塔式起重機(jī)的傾覆原因及預(yù)防措施

1、梁的設(shè)計計算與吊梁相似,并根據(jù)用戶的要求在旋轉(zhuǎn)梁下設(shè)計4個掛電磁鐵的掛鉤?；喗M支架按常規(guī)的設(shè)計即可。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置組成?；剞D(zhuǎn)支承裝置選用了尺寸緊湊、性能完善、可以同時承受垂直力、水平力和傾覆力矩的滾動軸承內(nèi)齒式回轉(zhuǎn)支承。其中,外座圈與吊梁、內(nèi)座圈與圖2 小車布置示意圖1.小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 2.起升機(jī)構(gòu) 3.小車架旋轉(zhuǎn)梁用螺栓聯(lián)接,由此將上部分的吊梁與下部分的旋轉(zhuǎn)梁聯(lián)接成一體。驅(qū)動裝置是一臺帶制動電機(jī)的擺線針輪減速器三合一裝置,并根據(jù)回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)座圈齒輪模數(shù)和用戶需要的旋轉(zhuǎn)速度在減速器輸出軸裝配一個小齒輪。4 改造效果經(jīng)過用戶1年的使用,該臺起重小車無任何故障。用戶非常滿意,

2、既提高了工作效率,又降低了圖3 旋轉(zhuǎn)裝置示意圖1.掛梁 2.吊梁 3.滑輪組 4.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)成本。作 者:婁方權(quán)地 址:柳州市柳州起重機(jī)器有限公司郵 編:545005收稿日期:2005-09-12吊梁、旋轉(zhuǎn)梁及滑輪組支架用鋼板焊接而成。由于吊梁要與回轉(zhuǎn)支承裝置聯(lián)接,同時在上面還要固定回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置,所以吊梁必須寬大一些。旋轉(zhuǎn)使用#維修塔式起重機(jī)的傾覆原因及預(yù)防措施安徽省特種設(shè)備檢測院 蔡光輝 張申生 蘇 寧 禹言春塔式起重機(jī)(以下簡稱塔機(jī))大多用于工業(yè)與民用建筑工地。由于其工作環(huán)境復(fù)雜多變、臂架長且工作面大、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)等結(jié)構(gòu)件連接點多、整機(jī)高度較高、操作及現(xiàn)場管理人員更換頻繁、專業(yè)素質(zhì)不高等方面的特殊

3、性,因此其事故發(fā)生率在起重機(jī)中占有很高的比例。而塔機(jī)傾覆事故由于其造成的人員及財產(chǎn)損失特別巨大,有必要對其產(chǎn)生的原因認(rèn)真分析研究并提出相應(yīng)的解決辦法。塔機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性應(yīng)在最不利的載荷組合條件下進(jìn)行,若包括起重機(jī)自重在內(nèi)的各項載荷對傾覆邊的力矩之和大于或等于零,則認(rèn)為起重機(jī)是穩(wěn)定5的,反之,將會發(fā)生起重機(jī)傾覆事故。對各種工況下塔機(jī)將要受到的載荷進(jìn)行細(xì)致的分析及研究,是保證整機(jī)不傾覆的關(guān)鍵所在,同時塔機(jī)本身結(jié)構(gòu)及連接狀況也是必須考慮的因素。本文將從超載防護(hù)、基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)聯(lián)接、整機(jī)偏斜、結(jié)構(gòu)銹蝕及焊縫缺陷等方面分析塔機(jī)傾覆原因及相應(yīng)對策。1 超載且起重力矩限制器失效某廠產(chǎn)的QTZ40型塔機(jī),大臂長47

4、m,其端部最大起重量為0179t,在實際使用中,力矩限制器被拆除,長期嚴(yán)重超載作業(yè)(事故現(xiàn)場端部吊重)達(dá)119t),致使最大應(yīng)力區(qū)(斜撐平面)高強(qiáng)聯(lián)接螺栓上接觸點a處弦桿在拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋擴(kuò)展到一定程度后,當(dāng)最后一次在塔機(jī)端部吊重119t時,由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足,致使a處弦桿突然脆性斷裂,整機(jī)失穩(wěn)傾覆(如圖1所示)。這起事故完全是由于違規(guī)操作及擅自拆除預(yù)警裝置造成的。中,混凝土塊的強(qiáng)度是有保障的,地耐力往往被忽視。有些基礎(chǔ)長期被水浸泡,造成整個塊狀基礎(chǔ)的下沉、傾斜;有些基礎(chǔ)設(shè)在泥坑上或回填土上,地耐力嚴(yán)重不足,而又被施工單位所忽視。因此,基礎(chǔ)周圍應(yīng)排水通暢;在做基礎(chǔ)時,

