邱偉星 陳 瑋

(1.福建省特種設(shè)備檢驗研究院龍巖分院 龍巖 364000）

（2.龍巖市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 龍巖 364000)

停車設(shè)備具有容積率高、安全可靠、自動化程度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地運(yùn)用于擁堵的城市，改善了城市“停車難”的問題。但是，由于使用單位使用管理和維護(hù)保養(yǎng)不到位，甚至停車設(shè)備本身存在的設(shè)計缺陷，停車設(shè)備的事故時有發(fā)生。本文針對某地一起停車設(shè)備載車板墜落的事故，通過人、機(jī)、管理三個方面的分析找出事故原因，提出事故預(yù)防措施。

1 事故概述

1.1 事故設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

事故設(shè)備類型：升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備； 型號：PSH21D-5-XHY；起升高度：8.8m；升降電機(jī)功率：二、三層為2.2kW，四、五層為3.7kW；升降速度：二、三層為5.5m/min～6.0m/min，四、五層為7.0m/min～7.5m/min；起升機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩驅(qū)動；搭載方式為準(zhǔn)無人方式；泊位數(shù)量：21 泊位；投入使用時間為2010 年7 月。

1.2 事故設(shè)備的工作原理

該車庫的每個車位均有載車板，要存取車輛的載車板通過升降、橫移運(yùn)動到達(dá)地面層。地面層只能橫移，頂層只能升降，中間層即可橫移又可升降。底層車位，直接存取車；中間層、頂層存取車時，其對應(yīng)的下方位置不為空時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動作，進(jìn)出車后托盤再上升回到原位置。其運(yùn)動總原則是:升降復(fù)位，平移不復(fù)位。當(dāng)上層停車位（如19 號）需要存車時，見圖1(a),運(yùn)行原理如下：

1) 1、2、5、6、9、10、13、14 號車位的載車板，由現(xiàn)在位置在橫移設(shè)備的啟動下向左，橫移一個車位的距離，見圖1（b）。

2) 19 號車位的載車板由升降電機(jī)降至地面層，見圖1(c)。

3) 車停在19 號車位的載車板，然后托盤復(fù)位，見圖1(d)。

圖1 存取車原理

1.3 事故經(jīng)過

2014 年7 月，該停車設(shè)備發(fā)生一起載車板墜落事故，導(dǎo)致兩輛小車受損，無人員傷亡。事故發(fā)生時，操作人員準(zhǔn)備把6 號車位載車板降至一層1 號車位存車時（控制程序為：1、5、6 號車位向左橫移一個車位，然后6 號車位的載車板下降至1 號車位），當(dāng)1、5、6 號車位載車板橫移10 至15 公分時，事故發(fā)生了，五層17 號車位處于空中靜態(tài)位置的載車板連同其內(nèi)停放的甲車突然迅速下滑。操作人員雖然按下緊急停止開關(guān)但是仍無法制止載車板下墜，墜落到二層時，17號車位載車板碰到5 號車位載車板龍門架上，甲車側(cè)翻落地時又砸到A 區(qū)車庫的乙車。事故造成直接經(jīng)濟(jì)損失9.4 萬元，事故現(xiàn)場狀況見圖2，事故過程模擬見圖3。

圖2 事故現(xiàn)場

圖3 事故過程模擬

2 事故現(xiàn)場勘查

通過對事故現(xiàn)場設(shè)備勘察和查閱使用單位的管理制度、維保記錄和制造廠家提供的安裝維護(hù)說明書，本文從設(shè)備狀況、設(shè)計制造、使用管理以下三個方面對這起事故進(jìn)行分析。

2.1 設(shè)備狀況方面

通常引起載車板墜落的設(shè)備方面的原因有：起升鋼絲繩失效，電氣與控制系統(tǒng)失效，提升傳動裝置零部件失效，制動器失效等。

1) 排查鋼絲繩[7]。17 號車位載車板的起升鋼絲繩未見明顯斷絲斷股，鋼絲繩固定端連接件未見斷裂或不牢松脫，排除起升鋼絲繩失效造成事故的可能。

2) 排查電氣與控制系統(tǒng)。停車設(shè)備控制箱電路接線正常，三相輸入電壓符合工作要求，制動接觸器觸點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)粘連和短接，排除電氣與控制系統(tǒng)失效造成事故的可能。

