)風(fēng)作用較有限。我國(guó)沿海、沿江是臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，近年來(lái)由于起重機(jī)裝設(shè)簡(jiǎn)單的鐵鞋、

防風(fēng)拉索纜繩等防風(fēng)裝置，或防風(fēng)裝置失效，引發(fā)起重機(jī)碰撞、傾覆事故時(shí)有發(fā)生，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人員生命帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。因此，對(duì)起重機(jī)防風(fēng)裝置應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。

3 夾軌器、錨定防風(fēng)裝置應(yīng)用

起重機(jī)抗風(fēng)載荷，防止傾覆，關(guān)鍵在于防滑行，起重機(jī)的滑行有兩種情況，一是起重機(jī)處于非工作狀態(tài)，在風(fēng)載荷作用下而滑行，另一種是起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)在突發(fā)的風(fēng)載荷作用下滑行。大部分事故是起重機(jī)處于非工作狀態(tài)，在風(fēng)載荷作用下而滑行的，最后造成起重機(jī)傾覆。防止上述兩種狀態(tài)下發(fā)生起重機(jī)傾覆事故，除了要使各個(gè)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)滿足要求外，還必須裝設(shè)夾軌器、錨定等各種可靠的防風(fēng)裝置。

3.1 夾軌器裝置

夾軌器防風(fēng)裝置是利用起重機(jī)的自重通過(guò)斜面作用，將帶有摩擦襯料的防滑靴壓在軌頂上，從而防止起重機(jī)滑走。當(dāng)關(guān)斷運(yùn)行機(jī)構(gòu)電源或外界電源中斷時(shí)，防滑靴緩緩落于軌頂。當(dāng)起重機(jī)被風(fēng)吹走一小段距離后，防滑靴即被壓緊在軌道上，阻止起重機(jī)繼續(xù)移動(dòng)。在開(kāi)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)時(shí)，先將起重機(jī)后退一小段距離，隨后接通電動(dòng)液壓推桿將防滑靴提起，然后開(kāi)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。為了提高防滑靴與軌道間的摩擦因數(shù)，在防滑靴上襯以摩擦襯料。過(guò)去采用的石棉襯料，容許壓力僅為1MPa，使防滑靴尺寸過(guò)大。目前出現(xiàn)了抗壓強(qiáng)度高的石棉塑料制品與粉末冶金摩擦襯料，可使這種防風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)較為緊湊。這種夾軌器的防風(fēng)止動(dòng)力很小，通常應(yīng)用在露天工作的橋式起重機(jī)上。

夾軌器是應(yīng)用最廣泛的防風(fēng)裝置。它用夾鉗夾住軌道頭部的兩個(gè)側(cè)面。鉗口采用中碳鋼和高碳鋼（如45、50、65Mn、60Si2Mn、T8等），熱處理硬度超過(guò)350HB。為了增加摩擦因數(shù)，鉗口齒紋形狀做成鋸齒形。夾軌器是利用絲桿產(chǎn)生夾緊力的，當(dāng)扭緊螺桿時(shí)可使夾鉗緊緊地夾住鋼軌以起防滑作用。這類夾軌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但夾緊力較小，防風(fēng)效果較差。

3.2 錨定裝置

錨定防風(fēng)裝置與錨定坑屬于起重機(jī)吊載支持以外的部分，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)作為起重機(jī)強(qiáng)度計(jì)算對(duì)象，要考慮到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的富裕量。錨定桿端部與錨定坑之間接觸要均勻，使錨定桿均勻受力，同時(shí)要考慮到埋設(shè)在地面以下的錨定坑結(jié)構(gòu)腐蝕對(duì)防風(fēng)錨定裝置的影響。此外，錨定裝置受拉部件的焊接處在設(shè)計(jì)、施工和檢查等環(huán)節(jié)上應(yīng)與支承吊載部件的結(jié)構(gòu)同樣重視，確保起重機(jī)在各種狀態(tài)下的安全。有資料顯示，錨定裝置失效造成起重機(jī)倒塌不乏其例，可見(jiàn)提高防風(fēng)錨定裝置可靠性對(duì)起重機(jī)防風(fēng)能力是至關(guān)重要的。所以應(yīng)將防風(fēng)錨定裝置作為起重機(jī)一個(gè)非常重要的部件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和安裝。

