起重機制動(dòng)器安全性能的探討

　　1、起重機制動(dòng)器失控造成人員傷亡

　　2003-03-09，大化水力發(fā)電總廠(chǎng)在承包左江電廠(chǎng)檢修工程的施工作業(yè)中，按工作計劃進(jìn)行轉輪回裝。召開(kāi)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)工作人員準備就緒，開(kāi)始工作。在吊裝好泄水錐，整體試吊轉輪無(wú)異后，10：28開(kāi)始往機坑吊裝，10：30當轉輪吊至機坑并下放約3m時(shí)，橋機突然失控，轉輪加速下落。在此過(guò)程中，橋機上制動(dòng)器發(fā)生爆裂，減速箱齒輪崩裂，鋼絲繩拉斷，轉輪落至機坑。事故造成在橋機上負責監護的工作人員1人死亡，2人受傷。

　　事故原因初步分析為橋機在吊物下放時(shí)脫檔，造成橋機失控。

　　2、起重機制動(dòng)方式不合理

　　據了解，目前絕大多數起重機制動(dòng)器，都是輪轂式制動(dòng)器，當需要開(kāi)閘或制動(dòng)時(shí)，通過(guò)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(kāi)制動(dòng)輪或貼合夾在制動(dòng)輪上，達到開(kāi)閘或制動(dòng)的要求。而現在的起重工作，特別是在起吊大型重物時(shí)，往往在起重機上配備數名負責監護的工作人員，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)瓦對制動(dòng)輪的施壓，從而達到緊急制動(dòng)的目的，以減少事故的損壞程度。在“3.9”事故中，橋機上負責監護的工作人員也采取了這樣的措施，但沒(méi)有取得相應的作用，反而卻因為制動(dòng)器發(fā)生崩裂，制動(dòng)器碎片飛出致使監護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(méi)能減少事故的損壞程度呢？

　　首先，負責監護工作的機械工作人員使用撬棍等工具加大制動(dòng)瓦對制動(dòng)輪的施壓，從而達到緊急制動(dòng)目的的工作方法值得商榷。當起重機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、傳動(dòng)軸會(huì )隨著(zhù)重物的加速下滑產(chǎn)生飛逸轉速，傳動(dòng)軸上的制動(dòng)輪也隨之產(chǎn)生強大的徑向振動(dòng)力。此時(shí)，起重機制動(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)生崩裂的危險性隨之升高，在制動(dòng)器前施壓的工作人員的危險性可想而知。因此，筆者以為工作人員使用撬棍等工具加大制動(dòng)瓦對制動(dòng)輪的施壓，從而達到緊急制動(dòng)目的的工作方法不可取。其次，制動(dòng)器只設置在傳動(dòng)軸上不夠完善。因為假如發(fā)生脫檔而制動(dòng)器卻又機械性損壞的時(shí)候，就沒(méi)有任何辦法能減少事故的損失了。那么應如何減少起重機因為脫檔而產(chǎn)生的事故損失呢？筆者認為升船機的制動(dòng)方式可以借鑒。

　　3、改進(jìn)起重機制動(dòng)器安全性能的探討

　　以巖灘電廠(chǎng)垂直入水式升船機的制動(dòng)方式為例，其承船廂重1430t，配重混凝土重1100t，主提升機制動(dòng)形式為液壓盤(pán)式制動(dòng)器，包括工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器兩套系統。升船機每次需要動(dòng)作時(shí)，安全制動(dòng)器首先開(kāi)閘，開(kāi)閘到位后主提升電機出力達到一定的扭矩后工作制動(dòng)器開(kāi)閘，升船機開(kāi)始運行；需要停機時(shí)，工作制動(dòng)器配合主提升電機先合閘制動(dòng)，延時(shí)6s后安全制動(dòng)器合閘制動(dòng)，完成運行過(guò)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。整個(gè)過(guò)程可靠安全，在升船機的安裝調試及這幾年的運行中得到可靠的驗證。因此，如果起重機采用以下制動(dòng)方式，可以達到安全可靠的效果。

　　3.1采用液壓盤(pán)式制動(dòng)器

　　和輪轂式制動(dòng)器相比，液壓盤(pán)式制動(dòng)器具有制動(dòng)原理簡(jiǎn)潔可靠，合閘響應快等特點(diǎn)。在合閘制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)瓦對制動(dòng)盤(pán)的作用力是軸向的而不是徑向的，使制動(dòng)盤(pán)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的制動(dòng)設置，在卷筒部分增加制動(dòng)盤(pán)并在相應合適的位置放置數組盤(pán)式制動(dòng)器，使它們成為完全獨立的一套安全制動(dòng)系統。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。

　�。�1）解放了監護人員的人力操作，減少被傷害的危險性；

　�。�2）增強了起重機運行的安全可靠性，當起重機發(fā)生事故時(shí)能有效防止事故的擴大。通俗說(shuō)就是假如起重機發(fā)生脫檔、溜鉤事故，即使是在起動(dòng)電機、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)，制止吊鉤繼續下滑，防止事故進(jìn)一步擴大；

　�。�3）在某些需要由變速箱進(jìn)行機械切換高低速檔的特殊橋式起重機上，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，做好相應的防止安全制動(dòng)器誤動(dòng)措施，就可以根據需要，松開(kāi)工作制動(dòng)器進(jìn)行高速檔與低速檔的互換工作。

　　3.3控制系統的要求

　　考慮到起重機升降需要頻繁動(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，控制系統的設計應滿(mǎn)足以下工作狀態(tài)的要求：

　�。�1）正常工作狀態(tài)。每次啟動(dòng)起重機前，起重機司機按下啟動(dòng)按扭，安全制動(dòng)器自動(dòng)開(kāi)閘，開(kāi)閘到位后發(fā)信號到操作臺允許起重機工作。起重機工作期間，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(kāi)狀態(tài)。起重作業(yè)結束，工作制動(dòng)器合閘制動(dòng)，起重機司機檢查無(wú)異后，在離開(kāi)操作臺前，斷掉起重機電源，安全制動(dòng)器合閘鎖定，工作結束；

　�。�2）起重機發(fā)生故障時(shí)的工作狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)，起重機司機按應急制動(dòng)按扭，工作制動(dòng)器立即合閘制動(dòng)，安全制動(dòng)器延遲2～5s合閘制動(dòng)，防止發(fā)生事故；

　�。�3）起重機發(fā)生破壞事故時(shí)的工作狀態(tài)。發(fā)生事故時(shí)，起重機司機按緊急制動(dòng)按扭，起重機控制電源斷開(kāi)，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（如起重機突然系統失電），工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器也應同時(shí)進(jìn)行緊急合閘制動(dòng)。

　　或者將安全制動(dòng)器設置為常開(kāi)式安全制動(dòng)器，平時(shí)安全制動(dòng)器始終保持全開(kāi)狀態(tài)，起重機升降的制動(dòng)工作由工作制動(dòng)器完成，安全制動(dòng)器作為一種保護備用。當起重機發(fā)生故障和事故或工作制動(dòng)器需要檢修、需要松開(kāi)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要求，通過(guò)電氣部分的設定而另行調整。