劉 勇
(上海市建筑科學(xué)研究院,上海 200032)
塔式起重機(以下簡稱塔機)起重力矩限制器是塔機各類安全保護(hù)裝置中最重要的一個,如何正確調(diào)試、使用起重力矩限制器是保障塔機安全使用的關(guān)鍵,而正確理解塔機起重力矩的概念及特點是基礎(chǔ)。筆者從事塔機技術(shù)、生產(chǎn)、檢驗檢測工作多年,對起重力矩有些粗淺的認(rèn)識,本文以某廠家生產(chǎn)的QTZ63(5510)塔機為例,探討塔機起重力矩的特點,借此希望幫助大家更好地調(diào)試、使用塔機,合理安全地發(fā)揮塔機的作用。
在《起重機 術(shù)語 第1部分:通用術(shù)語》[1]中,起重力矩定義為:幅度L和與之對應(yīng)的載荷Q的乘積,大部分塔機的型號也是通過起重力矩表達(dá)出其起重能力,如QTZ63即按照公稱起重力矩(63 tm)的概念表示塔機的起重能力。實際上,塔機起重力矩的概念較復(fù)雜,不是定值,它隨著幅度的變化而變化,一般具有如下特點[2]:塔機最大幅度處額定起重力矩最??;幅度越小,額定起重力矩越大,直到在起重特性曲線直線段拐點處達(dá)到最大起重力矩;同一塔機,縮臂后,相應(yīng)幅度位置的額定起重力矩變大;該臂長下的最大起重力矩較最長臂長組合時變大。
鑒于塔機起重力矩的復(fù)雜性,一般以起重特性曲線或起重特性表的形式給出塔機的起重能力,圖1和表1分別為某品牌QTZ63(5510)塔機的起重特性曲線和起重特性表。
1)在起重特性曲線拐點處達(dá)到最大起重力矩,該塔機最大起重力矩為Mmax=13.66×6=81.96tm。
2)該塔機基本臂長為35m,基本臂長時最大幅度相應(yīng)的額定起重量為1.80t,此時QTZ63塔機的公稱力矩為M公稱=35×1.80=63tm,這也是該塔機命名為QTZ63的原因。
3)如果以塔機運行小車垂直中心線至起重臂根部鉸點的水平距離為力臂,以運行小車、吊鉤及鋼絲繩的自重載荷和額定起重量的和作為總載荷,在起重特性曲線的曲線段可得到一個恒力矩,即
式中 M——恒力矩,tm;
R—— 塔機幅度,m,在塔機的起重性能表中選取R=40m;
r—— 回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心線到起重臂根部鉸點的水平距離,m,r=0.75m;
Q—— 幅度R處相對應(yīng)的額定起重量,t,R=40m時,Q=1.60t;
q——運行小車、吊鉤和鋼絲繩自重載荷的總和,t,q=0.56t。
如果用此恒力矩M計算不同幅度處的額定起重量,即可得出表1起重特性表中的值。
圖1 某品牌QTZ63(5510)塔機起重特性曲線
表1 某品牌QTZ63(5510)塔機起重特性表
不難看出,對于最常見的水平臂小車變幅塔機,其起重能力通過起重量隨幅度改變的關(guān)系給出,反映的也是起重力矩的概念,所以在建筑工地中,常會以公稱起重力矩(如上述63tm)代指相應(yīng)塔機的起重能力。筆者在日常工作中,經(jīng)常遇到一些安裝人員用公稱力矩來調(diào)試起重力矩限制器,比如QTZ63(5510)塔機力矩限制器的調(diào)試,簡單地理解為吊物重量Q=63/R。這種簡單化方法調(diào)試力矩限制器雖然高效快捷,但往往造成很大誤差,帶來安全隱患或者造成塔機起重能力的浪費。
下面以圖1所示塔機分別按幅度R=55m、R=30m為例,說明簡單化調(diào)試力矩限制器造成的誤差。
當(dāng)幅度R=55m時,用公稱力矩來計算起重臂55m幅度處的載荷
用恒力矩來計算起重臂55m幅度處的載荷
比較結(jié)果(1)和(2)可知,在起重臂55m幅度處,用公稱力矩計算出的載荷比起重性能表中的載荷大15%,也就是說,這種方法調(diào)試的力矩限制器是偏大的,會造成塔機的超載。
當(dāng)幅度R=30m時,用公稱力矩來計算起重臂30m幅度處的載荷
用恒力矩來計算起重臂55m幅度處的載荷
比較結(jié)果(3)和(4)可知,在起重臂30m幅度處,用公稱力矩計算出的載荷比起重性能表中的載荷小11.4%,也就是說,這種方法調(diào)試的力矩限制器是偏小的,會造成塔機起重能力的浪費。