露天工作的塔式起重機(jī)當(dāng)風(fēng)速超過(guò)60m/s時(shí)，需要使用錨定裝置。該裝置是將起重機(jī)與作業(yè)場(chǎng)地面連接，但與場(chǎng)地連接部位，必須在修建場(chǎng)地時(shí)同時(shí)造建好。典型的錨定裝置分別安裝在起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)各條腿上同時(shí)使用。插銷(xiāo)式錨定裝置，應(yīng)沿軌道場(chǎng)地上兩側(cè)每隔一定距離裝設(shè)一個(gè)，以便起重機(jī)在暴風(fēng)來(lái)臨時(shí)及時(shí)將起重機(jī)鎖定。常見(jiàn)錨固裝置有插銷(xiāo)式、鏈條式、頂桿式和錨固板式。

《起重機(jī)械安全規(guī)程》規(guī)定：在地面軌道上行駛的露天工作的起重機(jī)，應(yīng)當(dāng)裝配夾軌器和錨定裝置等防風(fēng)裝置，防止最大風(fēng)載荷作用下移動(dòng)或被吹倒。防風(fēng)裝置是保證起重機(jī)安全工作的重要部件，其作用是防止起重機(jī)在風(fēng)載荷作用下沿軌道滑行和傾覆的安全裝置，室外工作的軌道式起重機(jī)均應(yīng)安裝。

4 新型防風(fēng)裝置的應(yīng)用

就防風(fēng)效果而言，夾軌器，錨定，鐵鞋及防風(fēng)拉索纜繩防風(fēng)裝置一般能抵抗12級(jí)以下臺(tái)風(fēng)。我國(guó)夏、秋季是臺(tái)風(fēng)都發(fā)季節(jié)，沿海地區(qū)12級(jí)以上強(qiáng)臺(tái)風(fēng)是常見(jiàn)的，夾軌器，鐵鞋及防風(fēng)拉索纜繩防風(fēng)裝置不適用于12級(jí)以上強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，錨定裝置防風(fēng)效果較好，但投資大，一般小港口，廠礦及建筑施工單位難以承受，故都存在一定的安全隱患。

4.1 軌式起重機(jī)帶爪防風(fēng)鐵鞋

軌式起重機(jī)帶爪防風(fēng)鐵鞋工作原理是，當(dāng)起重機(jī)在風(fēng)載荷作用下滑上鐵鞋的斜面時(shí)，行走輪作用于鐵鞋水平力克服鞋底板與軌道之間的鞋底板，鞋體發(fā)生微滑，爪的上端隨鞋體移動(dòng)，而爪的下端咬住軌道不動(dòng)，使鞋底板與軌道壓力及摩擦力增大，并隨滑移量增加而增大，外力越大，鐵鞋鎖的越緊，從而阻止起重機(jī)的進(jìn)一步移動(dòng)，起到防風(fēng)作用。該防風(fēng)裝置抗臺(tái)風(fēng)能力強(qiáng)，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，對(duì)安裝4只帶爪防風(fēng)鐵鞋的10t門(mén)座起重機(jī)，可抵抗風(fēng)速小于50m/s的臺(tái)風(fēng)對(duì)起重機(jī)的水平推力。

