萬雨

摘 要：針對(duì)塔機(jī)吊臂作業(yè)安全問題，設(shè)計(jì)出一種便于移動(dòng)、安全性高的安全帶懸掛作業(yè)保護(hù)裝置。基于載荷力學(xué)理論，推導(dǎo)出繩索直徑、固定鋼板厚度、孔板截面、拉緊螺栓大小的邊界約束條件，從而提出基于該種安全保護(hù)裝置的綜合參數(shù)設(shè)計(jì)策略，使得安全保護(hù)裝置在參數(shù)所設(shè)計(jì)范圍內(nèi)能夠保證作業(yè)人員安全。

關(guān)鍵詞：塔機(jī)；作業(yè)安全；參數(shù)設(shè)計(jì)；邊界約束

Abstract：In view of the operation safety problem in arm of tower crane， a novel safe belts hanging protection device which has the characteristics of easily removed and high safety is proposed. Based on mechanical theory， constrains of rope diameter， fixed plate thickness， orifice cross section， the bolt size are discussed. Consequently， an integrated design process for parameters of protection device is proposed， and such method can ensure the safety of operating personnel.

Key words：Tower crane；operation safety；parameter design；limit

0 引言

塔式起重機(jī)在使用和維護(hù)過程中，為了發(fā)現(xiàn)塔式起重機(jī)吊臂上存在的安全隱患，作業(yè)人員經(jīng)常需要沿著吊臂來回作業(yè)。通常情況下，這種作業(yè)有兩種方式來完成，一是乘坐塔式起重機(jī)吊臂上的小車來完成，該方法通過在小車上裝有可移動(dòng)的吊籃來實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際作業(yè)中，由于小車受力不均衡造成所帶的吊籃容易損壞而脫落，造成事故；二是作業(yè)人員沿著吊臂爬過去進(jìn)行作業(yè)，如果采用固定安全帶的方式，由于安全帶的不連續(xù)性帶來作業(yè)的不方便，故在實(shí)際作業(yè)中一般均沒使用安全帶，從而造成巨大的安全隱患。為了實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員的方便安全作業(yè)，本文提出一種便于移動(dòng)、安全性高的作業(yè)安全保護(hù)裝置，這種裝置可以固定安全帶，但又不失作業(yè)時(shí)作業(yè)人員的靈活性，可以在方便作業(yè)的同時(shí)避免造成作業(yè)人員傷亡。

1 作業(yè)安全保護(hù)裝置分析

新型作業(yè)安全保護(hù)裝置以塔式起重機(jī)吊臂的上弦桿為基礎(chǔ)，由一根強(qiáng)度合適的鋼絲繩和鋼絲繩固定裝置組成。安全帶的固定扣扣在鋼絲繩上，一方面保證在鋼絲繩可以自由滑動(dòng)，另一方面保證作業(yè)人員的作業(yè)安全。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

由圖1可知，該安全保護(hù)裝置主要有鋼絲繩拉緊螺栓、鋼絲繩和固定鋼板（孔板）組成，為了滿足安全性要求，需要對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 邊界約束參數(shù)設(shè)計(jì)

首先定義以下已知量，人的體重為W，單位kg；

則人墜落時(shí)的動(dòng)載W1=9.8W，單位kg。

2.1 鋼繩直徑約束

P=W+ W1=10.8W kg

δ繩=P/ A繩<1400MPa（鋼絲抗拉最低強(qiáng)度）

A繩 >0.0007563W cm2

2.2 固定鋼板厚度約束

設(shè)固定鋼板厚度δ cm，焊縫長(zhǎng)度約為100 mm

A板=δ×10 cm2

P1=P/2=5.4W kg

Z=5.4W/10δ<1000 kg/cm2（固定鋼板最低強(qiáng)度要求）

δ>0.00054W cm

2.3 孔板截面約束

Z板=P1/A截<1000 kg/cm2

A截 >0.0054W cm2

2.4 鋼絲繩拉緊螺栓大小約束

[δ]拉=P1/A螺栓<1700kg/cm2

A螺栓 > 0.003176W cm2

3 綜合設(shè)計(jì)方法

根據(jù)上述參數(shù)設(shè)計(jì)，給出如圖2所示的設(shè)計(jì)方法流程圖。

4 結(jié)束語

針對(duì)塔機(jī)吊臂作業(yè)安全問題，本文介紹了一種便于移動(dòng)、安全性高的安全帶懸掛作業(yè)保護(hù)裝置?；谳d荷力學(xué)理論，推導(dǎo)出繩索直徑、固定鋼板厚度、孔板截面、拉緊螺栓大小的邊界約束條件，從而提出基于該種安全保護(hù)裝置的綜合參數(shù)設(shè)計(jì)策略，使得安全保護(hù)裝置在參數(shù)所設(shè)計(jì)范圍內(nèi)能夠保證作業(yè)人員安全，對(duì)于塔機(jī)作業(yè)安全具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊瑞剛，徐格寧，范小寧.橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性失效準(zhǔn)則與剩余壽命評(píng)估準(zhǔn)則[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2009， 19（10）：95-100.

[2]李波，陳定方，孫世基，等.基于模糊故障樹的起重機(jī)可靠性分析[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2008（8）：78-82.

[3]毛文剛，姜武，王德禹.基于疲勞可靠性的起重機(jī)結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2006，22（3）：94-96.

[4]徐格寧.機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.