通過以上算例,可以看到上述調(diào)試起重力矩的方法,要不帶來安全隱患,要不造成起重能力浪費,結(jié)果都是不可接受的。實際上,2008年以前,塔機的型號命名規(guī)則明確統(tǒng)一,通過型號尚可判斷塔機的起重能力,用以上算法造成的誤差還不至于無限放大,但近十年來企業(yè)自定型號標(biāo)識,塔機型號與塔機起重能力開始背離,甚至不同廠家相似性能產(chǎn)品出現(xiàn)QTZ85、QTZ86(TC5510)、QTZ63(TC5510)、QTZ80A(TC5510)等不同的型號標(biāo)識方式[2]。在這種情況下,以上簡單調(diào)試起重力矩的方法問題更加突出。筆者建議,在現(xiàn)場調(diào)試塔機起重力矩時,嚴(yán)格按照駕駛室起重特性表或說明書中起重特性進(jìn)行調(diào)試,這樣既保障了安全,又不產(chǎn)生浪費,是最優(yōu)選擇。
按照起重特性表調(diào)試、使用起重力矩限制器,看似簡單,在工地現(xiàn)場實際又遇到了新問題。筆者發(fā)現(xiàn),有不少施工單位過于依賴租賃單位、安裝單位,以包代管現(xiàn)象較普遍,對起重特性的理解和關(guān)注明顯缺乏,現(xiàn)場普遍不重視使用說明書,有些項目部現(xiàn)場甚至沒有留存說明書,檢查和維保環(huán)節(jié)根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行,對起重力矩限制器也缺乏足夠關(guān)注。
雖然塔機有設(shè)備備案、安裝告知、檢驗檢測、使用登記等環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制,但由于塔機使用年限的限制,個別產(chǎn)權(quán)單位在設(shè)備備案動腦筋,設(shè)備套牌、冒用現(xiàn)象不斷出現(xiàn),嚴(yán)重擾亂了租賃市場,并且大量安裝在塔機駕駛室的出廠銘牌、起重特性表標(biāo)牌被人為去除,造成塔機起重能力的確認(rèn)依據(jù)缺失。
一般,通過第三方檢驗檢測可以有效控制或降低以上亂象的不利影響,但近些年,建筑起重機械檢驗機構(gòu)快速發(fā)展,數(shù)量不斷增加,有些檢驗機構(gòu)為了在激烈市場競爭中立足,低價競爭,刻意迎合租賃單位、使用單位,檢驗質(zhì)量放水,缺乏 “第三方”立場[3],加之塔機起重能力確認(rèn)依據(jù)缺失,完全憑租賃或安裝單位口頭信息確認(rèn),造成起重力矩問題更加突出,塔機超載傾覆、超載折臂現(xiàn)象屢屢見諸報端。
以上問題,短期內(nèi)難以解決,筆者建議相關(guān)業(yè)者先從控制自身風(fēng)險角度出發(fā),加大對起重力矩的重視程度,從資料、維保、檢查、檢驗檢測等角度按標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)逐步推進(jìn)塔機安全狀況。隨著國家對事故關(guān)注力度、查處力度的不斷增大,我們有理由相信,相關(guān)情況會不斷得到改善。
僅2017年就有十余起因力矩限制器失效、超載導(dǎo)致塔機傾覆或折臂的事故被媒體報道,按海因里希法則估計,實際超載現(xiàn)象可能是上百倍甚至千倍,可見正確理解起重力矩、合理使用起重力矩限制器非常重要。塔機各類從業(yè)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家配備的使用說明書中的起重特性曲線或起重特性表調(diào)試、使用塔機。我們也呼吁建立行業(yè)誠信管理機制,盡量避免出現(xiàn)塔機套牌、冒用現(xiàn)象,共同維護(hù)市場良性發(fā)展,促進(jìn)行業(yè)安全水平。
[1]中國機械工業(yè)聯(lián)合會.起重機 術(shù)語 第1部分:通用術(shù)語:GB/T 6974.1-2008[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008:10.
[2]王云飛,劉 勇.淺析塔式起重機起重特性與型號標(biāo)識現(xiàn)狀[J].建筑機械化,2016,37(9):21-24.
[3]王云飛,鄭 軍.建筑起重機械檢驗檢測發(fā)展現(xiàn)狀及思考[J].建筑機械化,2018,39(1):62-64.