4.2 電子機(jī)械式輪邊制動(dòng)器

電子機(jī)械式輪邊制動(dòng)器,由微電機(jī)、減速傳動(dòng)裝置、滾珠絲桿幅、凸輪增力機(jī)構(gòu)、制動(dòng)彈簧缸、具有單向逆止和可分離電磁保持器、制動(dòng)夾鉗、電控糸統(tǒng)等組成。電子機(jī)械式輪邊制動(dòng)器在起重機(jī)防風(fēng)中使用特點(diǎn)，當(dāng)起重機(jī)工作時(shí)，由微電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速傳動(dòng)裝置，使?jié)L珠絲桿幅輸出推力，通過(guò)凸輪增力機(jī)構(gòu)來(lái)消除制動(dòng)彈簧作用力，將夾鉗制動(dòng)器打開(kāi)，此時(shí)電機(jī)停止工作，由電磁保持器逆止減速傳動(dòng)裝置反轉(zhuǎn)，維持打開(kāi)狀態(tài)。制動(dòng)時(shí)電磁保持器通電吸合分離保持器，帶輪反轉(zhuǎn)由壓縮制動(dòng)彈簧作用力使制動(dòng)夾鉗上閘產(chǎn)生制動(dòng)作，從而起到阻止起重機(jī)滑行防風(fēng)作用。該防風(fēng)裝置采用了電子機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可通過(guò)自動(dòng)控制方法滿足起重機(jī)各種防風(fēng)要求，具有較強(qiáng)的防風(fēng)效果。

5 防風(fēng)裝置的安全管理

確保防風(fēng)裝置的可靠性，除了設(shè)計(jì)、制造和安裝這些重要環(huán)節(jié)外，另一個(gè)重要的方面就是要加強(qiáng)對(duì)防風(fēng)裝置的日常安全管理，定期檢查防風(fēng)裝置的可靠性。當(dāng)起重機(jī)行走停止的情況下，夾軌器未將軌道夾住，此時(shí)如遇突發(fā)性陣風(fēng)，就可能造成起重機(jī)滑移。如果在起重機(jī)行走時(shí)夾軌器未松開(kāi)，就可能造成行走電機(jī)被燒毀。錨定坑易被臟物填滿，錨定板或錨定抨放下時(shí)未能進(jìn)入錨定坑，模塊同方向塞在輪子下，防風(fēng)系纜繩繩徑不符合要求，系纜繩松弛等，這些情況都會(huì)影響防風(fēng)裝置的有效性和可靠性，需要通過(guò)加強(qiáng)對(duì)防風(fēng)裝置的日常安全管理來(lái)避免。

綜上所述，為確保生產(chǎn)過(guò)程中人員和設(shè)備安全，需了解風(fēng)載荷作用對(duì)起重機(jī)的影響，安裝有效的防風(fēng)裝置，使起重機(jī)在工作狀態(tài)下安全運(yùn)行，在非工作狀態(tài)下有效抵御風(fēng)力使其不被吹移，使其最大限度地保障在突發(fā)大風(fēng)情況下設(shè)備和人員的安全。

[1] 嚴(yán)大考.起重機(jī)械[M].鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2003.

[2] 張質(zhì)文，等主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.

[3] 陳道南，等主編. 起重運(yùn)輸機(jī)械[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1988.

[4] 尹美英，林勇虎，金英俊.起重機(jī)的防風(fēng)裝置[J].延邊大學(xué)理工學(xué)報(bào)，1997（1）：75－78.

[5] 李洪建.集裝箱胎式起重機(jī)新型防風(fēng)裝置的研究[J].港口裝卸，2006（1）：7－8.

Preliminary Study on the Application of the Anti-wind Device of Cranes

HUANG Lian－h(huán)ua

(Zhangzhou Branch of Fujian Provincial Testing Bereau of Special Equipment, Zhangzhou, 363000, China)

A crane is the national prescriptive special equipment. The anti-wind device of a crane is an important device to avoid all kinds of danger appeared in the operation. This article analyzes the effect of the wind load on the stability of a crane and describes the application of the rail clamping apparatus, anchor equipment and late-model anti-wind device of a crane.

crane; wind load; anti-wind device

（責(zé)任編輯：季平）

2010－11－10

黃連華（1961－），男，福建漳州人，工程師。

TH21

A

1673-1417（2011）01-0025-03