3) 排查提升傳動裝置的零部件。電機(jī)座固定良好，傳動軸、減速器、傳動鍵未見變形斷裂，鏈條未斷鏈，鏈輪滑輪未見變形，排除提升傳動裝置零部件失效造成事故的可能。

4) 排查制動器。提升電機(jī)的制動器結(jié)構(gòu)如圖4 所示，其工作原理為：當(dāng)制動器的線圈通電時，線圈產(chǎn)生磁場，被磁力吸向磁軛，壓力盤與剎車片脫開，此時剎車片被電機(jī)軸帶著正常轉(zhuǎn)動；當(dāng)線圈斷電時，磁場消失，壓力盤在制動彈簧的壓力下推向剎車片，產(chǎn)生摩擦扭矩而制動。

圖4 電機(jī)制動器結(jié)構(gòu)和工作原理

造成制動力矩不足的原因有：正壓力不足、接觸面積不足和摩擦系數(shù)下降。其中，正壓力不足的原因有：剎車片松動、制動間隙過大、制動彈簧疲勞或斷裂、壓力盤與后端蓋銹蝕咬死、壓力盤脫不開等。接觸面積不足的原因有：剎車片磨損大、剎車片與制動器底座接觸不良等。摩擦系數(shù)下降原因有：剎車片上有油污，剎車片過熱等。

拆解事故電機(jī)，剎車片的摩擦面變形明顯且異常磨損，其余可導(dǎo)致制動力矩不足的原因不明顯。目測剎車片邊緣處已出現(xiàn)貫穿裂紋，測量其裂紋長度為17mm，見圖6。對比圖5 的標(biāo)準(zhǔn)剎車片，事故電機(jī)剎車片的摩擦面磨損嚴(yán)重，其環(huán)形部分已磨平至低于內(nèi)表面的高度，形成由內(nèi)往外的梯度，見圖8。在電機(jī)制動狀態(tài)下，剎車片摩擦面已無法全部包容在壓力盤上，致使制動接觸面積不足，剎車片對壓力盤的壓力減少，產(chǎn)生的制動力矩不足導(dǎo)致電機(jī)制動失效，載車板失去向上的牽引力而墜落。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)剎車片

圖6 事故電機(jī)剎車片

該型號電機(jī)采用的剎車片，內(nèi)嵌一個鋼芯做骨架支撐，其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，見圖7。圖8 為事故電機(jī)的剎車片磨損情況，其制動摩擦面厚度磨損已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)摩擦面厚度的77.4%。

圖7 標(biāo)準(zhǔn)剎車片規(guī)格

圖8 事故剎車片磨損情況

根據(jù)《機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求》[2]第5.4.5.2規(guī)定：制動器的零部件出現(xiàn)下列情況之一時應(yīng)該報廢：a) 裂紋; b)制動襯墊厚度磨損達(dá)原厚度的50%；c) 彈簧出現(xiàn)塑性變形;d) 小軸或軸孔直徑磨損達(dá)原直徑的5%。

事故電機(jī)的剎車片符合情況a 和b，應(yīng)該報廢。

2.2 設(shè)計制造方面

對于升降橫移類停車設(shè)備的載車板防墜落裝置，可分為機(jī)械式和機(jī)-電式防墜落裝置，機(jī)械式防墜落裝置又可分為滑塊式、十字叉式和龍門架式防墜落裝置。事故設(shè)備采用的為龍門架式載車板防墜落裝置，見圖1 和圖9。這種防墜落裝置的工作原理為：當(dāng)上層車位的載車板意外墜落時，安裝于下層車位的載車板或橫移框上的龍門架可以將墜落的載車板托住，從而起到防止載車板墜落的作用[6]。這種防墜落裝置的優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠、成本低廉，而且后期維護(hù)成本低。

