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港口起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)安全制動器應(yīng)用的相關(guān)建議

2016-07-11 09:19:14李靜李益琴
集裝箱化 2016年6期
關(guān)鍵詞:電動葫蘆裝設(shè)吊運(yùn)

李靜 李益琴

隨著港口起重機(jī)工作級別和裝卸效率的提高,起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的使用頻率增加,起重機(jī)在吊運(yùn)作業(yè)過程中的頻繁啟動和制動對制動器的安全性能提出較高要求。我國現(xiàn)行的起重機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要對工作制動器的設(shè)置和安全系數(shù)作出規(guī)定,而對安全制動器的規(guī)定相對缺乏。本文在比較國內(nèi)外起重機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對起升機(jī)構(gòu)制動器規(guī)定的基礎(chǔ)上,對安全制動器的應(yīng)用提出相關(guān)建議。

1 我國起重機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對起升機(jī)構(gòu)制動器的規(guī)定

1.1 GB/T 3811―2008《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》

(1)起升機(jī)構(gòu)每套獨立的驅(qū)動裝置至少應(yīng)裝設(shè)1個支持制動器;對于吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險物品的起升機(jī)構(gòu),其每套獨立的驅(qū)動裝置至少應(yīng)裝設(shè)2個支持制動器。

(2)在對安全性要求特別高的起升機(jī)構(gòu)中,為防止因起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置損壞而引發(fā)安全事故,應(yīng)在鋼絲繩卷筒上裝設(shè)機(jī)械式制動器用于安全制動。此安全制動器在機(jī)構(gòu)失效或傳動裝置損壞導(dǎo)致物品超速下降的情況下且下降速度達(dá)到額定速度的1.5倍前自動起作用。

1.2 TSG Q0002―2008《起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程――橋式起重機(jī)》

(1)吊運(yùn)熔融金屬或發(fā)生事故后可能造成重大危險或損失的起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu),其每套驅(qū)動系統(tǒng)必須設(shè)置2個獨立的工作制動器(即支持制動器)。

(2)采用電動葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)吊運(yùn)熔融金屬的起重機(jī),其制動器的設(shè)置應(yīng)當(dāng)符合以下要求:①當(dāng)額定起升質(zhì)量大于時,電動葫蘆除設(shè)置1個工作制動器外,還必須設(shè)置1個安全制動器,安全制動器應(yīng)當(dāng)設(shè)置在電動葫蘆的低速級上,當(dāng)工作制動器失靈或傳動部件破斷時,能夠可靠地支持住額定載荷;②當(dāng)額定起升質(zhì)量小于或等于時,電動葫蘆除設(shè)置工作制動器外,也宜在低速級上設(shè)置安全制動器,否則電動葫蘆應(yīng)當(dāng)按額定起升質(zhì)量的1.5倍設(shè)計,或者使用單位選用的起重機(jī)的額定起升質(zhì)量應(yīng)當(dāng)是最大起升質(zhì)量的1.5倍,并且須用起升質(zhì)量標(biāo)志明確許用的最大起升質(zhì)量。

2 國外起重機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對起升機(jī)構(gòu)制動器的規(guī)定

2.1 《歐洲起重機(jī)械設(shè)計規(guī)范》(歐洲搬運(yùn)工程協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))

(1)起重裝置必須配備自動作用的制動器,該制動器在斷電或起重裝置發(fā)生故障的情況下能夠安全地支持住試驗載荷。

(2)搬運(yùn)熔化物質(zhì)的起重裝置應(yīng)有2個彼此獨立操作的機(jī)械式制動器,且第二個制動器相對于第一個制動器應(yīng)滯后一段時間起作用。

(3)在驅(qū)動裝置損壞等特別危險的情況下,第二個制動器應(yīng)作用在繩索卷筒上,對該制動器的控制應(yīng)使其能在荷重下降速度達(dá)到額定下降速度的1.5倍之前自動起作用。在此情況下,起重機(jī)的控制裝置應(yīng)包括能觸發(fā)制動器的緊急斷電器。

2.2 《高架和龍門起重機(jī)(單梁或多梁頂行橋架、頂行起重機(jī))》(美國機(jī)械工程師學(xué)會標(biāo)準(zhǔn))

起重機(jī)每套獨立的起升裝置至少有1個支持制動器。吊運(yùn)液態(tài)金屬的起重機(jī)的每套獨立的起升裝置應(yīng)安裝2個支持制動器(其中1個裝在減速器軸上),并應(yīng)外加控制制動裝置。若起升裝置有1個機(jī)械式載重控制器或在喪失動力的情況下沿下降方向有實現(xiàn)緊急制動的控制裝置,則僅需1個支持制動器。

