黃 斌，蔣元棟，阮一暉

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院蘇州分院，江蘇 蘇州 215031）

1 概述

起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器是起重機(jī)械重要的安全保護(hù)裝置，從作用上一般可以分為工作制動(dòng)器和安全制動(dòng)器兩種。工作制動(dòng)器即起升機(jī)構(gòu)正常工作中起載荷支持作用的制動(dòng)器，故亦稱支持制動(dòng)器；安全制動(dòng)器即當(dāng)起升機(jī)構(gòu)因機(jī)構(gòu)失效或傳動(dòng)裝置損壞等而發(fā)生超速下降運(yùn)行并達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作，使起升機(jī)構(gòu)迅速制停的制動(dòng)器。對于普通用途的起重機(jī)，其起升機(jī)構(gòu)一般僅設(shè)置工作制動(dòng)器；而對于特殊用途（如用于吊運(yùn)熔融金屬）的起重機(jī)，有的則既要求設(shè)置工作制動(dòng)器，同時(shí)又要求設(shè)置安全制動(dòng)器。在對安全制動(dòng)器的控制要求方面，TSG Q7015-2016《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》（以下簡稱《定檢規(guī)》）和TSG Q7016-2016《起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》（以下簡稱《監(jiān)檢規(guī)》）中的相關(guān)條文作出了明確規(guī)定。但目前以鋼絲繩電動(dòng)葫蘆（如國產(chǎn)CDY、MDY型，且經(jīng)型式試驗(yàn)合格）作為起升機(jī)構(gòu)用于吊運(yùn)熔融金屬的起重機(jī)（如電動(dòng)單梁起重機(jī)、電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)等），其起升機(jī)構(gòu)采用的離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器的控制卻難以完全符合《定檢規(guī)》和《監(jiān)檢規(guī)》的要求，同時(shí)也給特種設(shè)備檢驗(yàn)人員的判定帶來了困惑。為此筆者進(jìn)行了相關(guān)分析和比較，并提出了相應(yīng)建議。

2 離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器的工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)示意圖

離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器是目前鋼絲繩電動(dòng)葫蘆安全制動(dòng)器設(shè)計(jì)、制造中廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作原理分析

如圖1所示，該鋼絲繩電動(dòng)葫蘆安全制動(dòng)器為離心式純機(jī)械動(dòng)作型安全制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)的兩個(gè)主要機(jī)械部件是棘輪和棘爪。圖中棘輪1通過棘輪固定螺栓4將其套裝固定在卷筒3上并與卷筒實(shí)現(xiàn)緊配，棘輪隨卷筒同步一體轉(zhuǎn)動(dòng)；蓮花盤2通過蓮花盤固定螺栓5將其固定在棘輪1上，蓮花盤隨棘輪同步一體轉(zhuǎn)動(dòng)；滾輪6通過滾輪銷軸8固定在棘爪9上，滾輪可繞滾輪銷軸軸心作同心轉(zhuǎn)動(dòng)；棘爪9通過棘爪銷軸10固定在電動(dòng)葫蘆外殼11上，棘爪因蓮花盤轉(zhuǎn)動(dòng)可繞棘爪銷軸軸心作同心擺動(dòng)，且擺動(dòng)幅度受拉簧7的拉力約束。

具體工作原理：電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行時(shí)，棘輪、蓮花盤隨卷筒以正常速度同步轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪上的滾輪始終隨蓮花盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而緊貼跟蹤外切，同時(shí)棘爪也由此而發(fā)生擺動(dòng)，但棘爪與棘輪一直保持分離狀態(tài)。若起升機(jī)構(gòu)超速下降運(yùn)行時(shí)，則卷筒在被吊重物重力的作用下通過鋼絲繩帶動(dòng)而逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)超速下降運(yùn)行速度達(dá)到規(guī)定值（1.5倍額定速度前）時(shí)，棘爪上與蓮花盤作跟蹤并相對轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪因受蓮花盤離心力增大（蓮花盤的離心力大于拉簧的拉力）的作用而突然與蓮花盤分離，并使棘爪瞬間頂入棘輪內(nèi)卡住棘輪，于是起升機(jī)構(gòu)便立即停止下降而迅速制停；同時(shí)棘爪碰觸電氣安全聯(lián)動(dòng)開關(guān)（圖中略）并切斷起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電源，從而達(dá)到緊急制動(dòng)的目的。

由上述離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器的工作原理分析可見，該安全制動(dòng)器是利用起升機(jī)構(gòu)超速下降時(shí)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力使棘輪棘爪機(jī)構(gòu)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的，且僅當(dāng)超速下降運(yùn)行速度達(dá)到規(guī)定值時(shí)緊急制動(dòng)，起升機(jī)構(gòu)以正常速度運(yùn)行和工作制動(dòng)器（圖中略）制動(dòng)時(shí)安全制動(dòng)器始終處于非動(dòng)作狀態(tài)。