5、對土層的情況應(yīng)有充分的了解;塔機(jī)垂直度也應(yīng)定期測量并校驗。某建筑工地2004年發(fā)生一起QTZ40塔機(jī)基礎(chǔ)和整機(jī)整體倒塌事故,其直接原因是塔機(jī)基礎(chǔ)靠近建筑物方回填土未填,基礎(chǔ)側(cè)向支撐力為零;基礎(chǔ)下方部分土松濕,支撐面減小,地耐力達(dá)不到設(shè)計要求。當(dāng)塔機(jī)工作在最不利工況下達(dá)到傾覆極限時,整機(jī)失穩(wěn)倒塌。2 塔機(jī)基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠、安裝防護(hù)不當(dāng)塔機(jī)基礎(chǔ)分為多種型式,有軌道式基礎(chǔ)、壓重式基礎(chǔ)、混凝土塊式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)4種形式。軌行式塔機(jī)傾翻事故占塔機(jī)事故的10%左右。2軌不平、軌道端部無止擋、軌道縱向坡度過大、無夾軌器、軌道基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠等原因都能造成塔機(jī)傾覆。軌道基礎(chǔ)的路基宜構(gòu)筑在老土地基上,基礎(chǔ)的排水溝必須與工

6、地排水設(shè)施相通,防止基礎(chǔ)被雨水浸泡而造成下沉;2條鋼軌在同一截面處的高低差不得大于軌距的2j;軌道縱向坡度應(yīng)小于1j;停機(jī)后,應(yīng)將夾軌器鎖緊,以防起風(fēng);軌道端部止擋強(qiáng)度應(yīng)符合使用說明書要求,不得偷工減料;鋼軌型號及其配套墊板、連接螺栓,軌距,基礎(chǔ)布置及強(qiáng)度應(yīng)符合使用說明書中的規(guī)定。某市2003年發(fā)生一起軌行式塔機(jī)傾覆事故,就是由于2軌基礎(chǔ)未按使用說明書要求裝設(shè),基礎(chǔ)在雨水的長期浸泡下,局部下沉,造成2軌高低不平,在最不利工況下作業(yè)時,整機(jī)失穩(wěn)而造成的。3 聯(lián)接螺栓松動、剪斷,整機(jī)失衡傾覆高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接是塔機(jī)上重要的連接方式,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間的套柱螺栓連接,底架與基礎(chǔ)螺栓聯(lián)接皆為此類連接方式。高強(qiáng)度螺栓

7、不是靠本身傳力,而是靠很高的螺栓預(yù)緊力在連接間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞力,一般情況下預(yù)緊應(yīng)力D的平均值為0175Ds。螺栓的承載能力與結(jié)合面摩擦系數(shù)、結(jié)合面數(shù)、實際拉應(yīng)力、螺栓連接的總應(yīng)力面積成正比;因此,要保證高強(qiáng)螺栓結(jié)合面平整、無油污,絕對不能松動,應(yīng)保證其預(yù)緊力矩。有經(jīng)驗公式表明:預(yù)緊力矩=012預(yù)緊力螺栓直徑。因此,不同直徑的高強(qiáng)螺栓,其要求達(dá)到的預(yù)緊力矩是不同的。同時也表明:如果高強(qiáng)螺栓松動,預(yù)緊力將為零,連接將失效,塔機(jī)在回轉(zhuǎn)時晃動較大,極易造成高強(qiáng)螺栓被剪斷,整機(jī)失穩(wěn)傾覆。塔機(jī)基礎(chǔ)連接螺栓由于其結(jié)合面摩擦系數(shù)在油污及水的浸泡下難以保證,螺栓歪斜從而連接總應(yīng)力面積大大減小,未預(yù)緊等原因,

8、在交變載荷的作用下,更易被剪斷。2004年全年,在對塔機(jī)進(jìn)行專項檢查中,共發(fā)現(xiàn)10余次基礎(chǔ)連接螺栓剪斷現(xiàn)象;其中有1臺QTZ315塔機(jī)總共16個基礎(chǔ)連接螺栓有6個已經(jīng)斷裂,如果沒有及時發(fā)現(xiàn)隱患,后果將不堪設(shè)想。塔機(jī)高強(qiáng)螺栓的特定使用環(huán)境,決定了施工工地應(yīng)有專人負(fù)責(zé)對高強(qiáng)螺栓的檢查和緊固。一般情況下,15天應(yīng)將所有的螺栓按順序緊固1次,確保其不松動。工地上應(yīng)配備專用緊固螺栓工具,并用力矩扳手檢查預(yù)緊力矩是否符合要求。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間的螺栓應(yīng)先緊固對重側(cè),然后將塔機(jī)轉(zhuǎn)半圈,緊固另一側(cè),依次向上。圖1 整機(jī)受力示意圖壓重式基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)應(yīng)嚴(yán)格按照使用說明書上的要求設(shè)計及安裝,確保壓重位置準(zhǔn)確,壓重不位移,連接

