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施工升降机吊笼坠落原因分析及解决办法
上传时间:[2017-6-27]
升降机吊笼坠落是一大安全隐患,一旦发生,可以根据以下几点进行分析研究,从而为以后安全生产做准备
1 造成施工升降机吊笼坠落事故的主要原因
造成施工升降机吊笼坠落事故的原因很多,归纳起来主要有以下几种:
(1)驱动装置的制动器制动力矩不够,安全系数太小;
(2)单驱动和双(多)驱动的问题;
(3)防坠安全器的可靠性差;
(4)违反扣作规程,不按产品说明书的规定,吊笼超载运行;
(5)驱动小齿轮与齿条啮合处背面没有装靠轮,或靠轮偏心轴无锁片;
(6)没有设置平衡重;
(7)其它偶发原因;
2 驱动装置安全装置的分析对比
2.1 吊笼驱动装置的制动器
该制动器是吊笼停靠楼层定们的装置,目前采用的大致有两种:一种是标准的JWZ200型的块式制动器,其制动力矩为160N·m,属成熟产品,它的缺点是外形尺寸大,制动易磨损,如维修和保养不当容易失效。这种制动器大多使用在80年代生产的国产施工升降机上,目前已很少使用,逐步被淘汰;另一种是80年代后期参考ALIMAK进口样机研制的,它是与驱动电动机连在一起的片式磨擦制动器。它是与驱动电动机连在一起的扯式磨擦制动器。这种制动器的特点是结构紧凑,体积小,制动片间的间隙容易调整。目前国产的施工升降机其本都采用这种制动器。
要使吊笼可靠地停靠在偻层上,保证其不坠落,制动装置的制动器必须具有足够的制动力矩,对于不带平衡重的吊笼其制动力矩应满足下式要求:
吊笼上行时:M1≥(((G+Q)·R)/i)·k
吊笼下行时:M2≥(((G+Q+Q1)·R)/i)·k
式中:M1——吊笼上行时的制动力矩(N·m);
M2——吊笼下行时的制动力矩(N·m);
Q——吊笼的额定载重量(kg);
Q1——吊笼下行时的惯性力(N);
G——吊笼的自重(kg);
i——减速器的传动比,平面双包络环面蜗轮,蜗杆的减速器,i=42/3;
k——制动力矩的安全系数,按GB/T10054-96的规定k>=1.75;
R——驱动小齿轮的节圆半径(m)。
吊笼在额定载荷下(不带对重,额定载荷为1000kg),要安全可靠地停靠在所需位置,保证吊笼不坠落,通过上式计算制动力矩M为195N·m。
由此可见上述两种制动器的制动力矩都偏小,为了克服制动器的制动力矩小并且保证吊笼的安全运行而不坠落,一定要采用双驱动或带平衡重。
2.2 驱动装置(单驱动和多驱动)
驱动装置数量的设置,取决于吊笼的自重和额定载荷的大小。在早期,施工升降机吊笼发生过几起坠落事故,因此认为单驱动不可靠,只有采用双驱动才能确保吊笼安全运行。实际上吊笼安全运行问题并不是由驱单元的组数来决定的。现摘引ALIMAK公司部分产品的性能参数列于表1。

名称型号
单位
额定载重量
kg
运行速度 m/min 驱动装置组数 台 电机功率 kW 吊笼自重 kg 平衡重重量 kg
400 400 40 1
75×1 660 /
1000 1000 40 2 7.5×2 1210 /
1500 1500 40 3 7.5×3 1380 /
2000 (带平衡重) 2000 40 2 7.5×2 1210 1200

从表1可看出,驱动装置的组数及带不带平衡重都是从吊笼的额定载重量的大小来考虑的,而不是只从吊笼安全运行的角度来考虑的。如果采用增加驱动装置的组数或带平衡重量的办法来达到吊笼安全运行的目的是不经济也是不可取的。
2.3 防坠安全器
当吊笼的驱动装置失效而坠落时,限制吊笼的运行速度并使其停止坠落的一种机械装置称之为防坠落安全器。目前国产的施工升降机上大多使用仿制ALIMAK公司的第二代产品——锥鼓形磨擦式防坠安全器。其作用过程是当吊笼以额定速度运行时,防坠安全器的轴端小齿轮在导轨架的齿条上处于随动状态;当吊笼由于某种原因而超速运行时,装在齿轮轴上的离心块,在离心力的作用下,克服弹簧力而向外甩出与外锥体内侧的凸齿相啮合,带动磨擦磨擦锥体转动,在蝶簧组的作用下,逐渐增大内,外锥体之间的磨擦阻力矩,直至使吊笼停止运行。制动时吊笼的滑移行程为0.25—1.2m,所以制动平稳,没有明显的冲击力,呆延长吊笼,钢结构等的寿命。