圖9 龍門架式載車板防墜落裝置

但是對于龍門架式載車板防墜落裝置，按照廠家設(shè)計的程序擺放車位，必然有一處頂層車位的載車板的下部是沒有龍門架的，而這就意味著這個車位的載車板其實是沒有任何防墜落保護(hù)的。事故發(fā)生時，該設(shè)備的頂層17 號車位的載車板及板內(nèi)停放的甲車，對應(yīng)的下方位置為空。

根據(jù)《機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求》[2]第5.7.2.10 對防墜落裝置的定義：搬運(yùn)器(或載車板)運(yùn)行到位后，若出現(xiàn)意外，有可能使搬運(yùn)器或載車板從高處墜落時，應(yīng)設(shè)置防墜落裝置，即使發(fā)生鋼絲繩、鏈條等關(guān)鍵部件斷裂的嚴(yán)重情況，防墜落裝置必須保證搬運(yùn)器(或載車板)不墜落。第5.7.21 對載車板鎖定裝置的定義：為防止意外情況下，載車板從停車位中滑出，應(yīng)設(shè)置載車板鎖定裝置，在采取了有效措施的情況下，可不設(shè)此裝置?？芍d車板防墜落裝置必須保證在任何工況下保證載車板不會墜落，若無法保證，則必須設(shè)置載車板鎖定裝置。

因此，對于升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備如果采用龍門架式防墜落裝置，按照廠家設(shè)計的程序擺放車位是存在缺陷的。

2.3 使用管理方面

人員持證方面，事故單位共有3 臺套停車設(shè)備，實行兩班倒，共有機(jī)械式停車設(shè)備操作人員8 人，但已有3 人辭職，實際在崗人員5 人；且證件在有效期內(nèi)的只有2 人，其余3 人均未持證，屬于作業(yè)人員未持證操作起重機(jī)。現(xiàn)場詢問持證操作人員，對停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理和風(fēng)險防控不熟悉，未定期對設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)。

管理制度方面，事故單位的安全管理人員和作業(yè)人員的崗位職責(zé)不明確，未嚴(yán)格執(zhí)行易損件的采購、保管和使用制度。

維護(hù)保養(yǎng)方面，事故單位提供的維護(hù)保養(yǎng)記錄，只有運(yùn)行故障記錄，未按照《起重機(jī)械使用管理規(guī)則》[4]第三十六條和第三十七條制定具體的維護(hù)保養(yǎng)和檢查內(nèi)容。大部分電機(jī)罩殼處的螺絲已銹蝕，事故單位平時疏于管理，未對電機(jī)的制動器進(jìn)行相應(yīng)檢查和調(diào)整制動間隙或更換剎車片、彈簧等易損件。

3 事故原因分析及性質(zhì)

3.1 事故直接原因

由于剎車片位于起升電機(jī)內(nèi)部，被防護(hù)罩遮擋，因此故障較隱蔽，而常常被忽視。在長期頻繁的制動力作用下，剎車片易出現(xiàn)磨損、裂紋等缺陷，使得制動接觸面越來越少，剎車片對壓力盤的壓力越來越少，最終引起制動力矩不足導(dǎo)致制動失效，17 號車位的載車板在停止?fàn)顟B(tài)下墜落。

3.2 事故間接原因

1) 事故單位因操作人員不足，違規(guī)臨時安排3 名未持有機(jī)械式停車設(shè)備作業(yè)人員證書的員工獨(dú)立上崗操作停車設(shè)備。

2) 事故單位對停車設(shè)備使用管理不善，日常檢查和維護(hù)制度不全。事故設(shè)備的起升電機(jī)在2010 年投入使用后，使用單位就未對其進(jìn)行有效的檢查和定期維護(hù)保養(yǎng)，導(dǎo)致停車設(shè)備“帶病”運(yùn)行。崗位職責(zé)和操作規(guī)程不完善，未嚴(yán)格執(zhí)行易損件等備品備件的管理制度。

