塔式起重機動臂維護安全保護裝置

摘要：作業人員在對塔式起重機動臂及臂尖定滑輪進行檢查、維護、保養時，需從動臂根部到臂尖之間來回移動，腳踩的動臂下弦桿寬度僅為80mm，存在較大的安全風險，針對于此在塔式起重機的動臂上設計制作一套安全保護裝置，以保障作業人員的安全，提高作業效率。

關鍵詞：塔式起重機;動臂;保護裝置

1" "塔機結構概述

塔式起重機亦稱塔機，是動臂裝在塔身上部的旋轉起重機，其作業空間大，主要用于工程施工中物料的垂直和水平輸送，由金屬結構、工作機構和電氣系統三部分組成。金屬結構包括塔身、動臂和底座等。工作機構有起升、變幅、回轉和行走四部分。電氣系統包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等，結構如圖1所示。

2" "安全保護裝置制作目的

塔式起重機在使用過程中，需定期對各機構進行檢查、維護、保養，以確保設備的安全使用。在對塔式起重機動臂檢查維護、動臂尖部滑輪維護保養等作業時，需要作業人員首先從塔身根部（地面）通過斜梯或直梯攀爬至動臂根部，再從動臂根部水平移動到動臂頭部，移動距離在50～80m不等。

塔式起重機動臂截面為三角形框架結構，沒有防護欄、行走平臺、安全通道等機構。在對動臂進行檢查維護過程中，作業人員需要在移動中頻繁更換安全背帶掛鉤，在換鉤過程中，需用一只手抓住動臂上弦，另一只手更換掛鉤，每移動1m更換1次安全背帶掛鉤。在高空行走移動過程中，作業人員腳踩在寬度只有80mm的動臂下弦，相當于過獨木橋。在逐節移動檢查維護時，左、右手交換拉在動臂上弦桿或斜桿上，頻繁換鉤致使作業效率較低。同時在換鉤過程中，若作業人員腳踩滑、手拉空，則有高空墜落的風險。綜上可知，作業人員移動過程存在較大的安全隱患。

針對該安全隱患，我們研究發明一套安全保護裝置，該裝置既不改變塔式起重機的原有功能結構，也不影響塔式起重機的原理和工作性能，原有相關技術參數不變。將安全保護裝置安裝在動臂上，可以確保作業人員在動臂上移動行走過程中，只需掛一次安全背帶的掛鉤，避免頻繁換鉤造成的效率低下和作業人員墜落風險。作業人員可正常開展檢查、維保、移動作業，此過程中一旦發生失足踩滑、抽筋等意外發生時，作業人員懸掛在空中不會墜落，保證了作業人員的安全。

3" "結構原理

安全保護裝置結構如圖2所示，即在動臂臂根與臂尖之間安裝一根水平安全保護繩，安全繩選用直徑8mm的鋼絲繩，兩端的固定架用厚10mm的鋼板焊接而成，固定架為可調節式，即用兩塊組合，每個固定架上下分別采用4套直徑12mm的8.8級高強度螺栓緊固。

作業人員在動臂上移動行走過程中，將安全背帶的掛鉤掛在安全保護裝置的鋼絲繩上，可在動臂根部和臂尖之間移動、行走，避免頻繁換鉤造成的效率低下和作業人員墜落風險。作業人員可正常開展檢查、維保、移動作業，過程中萬一失足等意外發生時，作業人員的安全背帶掛鉤掛在保護裝置的鋼絲繩上，作業人員則會懸掛空中不會墜落。作業人員在動臂上檢查維護如圖3所示。

4" "安裝調試

安全保護裝置的安裝可以在兩種情況下進行：一是在塔式起重機整機安裝過程中安裝該安全保護裝置。即塔式起重機動臂在地面組裝完畢后，根據動臂長度準備安全保護裝置鋼絲繩的長度。根據塔式起重機動臂上弦梁的尺寸，準備固定架的尺寸。先將一端鋼絲繩繩頭安裝固定，在另一端安裝時采用緊線器拉緊鋼絲繩后用繩卡固定。