2.3 《一般用途的動力驅(qū)動高架移動式起重機(jī)、半重型移動式起重機(jī)和重型移動式起重機(jī)規(guī)范》(英國標(biāo)準(zhǔn))

起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置制動器,以便在斷電或發(fā)生事故時實現(xiàn)制動,并使載荷在任一起升位置保持靜止。

3 起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)安全制動器應(yīng)用的相關(guān)建議

通常情況下,起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)只裝設(shè)支持制動器,在作業(yè)過程中存在一定的安全風(fēng)險:首先,支持制動器在起升機(jī)構(gòu)中既是重要的工作部件,也是相當(dāng)重要的安全保護(hù)裝置,如果該制動器失效,起升機(jī)構(gòu)不僅無法正常停車,而且安全保護(hù)功能也隨之喪失;其次,支持制動器的保護(hù)范圍有限,在傳動鏈(非高速軸)出現(xiàn)斷軸、斷齒等失效形式的情況下,即使支持制動器能夠有效制動高速軸,整個機(jī)構(gòu)仍然會失去控制,進(jìn)而引發(fā)事故。[1]

在國內(nèi)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中:GB/T 3811―2008《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》不僅對支持制動器的數(shù)量、安全系數(shù)等作出規(guī)定,而且還提出裝設(shè)安全制動器的新要求;此外,JB/T 7688. 5―2012《冶金起重機(jī)技術(shù)條件第5部分:鑄造起重機(jī)》同樣提出裝設(shè)安全制動器的要求。國外相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大多要求吊運(yùn)熔融金屬及易燃、易爆的化學(xué)品和危險品的起重機(jī)裝設(shè)安全制動器。

安全制動器也即卷筒制動器,其直接作用在卷筒法蘭上,與整個傳動鏈構(gòu)成并聯(lián)形式,能夠有效提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。在起重機(jī)上增設(shè)安全制動器后,卷筒部分就形成完全獨立的安全制動系統(tǒng),即使在啟動電機(jī)、傳動軸、減速箱、工作制動器均損壞的情況下,卷筒部分的安全制動器也能實現(xiàn)有效的合閘制動,從而阻止吊鉤繼續(xù)下滑,防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。[2]當(dāng)機(jī)構(gòu)正常啟動時,安全制動器先打開,支持制動器后打開;當(dāng)機(jī)構(gòu)正常制動時,支持制動器先制動,安全制動器延遲至主制動器制動動作完成后再制動。

安全制動器要實現(xiàn)有效制動,其制動力矩應(yīng)大于或等于經(jīng)計算得到的卷筒制動盤所需的制動力矩。在實際應(yīng)用中,安全制動器的選型主要參照生產(chǎn)廠家的相關(guān)要求和規(guī)定,或基于卷筒上的力矩乘以一定的安全系數(shù)。目前,國內(nèi)外起重機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對安全制動器的安全系數(shù)均缺乏明確規(guī)定。對于安全制動器而言,安全系數(shù)過小會導(dǎo)致其制動力矩不足,從而造成安全隱患;但安全系數(shù)也并非越大越好,過大的安全系數(shù)會導(dǎo)致其制動力矩較大,從而對系統(tǒng)造成沖擊,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)部件損壞。建議相關(guān)科研單位或標(biāo)準(zhǔn)制修訂部門根據(jù)實際的工程經(jīng)驗及安全制動器制動距離的計算依據(jù),在規(guī)范中規(guī)定或推薦科學(xué)、可靠的安全系數(shù)范圍。

按照GB/T 3811―2008《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險物品的起升機(jī)構(gòu)或?qū)Π踩砸筇貏e高的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)裝設(shè)安全制動器,但其并未明確界定危險情況或安全級別。筆者在對在役港口起重機(jī)的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn):部分吊運(yùn)重大件的起重機(jī)裝有安全制動器;岸橋的起升機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)在裝有2個支持制動器的同時,還安裝了安全制動器。基于安全因素的考慮,建議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步細(xì)化裝卸條件和安全級別,擴(kuò)大安全制動器的應(yīng)用范圍,從而提高港口裝卸作業(yè)的安全性,防止重大事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn):

[1] 李向東. 起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)多制動器設(shè)計的探討[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2011(2):1-3.

[2] 包波. 起重機(jī)制動器安全性能的探討[J].電力安全技術(shù),2004,6(1):24-25.

(編輯:張敏 收稿日期:2016-05-12)

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