该防坠安全器的特点是制动力矩大,可达3000N·m以上;结构紧凑,体积小,使用比较安全可靠。是目前国产施工升降机上的主要配套产品。
根据JG5058-95《施工升降机#防坠安全器》的规定,防坠安全器只能在有效的标定期限内使用,其有效标定期限为两年。造成防坠安全器失灵的原因往往是超标定期限使用,没有及时地送交专业测试单位进行修理和检测,有些易损件由于长期使用而磨损,疲劳等原因使防坠安全器的功能失效。
多年来修理和检测重新标定期限的防坠安全器来看,有部分防坠安全器壳体积水,使制动带长期遭水浸泡而霉烂变质;还有的制动带表面粘有油污,这些都大大降低制动带的磨擦系数,直接影响制动力矩,使它失去防坠的功能。
2.4 操作不正确
违反操作规程,不按产品说明书的规定超载使用,造成吊笼坠落事故。目前国产的施工升降机大部分都没有设置吊笼超载限制保护器。有关这方央的设计原理的论文曾在杂志上报道过,但真正应用到产品上质量过关的极少。有特今后研究设计单位和工厂通力协作,进行攻关,使吊笼超载限制保护器早日应用到施工升降机上。
2.5 驱动小齿轮与齿条啮合处的靠轮问题
驱动小齿轮与导轨架上的齿条相啮合时,从受力情况可知,除了向上或向下的垂直力以外,还有互相推斥的水平力,也就是说驱动小齿轮有离开齿条的力。较早生产的驱动装置上,一般没有设置靠轮装置。由于传动板的刚性和齿轴变形以及啮合不当等原因,导致驱动小齿轮脱离与齿条啮合而使吊笼坠落。1993年在上海宝钢工地上使用的一台施工升降机就是由于上述原因而使吊笼坠落,造成一死一伤的重大事故。
另外有的虽然装有靠轮,但靠轮的偏心轴没有锁片,在使用过程中轴的偏心自动外移,使靠轮起不到应有的作用。
2.6 平衡重问题
采用平衡重的目的是用来平衡吊笼的部分或全部重量,在驱动装置电动机功率不变的情况下,可提高吊笼的运载能力,这主要起一种节能的作用。但是由于施工升降机吊笼的的坠落事故90%左右都在加节或不带平衡重的情况下发生的,因此有人就得出平衡重能保证吊笼安全运行的结论。实际上从齿轮齿条施工升降机的运行原理来看,平衡重也只起到节省能源的作用。从国内外生产的施工程式降机来看,带平衡重和不带平衡重的都有,而且不带平衡热处理的施工升降机作用得更多。
3 确保施工升降机吊笼安全运行的关键问题
(1)保证驱动装置制动器的质量和提高制动力矩。目前使用的片式磨擦制动器的制动力矩一般在100N·m 左右,制动力矩偏小,有待进一步提高制动力矩,使制动力矩的安全系数k>=2。
(2)目前施工升降机上绝大多数使用锥形磨擦式防坠安全器。从使用的情况来看,性能较稳定,是比较安全可靠的一种防坠安全装置。但问题是在使用过程中一定要按照JG5058-95的要求。防坠安全器在使用时。至少每三个月进行一次额定载荷的坠落试验。以验证防坠安全器的可靠性。另外,防坠安全器只能在有效的标定期限内使用。到期后一定要及时的送交专业检测单位进行检修和测试,重新标定有效期后方可使用。同时在使用过程中要加强保养,特别要防止壳体内渗水和制动带上粘油污,以保证它的工作可靠性和中够的制动力矩。
(3)要安装吊笼超载保护装置,以确保吊笼的安全运行。如前所述,目前吊笼上使用超载限制保护装置很少,特别是国产的施工升降机上安装这种安全装置的则更少。期待研制出一种简单,实用,安全可靠的吊笼超载限制的保护器推广使用。
(4)驱动小齿轮与齿条啮合处,在齿条背面一定要安装靠轮。以保证驱动小齿轮与齿条右靠啮合。同时靠轮的偏心轴一业要用锁片固定牢。
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