3) 制造廠家設(shè)計采用的龍門架式載車板防墜落裝置，是存在設(shè)計缺陷的：頂層車位的載車板（下方為橫移空位時）是沒有載車板防墜落裝置保護(hù)的，如圖3 所示的，17 號車位的載車板沒有防墜落裝置保護(hù)。

3.3 事故性質(zhì)

綜合上述分析，認(rèn)定該事故是使用單位因使用管理不善，不能按照相關(guān)規(guī)定對停車設(shè)備關(guān)鍵部位進(jìn)行安全檢查和及時的維護(hù)保養(yǎng)，致使起升電機(jī)制動失效從而引發(fā)載車板墜落的安全責(zé)任事故。

4 事故預(yù)防措施

1）使用單位應(yīng)嚴(yán)格按照《起重機(jī)械使用管理規(guī)則》完善日常維護(hù)保養(yǎng)和自行檢查制度，檢查應(yīng)有完備的表格，檢查內(nèi)容，修理部分，更換配件等，嚴(yán)禁設(shè)備帶病工作。

2）使用單位應(yīng)建立易損件的采購、保管和使用更換制度，制定好檢修和更換日期。制動器作為起重設(shè)備最重要的部件，使用單位一定要定期測量和調(diào)整制動間隙，并觀察剎車片變形和異常磨損情況，做好剎車片、制動彈簧的更換工作，確保制動器的安全可靠。

3）使用單位應(yīng)加強(qiáng)對員工的安全教育和安全技術(shù)培訓(xùn)工作，熟悉設(shè)備性能，掌握設(shè)備異常情況下的緊急處理。杜絕無證人員違規(guī)操作設(shè)備，并定期開展救援演練，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患。

4）剎車片的質(zhì)量不穩(wěn)定直接影響停車設(shè)備的制動性能，制造廠家應(yīng)檢查同等批次或同類型廠家生產(chǎn)的剎車片質(zhì)量問題，提高對剎車片質(zhì)量的辨識能力，避免類似事故發(fā)生。

5）制造廠家的改進(jìn)。針對現(xiàn)有設(shè)計結(jié)構(gòu)，可以考慮重新調(diào)整控制程序，即：每次存取車完備后，頂層車位的載車板（對應(yīng)的下方位置為空時）下降到地面，如圖1(c)所示。在此工況條件下，電機(jī)制動力不必用來克服載車板的重力，剎車片的制動力（摩擦力）減少了，其磨損也就降低了，延長了剎車片的壽命，從而減少此類墜落事故的發(fā)生。

6）檢驗建議。由于停車設(shè)備兩年才檢驗一次，且剎車片等易損件的磨損是一個量變到質(zhì)變的過程，檢驗時只能判斷當(dāng)前制動器的有關(guān)零部件的狀態(tài)，而對零部件的后期使用狀態(tài)很難預(yù)判。因此檢驗人員若發(fā)現(xiàn)使用單位未建立建齊相關(guān)的使用維保記錄，應(yīng)開出意見通知書，督促使用單位定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

[1] TSG Q7015—2008 起重機(jī)械定期檢驗規(guī)則［S］.

[2] GB 17907—2010 機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求［S］.

[3] JB/T 8910—1999 升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備［S］.

[4] TSG Q5001—2009 起重機(jī)械使用管理規(guī)則［S］.

[5] TSG Z0006—2009 特種設(shè)備事故調(diào)查處理導(dǎo)則［S］.

[6] 尤海珍，富陽.機(jī)械式停車設(shè)備失效模式研究及針對性檢驗方法[J].中國特種設(shè)備安全，2014，30(11)：35-37.

[7] 王強(qiáng).一起機(jī)械式停車設(shè)備鋼絲繩斷裂事故及監(jiān)管措施 [J].中國特種設(shè)備安全，2012，28(9)：51-52.