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    起重機安全監控系統針對橋式起重機大車限位動作后安全距離過短解決方案

    來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2016-07-11 15:48:00

    1概述


    限制起重機某一運動的裝置稱為起重機的運行限制器,起重機設計約束和由用戶提出應限制的運動,都應配備運行限制器。按照對起升、運行等不同機構運動的限制作用,橋式起重機上設有起升限位器、下降限位器、起重機運行限位器、小車運行限位器等運動限制器。起重機運行限位器的作用為限制起重機往危險方向運動,防止運行到端部極限位置時脫軌、墜落,通常有行程限位開關(又稱大車限位)、激光測距式行程限位器、十字限位開關等型式。其中,大車限位由于結構簡單,并且易安裝、維護費用低,在橋式起重機上廣泛應用。起重機安全監控系統在特種設備定期檢驗工作中,發現部分橋式起重機大車限位的設置存在安全隱患,影響起重機使用,給鐵路運輸生產安全帶來隱患。


    2問題現象及后果

    2.1問題現象

    TSGQ7O15-2OO8《起重機械定期檢驗規則》(以下簡稱《檢規》)B9.5條對運行機構行程限位器的規定為:將大、小車分別運行至軌道端部,壓上行程開關,檢查大、小車運行機構行程限位器(電動單梁起重機、電動單梁懸掛起重機小車運行機構除外)是否能夠停止向運行方向的運行。按《檢規》要求在定期檢驗橋式起重機時,發現部分大車限位存在以下問題:限位開關與限位撞桿之間距離設置過短,起重機運行至軌道端部時,限位開關尚未動作而起重機已經撞到端部止擋,或者大車限位動作后起重機由于姨性仍撞上端部止擋。


    2.2規程要求分析

    當大車運行到達端部后時,限位開關的動作不會影響起重機碰撞端部止擋,大車限位的限制作用已失效。根據GB/T381l—2008《起重機設計規范》和GB6067.1—2010《起重機械安全規程第1部分:總則》,起重機和起重小車應在每個運行方向裝設運行行程限位器,在達到設計規定的極限位置時自動切斷前進方向的動力源。起重機安全監控系統對大車限位開關的設置要求可視為,橋式起重機運行到規定的端部極限位置時,大車限位動作,切斷大車運行機構動力源,閉合大車運行制動器,使起重機在慣性作用下繼續滑行一段距離即制動距離,逐漸停止運動。因為起重機切斷動力源后不會立即停止運動,所以大車限位應在到達極限位置前的一定的安全距離內動作,并使大車在到達極限位置前停止運動,此安全距離應大于起重機大車的制動距離。因此,起重機在觸發大車限位后,應當切斷動力源,在達到極限位置前停止運動。定期檢驗出現上述問題的,應當判定“B9.5運行機構行程限位器”項目檢驗結果不滿足《檢規》要求,檢驗結論為不合格,橋式起重機定期檢驗結論綜合判定為不合格,向使用單位出具《特種設備檢驗意見通知書(2)》,并提出整改要求。


    2.3可能后果

    存在上述問題的橋式起重機,從特種設備安全使用的角度此時設備存在安全隱患。限位問題會導致大車頻繁碰撞端部止擋而緩沖器破損脫落、大車軌道移位、廠房結構變形等后果,易使操作人員養成“打反車”制動等不良習慣,影響使用安全,甚至會引發特種設備安全事故。


    3問題影響因素分析

    結合檢驗經驗,出現該問題的原因是大車限位動作后起重機安全距離較短,無法達到起重機制動距離的要求。因此,可從起重機制動距離和起重機預留安全距離2方面著手分析。


    3.1制動距離影響因素及計算

    3.1.1車輪與軌道間的運行阻力

    橋式起重機運行機構切斷運行動力源后,在慣性作用下會繼續運動一段時間,然后在車輪與軌道間的運行阻力、運行機構制動器的制動力矩2者共同作用下停止運動。車輪與軌道間的運行阻力包括車輪與軌道間的摩擦阻力、軌道的坡度阻力、風壓造成的阻力以及軌道安裝位置誤差造成的運行附加阻力等。起重機安裝調整結束后,運行阻力將固定下來。在起重機的設計階段應當全面考慮各類阻力對起重機運行的影響,選擇合適的大車運行機構。


    3.1.2制動器的制動力矩

    在起重機的設計選型階段,需要確定大車制動器的型號參數和制動力矩。根據GB/r3811-2008,運行機構機械式制動器的制動力矩與運行摩擦阻力矩之和應能使處于滿載、順風及下坡狀態下運行的起重機或小車在要求的時間內停止下來。因此,起重機大車制動器的制動力矩在設計選型階段就已確定。