3 相關(guān)規(guī)定要求

3.1 起重機(jī)械檢驗(yàn)規(guī)則關(guān)于制動(dòng)器的控制要求

（1）《定檢規(guī)》關(guān)于制動(dòng)器的控制要求。

《定檢規(guī)》C5.1.1條中關(guān)于制動(dòng)器的控制要求：“檢查制動(dòng)器的控制是否符合GB/T 3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》中7.5.6的要求?！?/p>

（2）《監(jiān)檢規(guī)》關(guān)于制動(dòng)器的控制要求。

《監(jiān)檢規(guī)》C11.1.1條中關(guān)于制動(dòng)器的控制要求：“檢查制動(dòng)器的控制是否符合GB/T 3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》中7.5.6的要求?！?/p>

3.2 GB/T 3811-2008關(guān)于安全制動(dòng)器的控制要求

GB/T 3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.5.6條中關(guān)于安全制動(dòng)器的控制要求：“對設(shè)有安全制動(dòng)器的起升機(jī)構(gòu)，在正常作業(yè)時(shí)，其支持制動(dòng)器動(dòng)作后，安全制動(dòng)器延時(shí)動(dòng)作，其延時(shí)動(dòng)作時(shí)間可調(diào)；在進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，安全制動(dòng)器應(yīng)立即動(dòng)作?！?/p>

4 符合性比較與建議

4.1 符合性比較

從上述離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器的工作原理與安全制動(dòng)器的控制規(guī)定要求比較可以看出，離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器的控制難以完全符合《定檢規(guī)》、《監(jiān)檢規(guī)》和《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)條文的規(guī)定要求。其問題主要在于該安全制動(dòng)器僅當(dāng)起升機(jī)構(gòu)超速下降運(yùn)行速度達(dá)到規(guī)定值時(shí)起緊急制動(dòng)作用，而正常作業(yè)時(shí)始終處于非動(dòng)作狀態(tài)，即“在正常作業(yè)時(shí)，電動(dòng)葫蘆的支持制動(dòng)器動(dòng)作后，安全制動(dòng)器不會(huì)動(dòng)作”。然而《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》并不適用于作為輕小型起重設(shè)備的電動(dòng)葫蘆這一起重機(jī)部件的設(shè)計(jì)，且TSG Q7012-2008《輕小型起重設(shè)備型式試驗(yàn)細(xì)則》、JB/T9008.1-2014《鋼絲繩電動(dòng)葫蘆 第1部分：型式與基本參數(shù)、技術(shù)條件》等安全技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也均未對電動(dòng)葫蘆“在正常作業(yè)時(shí)，其支持制動(dòng)器動(dòng)作后，安全制動(dòng)器延時(shí)動(dòng)作”作出明確要求。例如：JB/T9008.1-2014《鋼絲繩電動(dòng)葫蘆 第1部分：型式與基本參數(shù)、技術(shù)條件》5.4.1.6條規(guī)定：“設(shè)置安全制動(dòng)器時(shí)，其功能應(yīng)滿足如下要求：當(dāng)傳動(dòng)部件失靈或工作制動(dòng)器失靈導(dǎo)致載荷下墜時(shí)，應(yīng)能可靠地支持住額定載荷。”

4.2 建議

鑒于目前鋼絲繩電動(dòng)葫蘆廣泛采用的離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器，其控制雖然難以完全符合《定檢規(guī)》、《監(jiān)檢規(guī)》和《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定要求；但是TSG Q7012-2008及JB/T9008.1-2014等安全技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并未對電動(dòng)葫蘆“在正常作業(yè)時(shí)，其支持制動(dòng)器動(dòng)作后，安全制動(dòng)器延時(shí)動(dòng)作”作出明確要求，以及《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》也不適用于電動(dòng)葫蘆的設(shè)計(jì)制造等實(shí)際情況；筆者建議對于電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)安全制動(dòng)器的控制要求能否在《定檢規(guī)》、《監(jiān)檢規(guī)》中僅提出“在進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，安全制動(dòng)器應(yīng)立即動(dòng)作”的規(guī)定，而不對“在正常作業(yè)時(shí)，其支持制動(dòng)器動(dòng)作后，安全制動(dòng)器延時(shí)動(dòng)作，其延時(shí)動(dòng)作時(shí)間可調(diào)”作出要求。這樣既有利于提高檢規(guī)的可操作性，也有助于規(guī)避檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，筆者分析了鋼絲繩電動(dòng)葫蘆廣泛采用的離心式棘輪棘爪安全制動(dòng)器的工作原理，并將該安全制動(dòng)器的控制與《定檢規(guī)》、《監(jiān)檢規(guī)》的相關(guān)條文要求進(jìn)行了符合性比較，同時(shí)提出了相應(yīng)建議。