二是在塔式起重機使用過程中安裝該安全保護裝置。即通過塔式起重機的使用說明書，掌握動臂的長度和動臂上弦梁尺寸。先安裝固定架，將一端鋼絲繩繩頭安裝固定后，通過小車運送鋼絲繩，邊放繩邊移動到另一端。在另一端安裝時，采用緊線器配合拉緊鋼絲繩后，用繩卡固定在固定架上。

鋼絲繩的安裝應遵循以下規則：兩端的鋼絲繩繩卡根據鋼絲繩卡使用標準，繩卡數目一般不少于3個，繩卡的間距應為鋼絲繩徑的6～7倍，卡子的數量根據鋼絲繩直徑而定，直徑≤19mm的最少安裝3個。鋼絲繩繩卡應配套使用，應將U 形環部分卡在繩頭的一面，壓板放在主繩的一面。鋼絲繩卡子的大小要適合鋼絲繩的粗細，U形環的內側凈距，要比鋼絲繩直徑大1～3mm，凈距太大不易卡緊繩子，容易發生事故。 安裝夾頭時一定要將螺栓擰緊，直到鋼絲繩被壓扁1/4～1/3直徑時為止，并在繩受力后，再將夾頭螺栓擰緊一次，以保證接頭牢固可靠。 夾頭要一順排列，U形部分與繩頭接觸，不能與主繩接觸。

5" "防墜落試驗

安全保護裝置安裝完畢后，應先進行試驗，試驗無異常后再投入使用，試驗方法如下：

將150kg的人體模型或組裝物體吊到動臂小車卷筒處。用常用的安全背帶將試驗物體捆綁牢靠，安全背帶的掛鉤掛在安全保護裝置的鋼絲繩上。用鐵絲將試驗物體綁扎在動臂右側，塔式起重機小車及吊鉤置于動臂根部。作業人員站在動臂左側下弦梁上，將安全背帶系于動臂上弦梁，確保安全可靠。作業人員再用鉗子剪斷綁扎試驗物體的鐵絲，讓試驗物體自有墜落。試驗物體墜落后，懸于空中擺動，觀測安全保護裝置鋼絲繩的下撓度，觀測兩端固定架滑移情況以及兩端繩卡位移情況。試驗物體懸掛20min后再次觀測結構變化情況。

試驗物體墜落時和懸掛20min后的觀測數據顯示，安全保護裝置鋼絲繩的下撓在動臂下弦梁之上。如下撓度超過下弦梁，鋼絲繩需要再進行收緊。觀測兩端固定架未有滑移情況，觀測兩端繩卡未發現位移情況。將試驗物體卸下后再次對各機構進行檢測，未發現異常，由此說明該安全保護裝置安全有效。

6" "使用與維護

安全保護裝置在使用過程中，應按照塔式起重機的維護保養要求進行定期維護保養，在使用和維護保養中注意以下事項：

一是正確使用安全保護裝置，作業人員在移動過程中要不斷觀察安全背帶掛鉤與鋼絲繩接觸情況，是否有卡阻。

二是按時檢查鋼絲繩的外形、斷絲及外徑情況，鋼絲繩出現扭結或者其他情況，斷絲數和外徑達到報廢標準的，均須進行鋼絲繩更換。

三是鋼絲繩表面應保持清潔，若繩芯滲出潤滑油過多導致其表面積聚，并粘有粉塵等雜物，要進行鋼絲繩清洗，一般為一年洗一次。當鋼絲繩使用時間較長而繩芯油耗盡時，鋼絲繩表面會因干燥而出現銹積，為此在保養過程中應用少量機油涂其表面。

四是鋼絲繩在使用過程中，尤其要注意防止鋼絲繩與電焊線相接觸，以防碰電后鋼絲繩損壞斷裂。

五是在定期檢查保養塔式起重機時，一同檢查維護保養該安全保護裝置，避免其部件產生銹蝕、老化、裂紋等失效形式，保證各部件技術狀況處于良好狀態。