預防起重機械發生機械故障的措施及建議

蘇宗萬 上海鐵路局科研所

橋門式起重機給貨場、站段生產車間帶來靈活、高效、方便、快捷的同時，因機械的不安全因素，頻頻發生事故，也給國家、人民造成經濟損失，給當事人及家屬造成痛苦。發生事故的主要原因是起重機械本身存在著機械故障及操作人員的操作失誤。研究機械故障、分析原因、制定預防措施是減少橋門式起重機機械事故的主要措施。下面對橋門式起重機在運行過程中的機械故障作一分析。

1 吊鉤及防脫鉤裝置

吊鉤是橋門式起重機用得最多的取物裝置，它承擔著吊運的全部載荷，在使用過程中，吊鉤一旦損壞斷裂易造成重大事故。造成吊鉤損壞斷裂的原因是摩擦及超載使得吊鉤產生裂紋、變形和損壞斷裂。為防止吊鉤出現故障，就要在使用過程中嚴禁超負荷吊運。在檢查過程中要注意吊鉤的開口度、扭曲變形、危險斷面的磨損情況。吊鉤一旦發現裂紋要按照GBl0051-88給予報廢，堅決不要對吊鉤進行焊補。特種設備管理人員和檢測人員對吊鉤的檢查要按照GB10051-88的要求判斷吊鉤是否能夠使用。吊鉤上的防脫鉤裝置一定要定期或不定期地檢查，特別是在起吊重大設備件之前和期間，裝卸工人要格外留心，發現問題要及時上報上級部門。

2 鋼絲繩

2.1 故障分析

鋼絲繩在運行過程中，每根鋼絲繩的受力情況非常復雜，因各鋼絲在繩中的位置不同，有的在外層，有的在內層。即使受最簡單的拉伸力，每根鋼絲繩之間受力分布也不同。此外鋼絲繩繞過卷簡、滑輪時產生彎曲應力、鋼絲與鋼絲之間還有擠壓力等，因此精確計算其受力比較困難，一般采用靜力計算法。鋼絲繩中的最大靜拉力應滿足下式要求

式中:Pmax--鋼絲繩作業時可以承受的最大靜應力；

Pd--鋼絲繩的破斷應力；

n--安全系數。Pmax=(Q+q)/aη)

式中：Q--起重機的額定起重量；

q--吊鉤組重量；

a--滑輪組承載的繩分支總數；

η--滑輪組的總效率。

鋼絲繩最大允許工作拉力的計算式為：

式中：P--鋼絲繩作業時額定的最大靜應力

P≥Pmax是安全的。由此可知，鋼絲繩破斷的主要原因是超載，同時還與在滑輪、卷筒的穿繞次數有關，每穿繞一次鋼絲繩就產生由直變曲再由曲變直的過程，穿繞次數越多就越易損壞、破斷；其次鋼絲繩的破斷與繞過滑輪、卷筒的直徑、工作環境、工作類型、保養情況有關。

2.2 預防措施

（1）起重機在作業運行過程中起重量不要超過額定起重量。

（2）起重機的鋼絲繩要根據工作類型及環境選擇適合的鋼絲繩。

（3）對鋼絲繩要進行定期的潤滑(根據工作環境確定潤滑周期)。

（4）起重機在作業時不要使鋼絲繩受到突然沖擊力。

（5）在高溫及有腐蝕介質的環境里的鋼絲繩須有隔離裝置。

（6）鋼絲繩應無扭結、死角、硬彎、塑性變形、麻芯脫出等嚴重變形，潤滑狀況良好。

（7）鋼絲繩長度必須保證吊鉤降到最低位置時，余留在卷筒上的鋼絲繩圈數符合規范要求。

（8）鋼絲繩末端固定壓板數符合規范要求且要有防松性能。

3 卷筒及滑輪

卷筒是起重機重要的受力部件，在使用過程中會出現筒壁減薄、孔洞及斷裂故障。造成這些故障的原因是卷筒和鋼絲繩接觸相互擠壓和摩擦，當卷筒減薄到一定的程度時，因承受不住鋼絲繩施加的壓力而斷裂。為防止卷筒這種機械事故的發生，按照國家標準，卷筒的筒壁磨損達到原來的20%或出現裂紋時應及時進行更換。同時要注意操作環境衛生和對卷筒、鋼絲繩的潤滑。滑輪按其作用可分為動滑輪和定滑輪，定滑輪承載著鋼絲繩拉力方向的變向，而吊鉤上的動滑輪則起著使橋門式起重機上的鋼絲繩均勻共同分擔起吊貨物的作用。

因此，在平常檢修和保養時要注意以下三點。

（1）滑輪轉動靈活、光潔平滑無裂紋，輪緣部分無缺損、無損傷鋼絲繩的缺陷。

（2）輪槽不均勻磨損量達3 mm。或壁厚磨損量達原壁厚的20%，或輪槽底部直徑減小量達鋼絲繩直徑的50%時，滑輪應報廢。

（3）滑輪護罩應安裝牢固，無損壞或明顯變形。

4 減速器齒輪

4.1 故障分析

減速器是橋門式起重機的重要傳動部件，通過齒輪嚙合對扭矩進行傳遞，把電動機的高速運轉調到需要的轉速，在傳遞扭矩過程中齒輪會出現輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠和、齒面磨損等機械故障，造成齒輪的故障原因分別如下：

