防沖頂裝置對龍門吊故障發生率的影響

李新生，趙興超，王 飛

（中國建筑土木建設有限公司，北京 100073）

1 選題背景

對中國建筑土木建設有限公司鄭濟高鐵內租作業隊的10臺MH10-18 和MH10t-17m-6mA3 型龍門吊以及其他作業隊的龍門吊進行觀察，發現即使在裝有高度限位的情況下，龍門吊也時常發生沖頂現象，甚至導致龍門吊電葫蘆損壞（圖1）。通過作業隊分析發現，故障主要原因是高度限位器設置不合理，失效后易造成沖頂，因此單重安全措施并不能滿足安全生產的條件，為提高生產的安全性就必須采用多重保護措施。

圖1 沖頂損壞的電葫蘆

雖然作業隊龍門吊數量眾多，但每一個鋼筋加工廠所配備龍門吊均承擔不同的施工工序，各工序之間相互配合，如果一臺龍門吊維修時間過長將會影響整個鋼筋加工廠生產。沖頂故障發生后，會導致電動葫蘆盤繩器損壞，龍門吊在起升過程中，將無法有序收納鋼絲繩、造成鋼絲繩受損，更易引起較大的安全事故。電動葫蘆沖頂故障的維修難度大，維修人員登高作業存在較大危險性，沖頂故障嚴重時需更換電動葫蘆，維修成本高；必要時需要使用吊車進行配合，危險系數大（圖2）。

圖2 維修人員對損壞的電葫蘆進行維修

對龍門吊在一個月內發生故障及排除故障所用時間進行調查，發現龍門吊沖頂故障的平均維修時間達到6 h 和平均維修費用達到5000 元，是所有故障中占比最高的（表1）。因此，為降低作業隊生產成本同時保證生產的安全性，設計制造一個防沖頂的裝置來降低龍門吊沖頂的發生率十分必要。

表1 龍門吊故障維修統計

2 防沖頂裝置的材料選取及制造方法

防沖頂裝置采用的材料為50 mm×50 mm×5 mm 的角鐵，該種材料常見，價格便宜，強度完全滿足結構要求。因作業隊有電焊機，并且有自己的焊工，便采用了電弧焊的方式進行焊接。安裝采用螺栓緊固的方式，相比于焊接固定方式，螺栓緊固在安裝強度達到標準的同時易于拆卸，可重復利用，且有利于龍門吊其他部位維修，降低了作業人員維修難度，提高維修時安全性。

3 防沖頂裝置的結構設計及原理

經設計小組的討論，采用重力連桿方式，將兩個限位器進行串聯，同時控制龍門吊起升回路。該設計既能保證龍門吊起升至規定高度后，斷開回路，避免龍門吊沖頂，起到高度限位的作用，還設置了兩道保險和一道機械止擋，增加了安全系數；同時整個裝置框架也可作為全部保險裝置失效后的緩沖裝置，避免電動葫蘆及盤繩器的損壞（圖3）。

圖3 防沖頂裝置的結構

龍門吊吊鉤起升過程：碰到連桿，繼續上升過程中，連桿松開對限位器1 觸點的壓迫，導致起升線路斷開，起升動作停止；如果限位器1 失效，吊鉤繼續帶動連桿上升，到達限位器2 處，壓迫限位器2 觸點，致使起升回路斷開，動作停止；如果限位器全部失效，連桿在止擋2 處停止，采取機械止擋的方式，繼續阻止吊鉤上升，避免沖頂。

4 防沖頂裝置的效益

對安裝防沖頂裝置前每月發生沖頂故障次數和安裝后每月發生沖頂故障次數對比，發現安裝后各龍門吊發生沖頂故障次數清零，所以防沖頂裝置能有效杜絕沖頂故障的發生（表2）。

表2 安裝該防沖撞裝置前后各龍門吊沖頂故障次數統計

（1）在經濟效益方面。項目現管轄10 t 龍門吊10 臺，項目施工周期為12 個月，未安裝防沖頂裝置前每月需維修龍門吊沖頂故障3 次。其中，人工費用1000 元，更換電動葫蘆3000 元，租賃吊車費用1000 元，維修費用共計20 000 元，項目完成后預計維修費用24 萬元。安裝防沖頂裝置后每月維修次數減至0 次，該項維修費用清零，預計節省維修成本25 萬元。

（2）在技術效益方面。改進后的高度限制，使得龍門吊的操作更加簡單安全，施工操作簡捷有效；同時還可以在同類型不同噸位的龍門吊等起重設備上推廣，節省大量維修成本。

（3）在社會效益方面。提高了龍門吊的維修速度，節省重要工序時間，保證施工生產進度，樹立公司品牌，為公司向業主提供優質服務打下堅實基礎。

5 總結與展望

通過分析防沖撞裝置對龍門吊沖頂事故發生率的影響，可以得出：防沖撞裝置能有效降低龍門吊沖頂事故，提高設備使用的安全性和生產的經濟效益。該裝置是一個成功的設計，其有效使用為其他提運架設備上的電葫蘆和卷揚機的改造提供了一個思路。

未來將利用這一成果繼續開展其他裝置的改進設計，在施工過程中擬定將《跨線式提梁機供電裝置的改進》作為下一下循環課題。