9、可靠,基礎(chǔ)平整;樁基礎(chǔ)樁的深度、直徑、垂直度、鋼筋網(wǎng)的布置、土層強(qiáng)度、混凝土配比及強(qiáng)度都應(yīng)達(dá)到要求?；炷翂K式基礎(chǔ)在塔機(jī)基礎(chǔ)中占的比重最大,危險性也最大,其主要包括X型整體式鋼筋混凝土基礎(chǔ)、獨立式大塊式基礎(chǔ)2種形式。在實際施工4 塔身垂直度重心偏移,傾覆力矩加大根據(jù)GB/T13752)1992規(guī)定,混凝土基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定性按下式驗算e=(M+Fhh)/(Fv+Gg)b/3式中 e)偏心矩M)作用在基礎(chǔ)上的彎矩 Fy)作用在基礎(chǔ)上的垂直載荷 Fh)作用在基礎(chǔ)上的水平載荷 Fg)混凝土基礎(chǔ)的重力 h)混凝土基礎(chǔ)的高度 b)混凝土基礎(chǔ)的寬度當(dāng)塔機(jī)垂直度超標(biāo)過多,可造成整機(jī)傾覆力矩增大,使偏心矩e增加

10、,一旦達(dá)到6/3極限值,將發(fā)生倒塔事故。某工地1臺QTZ125塔機(jī)在檢查中發(fā)現(xiàn)南北方向側(cè)向垂直度基本為零,而東西方向側(cè)向垂直度超過標(biāo)準(zhǔn)值20倍,偏離800mm,最上部附墻連接螺栓在側(cè)向力的作用下已被拉變形,部分螺帽已錯位,塔機(jī)隨時都有倒塌危險。此次安裝事故是由于安裝疏忽所造成的,東西方向側(cè)向垂直度的檢測檢測人員要到500m以外的場地才能實施測量,往返就是1000m,安裝后就沒有對塔機(jī)垂直度進(jìn)行測量,險些踉成大禍。因此,設(shè)備管理人員應(yīng)定期校驗塔機(jī)垂直度,發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)找專業(yè)人員查找原因并及時校正。(1)定載荷試驗根據(jù)使用說明書要求的數(shù)據(jù),在相應(yīng)幅度起吊最大額定起重量和最大幅度起吊額定起重量,起重臂

11、根部水平靜位移應(yīng)不大于H/100(其中H,對自行式塔機(jī)為塔身與起重臂連接處到軌面的垂直距離;對附著式塔機(jī),為塔身與起重臂連接處到最高一個附著裝置之間的垂直距離)。在規(guī)定的工況下進(jìn)行起升、變幅、回轉(zhuǎn)、行走試驗,試驗后檢查起重機(jī)不應(yīng)有裂紋,永久變形,油漆脫落,連接松動等損壞。(2)靜載試驗拆除力矩限制器和起重量限制器的連接線,按照試驗(1)確定的幅度,起吊1125倍的額定載荷,離地面100200mm,懸空不少于10min,考核起重機(jī)的強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)承載力,卸載后塔機(jī)不允許出現(xiàn)裂紋,永久變形,油漆脫落,連接松動等損壞。(3)動載試驗拆除力矩限制器和起重量限制器的連接線,按照定載荷試驗確定的幅度,起吊11

12、1倍額定載荷,進(jìn)行起升、制動、變幅、回轉(zhuǎn)及組合動作,檢驗各機(jī)構(gòu)的靈活性、制動性能的可靠性,結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)不應(yīng)損壞,連接無松動。順利通過以上3個試驗的設(shè)備,說明該起重機(jī)的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)承載力符合要求,如果在以上試驗工況下,未能通過試驗,應(yīng)對銹蝕部位及焊縫采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施,確保設(shè)備安全使用。5 質(zhì)量不合格使整機(jī)強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求塔機(jī)的結(jié)構(gòu)件質(zhì)量及焊接質(zhì)量直接關(guān)系到整機(jī)安全,結(jié)構(gòu)銹蝕或腐蝕超標(biāo)、局部產(chǎn)生裂紋、焊縫開焊脫焊等缺陷是絕對不允許出現(xiàn)的。產(chǎn)品出廠檢驗必須嚴(yán)格,責(zé)任到人。某市2005年發(fā)生一起新安裝塔機(jī)倒塌事故,事故的直接原因是頂升橫梁焊接設(shè)計不合理,焊縫焊接質(zhì)量不合格。塔機(jī)在頂升加節(jié)過程中,橫梁吊