（1）短時間過載或受到沖擊載荷，多次重復彎曲引起的疲勞折斷；

（2）齒面不光滑，有凸起點產生應力集中，或潤滑劑不清潔；

（3）由于溫度過高引起潤滑失效；

（4）由于硬的顆粒進入摩擦面引起磨損。

4.2 預防措施

（1）起重機不能超載使用，啟動、制動要緩慢、平穩，非特定情況下禁止突然打反車；

（2）更換潤滑劑要及時，并把殼體清潔干凈，同時要選擇適當型號的潤滑劑；

（3）要經常檢查潤滑油是否清潔；發現潤滑不清潔要及時更換。

5 制動器

5.1 故障分析

制動器是橋門式起重機重要的安全部件，具備阻止懸吊物件下落、實現停車等功能，只有完好的制動器，起重機運行的準確性和安全生產才能有保證。在起重機作業中制動器會出現制動力不足、制動器突然失靈，制動輪溫度過高與制動墊片冒煙、制動臂張不開等機械故障。造成這些機械故障的原因分析如下：

（1）制動帶或制動輪磨損過大；制動帶有小塊的局部脫落；主彈簧調得過松；制動帶與制動輪間有油垢；活動鉸鏈外有卡滯的地方或有磨損過大的零件；鎖緊螺母松動整拉桿松脫；液壓推桿松閘器的葉輪旋轉不靈活；

（2）制動墊片嚴重或大片脫落，或長行程電磁鐵被卡住，主彈簧失效，或制動器的主要部件損壞；

（3）制動器與墊片間的間隙調得過大或過小；

（4）鉸鏈有卡死的地方或制動力矩調得過大，或液壓推桿松閘器油缸中缺油及混有空氣，或液壓推桿松閘使用的油脂不符合要求，或制動片與制動輪間有污垢。

5.2 預防措施

定期對制動器進行檢查、維護，起升機構的制動器必須每班檢查一次，運行機構的制動器要每天檢查一次，主要檢查以下內容。

（1）鉸鏈處有無卡滯及磨損情況，各緊固處有無松勁；

（2）各活動件的動作是否正常；

（3）液壓系統是否正常；

（4）制動輪與制動帶間磨損是否正常、是否清潔。

根據檢查的情況來確定制動器是否正常，堅決杜絕帶病運行，同時對制動器要定期進行潤滑和保養。為了保證起重機的安全運行，制動器必須經常進行調整。從而保證相應機構的工作要求。

6 車輪與軌道

橋門式起重機在運行過程中車輪與軌道常見的故障為車輪的啃軌及小車的不等高、打滑。其中造成啃軌的原因是多方面的，且啃軌的形式是多樣的。啃軌輕者影響起重機的壽命，重者會造成嚴重的傷亡事故，因此特種設備管理人員和檢測人員對啃軌要足夠地重視。

造成啃軌的主要原因是安裝時產生不符合要求誤差的不均勻摩擦及大車傳動系統中零件磨損過大及鍵連接間隙過大造成制動不同步。因此各單位的特種設備主管部門在安裝、維修起重機時一定要找有資質的單位進行安裝、維修，從而保證設備安全，延長運行壽命；同時特種設備管理人員要加強平時的檢查管理，避免起重機發生啃軌的機械故障，在檢查過程中要認真、細致地找出啃軌的原因，并采取相應的措施。尤其是在裝卸如礦石、煤炭等散貨后，一定要及時安排人員清理軌道，在裝卸過程中要盡量減少行車頻率和位移量，杜絕在重載情況下行車。小車車輪的不等高是起重機運行中的極不安全的因素，小車的不等高使小車在運行中一個車輪懸空或輪壓太小可能引起小車車體的震動。造成小車車輪不等高的因素是由多方原因引起的，但是主要原因是安裝誤差不符合要求及小車設計本身重量不均勻，因此對小車不等高的故障要全面分析，把小車不等高的問題解決好。

起重機在運行過程中由于軌道不清潔、啟動過猛、軌道不平、車輪出現橢圓、主動輪之間的輪壓不等的原因使得整車產生劇烈抖動或小車產生打滑環象，長此以往使得各機械連接部分磨損嚴重，出現連接螺栓斷裂等問題。這就要求特種設備管理人員和檢測人員在檢查過程中一定要認真仔細，發現問題要及時解決，避免產生整車劇烈抖動或小車打滑的現象

7 安全附件

橋門式起重機的安全附件完全是從保護設備及操作人員的角度設置的保護裝置，安全附件的管理一定要按照《特種設備安全監察條例》的要求，加強對安全附件的管理及監察力度，制定完善的定期檢查記錄，使各個限位、超載超幅控制儀、警示燈等安全附件處于良好狀態，保證橋門式起重機安全運行。

橋門式起重機的機械故障是比較復雜的，預防機械故障需要加強設備管理，同時要按時向特種設備檢測部門提出年審申請，通過特種設備檢測部門的檢查指導，把設備的不安全因素消滅在萌芽狀態，從而保證設備、人員的安全。