    3.1.3制動距離計算

    可見,橋式起重機設計選型和安裝調整結束后,大車運行機構的制動距離就已確定,其值可在檢驗時根據設計參數計算。如按照GB/T3811—2008設計大車運行速度為0.63m/s、低速和中速長距離運行的起重機,其制動距離為S--0.5aztzz。(1)式(1)中,為制動減速度,取0.120m/s2;之為制動時間,取5.20s。計算出的為1.6224m。3.2安全距離構成及設置要求


    3.2.1安全距離的構成

    在實際使用中,起重機大車限位的限位開關一般裝設在大車端梁上,限位撞桿一般是將型鋼固定在軌道端部。橋式起重機大車限位示意如圖1所示。s-一起重機運行到端部極限位置時預留的安全距離;一大車限位的撞桿安裝位置至端部止檔距離;L一大車限位的限位開關安裝距起重機外輪廓距離;廠大車限位的撞桿長度圖1橋式起重機大車限位示意起重機運行到端部極限位置,大車限位動作時,起重機邊緣至軌道端部止檔之間預留的安全距離應當保證起重機的運行安全。安全距離由大車限位的限位開關安裝位置、撞桿長度、撞桿安裝位置等因素共同決定,有+2-L1。(2)


    3.2.2安全距離設置要求

    橋式起重機在大車限位動作后才能切斷前進方向的動力源,因此大車限位的動作位置可看作是制動行程的初始位置,起重機安全監控系統大車停止運動時的位置為制動行程的初始位置加上大車運行機構的制動距離,大車限位動作后起重機預留的安全距離應大于制動距離。GB50256---2014《電氣裝置安裝工程起重機電氣裝置施工及驗收規范》要求起重機大車限位動作后,應能自動切斷相關電源,并應使起重機各機構在下列位置停止:



    (1)起重機橋架的小車等,離行程末端不得小于2oomill處。

    (2)一臺起重機臨近另一臺起重機時,相距不得小于4OOmln處。撞桿的裝設及尺寸應能保證行程限位開關可靠動作,撞桿及撞桿支架在起重機工作時不晃動。撞桿寬度應能滿足機械(橋架及小車)橫向竄動范圍的要求,撞桿長度應能滿足機械(橋架及小車)最大制動距離的要求。因此,大車運行極限位置應當離行程末端不得小于200toni,即大車預留安全距離應滿足≥S+200。

    (3)當一臺起重機臨近另一臺起重機時,相距不得小于400mm,有≥S+400。

    (4)大車限位開關、限位撞桿裝設應滿足此要求。于其他行程限位裝置如計數限位、激光傳感器、超聲波傳感器等也調整傳感器動作范圍,使起重機運行機構滿足要求。


    處理措施

    1調整預留安全距離在起重機使用中影響制動距離的主要是制動器制動力矩是否存在人為調整以及大車運行機構的維護保養情況。對維護保養力量可靠、操作經驗成熟的使用單位而言,保持設計需要的制動距離是能夠現的。在實際工作中可根據橋式起重機設計資料算出大車運行機構制動距離。對于存在問題的起重機,可增大起重機預留的安全距離,使其滿足式(3)及式(4)。在影響起重機預留安全距離的因素中,從經濟合理、動作可靠等方面綜合考慮,建議調整順序為優先增大大車限位的撞桿安裝位置至端部止檔距離,其次增大大車位的撞桿長度,最后減小大車限位的限位開關距重機外輪廓距離。


    2注意選型

    橋式起重機設計需要頻繁運行至軌道端部附近作業,大車運行機構可能碰撞沖擊端部止擋的,在重機械購置時應根據實際需要進行選型,選擇基較小、結構緊湊的機型,從結構上避免起重機在用中運行到極限位置。


    3加強日常維護在起重機的驗收環節,應嚴格執行相關驗收標準和規范,確保大車運行機構有足夠的安全距離。在日常檢查、維保過程中應加強對大車限位裝置的檢查力度,及時發現和整改安全隱患,保持設備的良好狀態。制動器要進行周期性的維護保養,及時更換摩擦片等易損部件,禁止人為調松制動器,確保其始終滿足設計的制動力矩要求。在使用過程中,應加強對起重機司機的安全操作知識培訓,強化操作人員的安全意識,使其嚴格執行操作規程,避免操作失誤影響設備安全。


    5結語

    特種設備安全技術檢驗是特種設備安全監察工作的重要環節,是促進特種設備安全使用的重要手段。對檢驗中發現的設備問題,使用單位應當及時組織解決,消除設備安全隱患,同時注意特種設備購置、驗收、日常使用和維護保養各個環節的工作,確保設備安全運行。





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