車頂檢修作業(yè)安全懸掛裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

柏在剛

（北京公交有軌電車有限公司西郊線分公司，北京 100080）

1 車頂檢修作業(yè)痛點(diǎn)分析

現(xiàn)代有軌電車車頂日常檢修作業(yè)主要包括車頂空調(diào)、受電弓、蓄電池、高速斷路器、逆變?yōu)V波器、高壓電纜等檢修內(nèi)容，檢修人員全程需要在有軌電車車頂作業(yè)。在檢修庫設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，由于受場段面積諸多原因影響，原設(shè)計(jì)未建設(shè)檢修作業(yè)安全平臺(tái)和作業(yè)安全帶懸掛點(diǎn)，導(dǎo)致檢修人員在施工時(shí)，需要占用大量工作時(shí)間搭建腳手架或采用臨時(shí)作業(yè)升降平臺(tái)對(duì)車輛周邊進(jìn)行檢修作業(yè)安全防護(hù)，腳手架及檢修平臺(tái)的搭建需要占用大量的工作時(shí)間，導(dǎo)致檢修生產(chǎn)效率低下，且安全可靠性不高，不利于檢修工作的正常開展。為提高工作效率，確保檢修作業(yè)安全可靠性，北京有軌電車公司技術(shù)部從技術(shù)可行性、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效益等方面綜合考慮，技術(shù)人員結(jié)合日常工作實(shí)際，通過現(xiàn)場實(shí)地測量、工件強(qiáng)度模擬測試等手段，克服了有軌電車檢修庫現(xiàn)場上層空間狹小等不利因素，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套有利于車頂檢修作業(yè)的安全懸掛裝置，有效杜絕了車頂（高空）檢修作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。此成果的成功運(yùn)用，很好地解決了企業(yè)新老廠房車頂檢修作業(yè)人員安全隱患，產(chǎn)生了很好的安全效益及經(jīng)濟(jì)效率。

2 解決措施及實(shí)施方案

2.1 設(shè)計(jì)分析

經(jīng)檢修庫實(shí)地勘察（圖1），由于受檢修庫上方外側(cè)給排水管道及起重機(jī)走行軌（滑道）安裝位置限制，車頂外側(cè)位置空間狹小，經(jīng)過技術(shù)部專業(yè)人員對(duì)車頂外側(cè)空間測量及精準(zhǔn)定位，并參考懸臂吊的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)原理，通過對(duì)選用工件進(jìn)行受力分析，設(shè)計(jì)出了立柱支撐擺臂式安全帶懸掛裝置，其設(shè)計(jì)草圖如圖2 所示，最終實(shí)物如圖3 所示。

圖2 安全懸掛裝置設(shè)計(jì)草圖

圖3 安全懸掛裝置實(shí)物圖

2.2 結(jié)構(gòu)說明

車頂檢修作業(yè)安全懸掛裝置不占用上層空間，每隔12m 在股道側(cè)靠墻設(shè)置立柱，在立柱上方安裝擺臂，擺臂下方安裝芯軸，通過電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)將動(dòng)力傳遞給芯軸帶動(dòng)擺臂旋轉(zhuǎn)，將36m 長高強(qiáng)度滑動(dòng)軌擺出至車頂，擺臂的旋轉(zhuǎn)角度由行程開關(guān)控制，擺臂最大旋轉(zhuǎn)角度為80°。高強(qiáng)度滑動(dòng)軌與擺臂采用球型螺栓鏈接，可以自由活動(dòng)，高強(qiáng)度滑動(dòng)軌內(nèi)嵌安全帶系掛附件（圖4）。

圖4 安全帶系掛附件

使用時(shí)，工作人員在跨越中間的擺臂時(shí)無需解開懸掛掛鉤，就可以從車頂?shù)囊欢艘苿?dòng)到另一端，極大提高了工作效率，同時(shí)避免了頻繁解鉤可能出現(xiàn)的安全隱患。

