王進(jìn)峰，韓吉超，洪 郴，仉健康

（山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250200）

隨著施工的需要，塔機(jī)日趨向著高聳化方向發(fā)展，塔機(jī)的頂升是通過(guò)頂升套架、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引入軌道及小車、液壓頂升裝置等一系列設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的，是塔機(jī)作業(yè)中非常危險(xiǎn)的工況之一，頂升過(guò)程中存在著很多危險(xiǎn)因素，如果不重視，或沒(méi)采取有效的預(yù)防方案和措施，可能會(huì)引起嚴(yán)重的安全事故。針對(duì)上述問(wèn)題，本文分析了自升式塔機(jī)頂升工況時(shí)存在的各種危險(xiǎn)因素，并給出了相應(yīng)的對(duì)策，以確保塔機(jī)頂升工況的作業(yè)安全。

1 頂升工況危險(xiǎn)因素分析

1.1 頂升油缸不同步

小型建筑塔機(jī)的頂升一般是由單個(gè)頂升油缸連接頂升橫梁進(jìn)行頂升作業(yè)，但隨著塔機(jī)額定起重量的不斷增加，塔機(jī)上部自重也越來(lái)越大，在頂升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往設(shè)計(jì)成雙油缸的布置形式。由于塔機(jī)上部電機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)構(gòu)件、司機(jī)室和電氣柜等電器件的布置形式，往往造成塔機(jī)上部有一側(cè)偏重，頂升時(shí)左右兩側(cè)油缸的頂升承載力不一樣，由于液壓油缸產(chǎn)生的推力是由負(fù)載決定的，加之頂升油缸的油路長(zhǎng)度及布置等問(wèn)題，而導(dǎo)致2 個(gè)油缸的不同步，會(huì)造成套架輥輪單側(cè)受力增大，磨損塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，可能會(huì)造成卡滯，上部偏斜失重，嚴(yán)重時(shí)影響結(jié)構(gòu)安全。

1.2 頂升工況時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作

對(duì)于采用變幅小車機(jī)構(gòu)的平臂式塔機(jī)，由于平衡重安裝后導(dǎo)致塔身后傾，頂升時(shí)需要操作人員操縱起升和變幅機(jī)構(gòu)將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)掛入引入梁位置，然后起吊合適的載荷再操縱變幅機(jī)構(gòu)，將變幅小車行走至吊臂的計(jì)算位置，以達(dá)到吊臂和平衡臂的前后平衡，有時(shí)為了達(dá)到理想的平衡狀態(tài)，需要反復(fù)運(yùn)行變幅機(jī)構(gòu)。而在此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)還未與承座正式連接到位，若操作人員操作不當(dāng)，使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，會(huì)導(dǎo)致塔機(jī)上部分旋轉(zhuǎn)，可能使頂升橫梁從頂升耳板內(nèi)脫出，造成塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)墜落，會(huì)造成重大人員傷亡和機(jī)械事故。

1.3 頂升橫梁與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升耳板接觸不到位

由于大型塔機(jī)頂升橫梁重量很重，頂升橫梁向標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上頂升耳板方向的運(yùn)動(dòng)大多是通過(guò)小型電動(dòng)液壓推桿的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。操作人員在頂升液壓站操作位置一般通過(guò)肉眼觀察頂升橫梁的到位狀態(tài)，有時(shí)候因結(jié)構(gòu)件阻礙視線或視覺偏差，可能會(huì)引起誤判，此時(shí)可能頂升橫梁與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)耳板接觸還不到位，或者接觸到耳板的邊緣凸起位置，此時(shí)若頂升作業(yè)，可能造成頂升橫梁從耳板上滑離出去；若油缸頂升到一定位置后頂升橫梁突然從耳板滑落，也會(huì)造成塔機(jī)上部突然墜落，造成重大安全事故的發(fā)生。