13、耳連接板材突然脫焊撕裂,整機(jī)失穩(wěn),造成安裝操作人員墜落,大臂折彎,平衡梁撕裂的重大事故。對于使用多年銹蝕比較嚴(yán)重的設(shè)備,更應(yīng)嚴(yán)格檢查,采取必要的安全措施。如發(fā)現(xiàn)構(gòu)件腐蝕程度超過原構(gòu)件厚度的10%,應(yīng)堅決報廢;連接焊縫應(yīng)無明顯的焊接缺陷,必要時用探傷儀檢查焊縫質(zhì)量。對以上檢查結(jié)果都合格而整機(jī)又銹蝕較嚴(yán)重的設(shè)備,可以對設(shè)備進(jìn)行剛性試驗,驗證其結(jié)構(gòu)可靠性。56 違反安拆安全規(guī)程,非專業(yè)人員操作2002年,1臺QTZ40塔機(jī)在拆除標(biāo)準(zhǔn)節(jié)時導(dǎo)向輪脫軌,整機(jī)倒塌;2005年,1臺QTZ63塔機(jī)在拆除時由于頂升橫梁放錯位置,導(dǎo)向輪脫軌,整機(jī)失穩(wěn)倒塌,造成4死2傷。這2起事故的直接原因是:安裝人員無證上崗,安

14、裝單位無安裝資質(zhì),安裝時違反操作規(guī)程。因此,加強(qiáng)安全監(jiān)管是杜絕此類事故的根本所在。另外,猛然急制動打反車、塔機(jī)在停機(jī)時將回轉(zhuǎn)制動鎖死,遇大風(fēng)時不能保持尾吹風(fēng)狀態(tài)、主要連接銷軸脫落等原因也可能造成塔機(jī)傾覆?？傊?專業(yè)安裝公司安裝,專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)檢測,專業(yè)熟練的操作人員操作,專業(yè)的設(shè)備管理人員按安全規(guī)程進(jìn)行管理是塔機(jī)安全使用的基石和保)障。參 考 文 獻(xiàn)1 GB/T13752)1992 塔式起重機(jī)設(shè)計規(guī)范2 GB/T9462)1999 塔式起重機(jī)技術(shù)條件3 GB5144)1994 塔式起重機(jī)安全規(guī)程4 GB/T17807)1999 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)試驗方法5 劉佩衡1塔式起重機(jī)使用手冊1北京:機(jī)械工業(yè)

15、出版社,20026 王福綿等,起重機(jī)械技術(shù)檢驗1北京:學(xué)苑出版社,20007 陳建業(yè),包繼德,王茂1在用塔式起重機(jī)存在的問題1起重運(yùn)輸機(jī)械,2005(5):4)68 張質(zhì)文,虞和謙,王金諾等,起重機(jī)設(shè)計手冊1北京:中國鐵道出版社,19989 張社信1塔式起重機(jī)安裝檢驗中常見的問題1起重運(yùn)輸機(jī)械,2005(10):47)48作 者:蔡光輝地 址:安徽省合肥市大通路119號天和大廈北二樓郵 編:230011收稿日期:2005-12-22電液伺服系統(tǒng)在輸送帶生產(chǎn)中的應(yīng)用陜西科技大學(xué) 陳 耿輸送帶作為載物輸送部件被廣泛應(yīng)用于輸送機(jī)械中,輸送帶的生產(chǎn)工序為:(1)布料涂膠 卷取軸A順時轉(zhuǎn)動布料放卷y布料

16、正面涂膠y烘干y卷取軸B順時轉(zhuǎn)動布料收卷,卷取軸B逆時轉(zhuǎn)動布料放卷y布料反面涂膠y烘干y卷取軸A逆時轉(zhuǎn)動布料收卷。(2)多層涂膠布料合成,加熱加壓硫化。在輸送帶的生產(chǎn)過程中,布料涂膠采用涂膠機(jī),然而布料卷取質(zhì)量不好直接影響生產(chǎn)效率,經(jīng)分析多屬下述原因造成:前道工序收卷不齊;本工序中導(dǎo)向輥偏差、張力失調(diào)等。一般說來車速越高,布料橫向跑偏現(xiàn)象越嚴(yán)重,甚至無法生產(chǎn)。因而必須糾偏,提高布料卷取質(zhì)量。糾偏系統(tǒng)根據(jù)其在布料加工中的位置分為退卷糾偏、中間導(dǎo)引糾偏和卷取糾偏等3類。我們在改進(jìn)設(shè)計中采用了退卷糾偏,本文介紹其工作原理和方法。圖1 輸送帶布料卷取平面布置圖1.涂膠輥 2.烘箱 3.前伏輥 4.測速電機(jī)5.液壓站 6.液壓缸 7.滑塊機(jī)構(gòu) 8.糾偏輥9.光電傳感器 10.后伏輥 11.卷取機(jī)12.位移傳感器故設(shè)置一負(fù)的偏置電壓Ub,并使Ub=U。2smax當(dāng)布料正常卷取時,布料邊部跨越硅光二極管