2.3 安全性能分析

對(duì)材料屈服強(qiáng)度及安全系數(shù)分析（圖5）后，在現(xiàn)場進(jìn)行了強(qiáng)度測試（圖6），采用400kg 沙袋作為試驗(yàn)砝碼，首先對(duì)高強(qiáng)度滑動(dòng)軌進(jìn)行靜載試驗(yàn)，在兩立柱間的高強(qiáng)度滑動(dòng)軌中間點(diǎn)位測得滑動(dòng)軌與地面距離為5500mm，在所測點(diǎn)位加上砝碼靜載2h 后，測得距離為5498.5mm，卸下砝碼測得距離為5500mm。再對(duì)高強(qiáng)度滑動(dòng)軌進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)，

圖5 滑動(dòng)軌屈服強(qiáng)度與安全系數(shù)分析

圖6 滑動(dòng)軌靜載、動(dòng)載試驗(yàn)

300kg將400kg 砝碼系掛在安全帶系掛附件上，從高強(qiáng)度滑動(dòng)軌的一端滑動(dòng)至另一端，往返10 次，高強(qiáng)度滑動(dòng)軌運(yùn)行平穩(wěn)、無卡阻、無異響。在滑動(dòng)軌靜載、動(dòng)載試驗(yàn)后，分別對(duì)車頂檢修作業(yè)安全懸掛裝置立柱、上托臂、下托臂、擺臂、高強(qiáng)度滑動(dòng)軌、安全帶系掛附件進(jìn)行檢查，均無裂紋、無開焊、無彎曲、無變形。

結(jié)論：通過對(duì)車頂檢修作業(yè)安全懸掛裝置的屈服強(qiáng)度與安全系數(shù)分析以及動(dòng)靜載試驗(yàn)測試，此設(shè)備符合相關(guān)承載要求，滿足3 人/12m 作業(yè)設(shè)計(jì)安全指標(biāo)。

2.4 技術(shù)參數(shù)及操作說明

2.4.1 技術(shù)參數(shù)

（1）工作溫度：0℃～55℃；

（2）相對(duì)濕度：5%～95%；

（3）承載能力：3 人/12m

（4）工作電壓：交流380V（±10%），50Hz；（5）最大旋轉(zhuǎn)角度：80°；（6）旋轉(zhuǎn)速度：1.5r/min。

2.4.2 操作說明

車頂檢修作業(yè)安全懸掛裝置采用36m 高強(qiáng)度滑動(dòng)軌貫通式設(shè)計(jì)，覆蓋整個(gè)車長（有軌電車長32.5m），使用檢修作業(yè)安全懸掛裝置時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，將檢修作業(yè)安全懸掛裝置旋轉(zhuǎn)到車頂上方；檢修人員將安全帶掛鉤掛到安全帶系掛附件上，在跨越中間的擺臂時(shí)無需摘鉤，避免了頻繁摘鉤過程中出現(xiàn)安全隱患，同時(shí)也極大提高了工作效率。當(dāng)設(shè)備使用后，啟動(dòng)電機(jī)將其旋轉(zhuǎn)到一側(cè)靠墻，既不會(huì)影響車間天車的正常使用，又保障了車間空間的利用率。

3 應(yīng)用價(jià)值

車頂檢修作業(yè)安全懸掛裝置制造及安裝費(fèi)用低，產(chǎn)生很好的安全效益及經(jīng)濟(jì)效益。避免了車頂作業(yè)的安全隱患和事故，解決了企業(yè)新老廠房車頂檢修作業(yè)安全問題，杜絕安全事故發(fā)生，產(chǎn)生的安全效益巨大。實(shí)現(xiàn)了降本增效，提高車頂檢修作業(yè)工作效率1～2 倍，縮短車頂檢修作業(yè)安全防護(hù)時(shí)間3～5 倍，踐行了企業(yè)提質(zhì)增效精神，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的高效率與高效益。此設(shè)備適用范圍廣泛，既可為老舊廠房升級(jí)改造提供借鑒，也可為新廠房建設(shè)提供技術(shù)支持，充分體現(xiàn)了企業(yè)“以人為本”的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和人文關(guān)懷。