2 相關(guān)危險(xiǎn)因素的對(duì)策研究

2.1 頂升油路增加節(jié)流閥，油缸增加檢測(cè)裝置

為了確保2 個(gè)頂升油缸的同步性，制定以下2 種方案。

1）在油路中使用節(jié)流閥或者調(diào)速閥，手動(dòng)控制，以調(diào)整兩油缸的同步性。

2）由于方案一也是通過(guò)肉眼觀察同步性，手動(dòng)操作，且有視覺上的誤差，同步的精度也不夠。為達(dá)到更好的同步效果，在方案一的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)油缸及頂升電氣控制系統(tǒng)時(shí)，可以在2 個(gè)油缸的活塞桿上各裝設(shè)一個(gè)拉伸式位移傳感器，使之形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)2 個(gè)傳感器測(cè)得2 個(gè)油缸的實(shí)際行程反饋給頂升電液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)比較2 個(gè)油缸的伸長(zhǎng)量，經(jīng)過(guò)計(jì)算，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整2 個(gè)油缸油路上的節(jié)流閥，從而做到2 個(gè)油缸的完全同步，提高了同步精度，從而確保了頂升工況的安全。

2.2 控制系統(tǒng)設(shè)置旋轉(zhuǎn)鎖定功能

2.2.1 互鎖功能設(shè)置方案

在塔機(jī)的三大機(jī)構(gòu)電控系統(tǒng)和頂升電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將頂升機(jī)構(gòu)的電源與塔機(jī)三大機(jī)構(gòu)供電的電源設(shè)置互鎖切換，在聯(lián)動(dòng)臺(tái)上設(shè)置“頂升電源/正常電源”切換開關(guān)。

除此之外，由于平臂式塔機(jī)頂升找平需要操作三大機(jī)構(gòu)中的起升機(jī)構(gòu)和變幅，為確保安全，在電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，還需要將起升、變幅兩機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再設(shè)置一個(gè)互鎖，在聯(lián)動(dòng)臺(tái)上增設(shè)“頂升工況/旋轉(zhuǎn)正?！鞭D(zhuǎn)換開關(guān)。

2.2.2 操作臺(tái)面板及工作原理

圖1 是操作臺(tái)面板布置示意圖，下面結(jié)合操作臺(tái)面板布置，介紹旋轉(zhuǎn)鎖定的工作原理。

圖1 操作臺(tái)面板布置示意圖

當(dāng)塔機(jī)準(zhǔn)備頂升作業(yè)時(shí)，將“頂升電源/正常電源”開關(guān)撥至“頂升電源”位置，僅頂升系統(tǒng)送電。再將“頂升工況/旋轉(zhuǎn)正?！遍_關(guān)撥至“頂升工況”位置，此時(shí)只允許起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)動(dòng)作，即使人為操作旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)手柄，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也不會(huì)工作。待頂升工作全部結(jié)束后，再將2 個(gè)開關(guān)分別撥至“正常電源”和“旋轉(zhuǎn)正常”位置，整機(jī)的三大機(jī)構(gòu)方可正常運(yùn)行。設(shè)置雙重鎖定保護(hù)，從而確保了塔機(jī)頂升過(guò)程中的安全。

2.3 頂升橫梁和頂升耳板位置增加檢測(cè)裝置

2.3.1 檢測(cè)傳感器安裝方案

考慮頂升橫梁與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升耳板接觸不到位即開始頂升的危險(xiǎn)情況，在頂升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在頂升橫梁兩端各安裝一個(gè)檢測(cè)傳感器，在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升耳板適當(dāng)位置焊接兩個(gè)感應(yīng)板，并調(diào)整好檢測(cè)傳感器的位置，檢測(cè)傳感器裝置安裝示意圖如圖2 所示。

圖2 檢測(cè)傳感器裝置安裝示意圖

2.3.2 頂升檢測(cè)傳感器控制原理

圖3 為該頂升控制系統(tǒng)檢測(cè)控制流程圖，頂升工作時(shí)，先啟動(dòng)小型電動(dòng)液壓推桿將頂升橫梁水平朝向塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)方向移動(dòng)，當(dāng)頂升橫梁兩端均完全移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升耳板垂直上方位置后，啟動(dòng)頂升油缸，油缸帶動(dòng)橫梁向耳板靠近，待頂升油缸伸長(zhǎng)到合適位置后，安裝在頂升橫梁兩端的傳感器動(dòng)作，將反饋信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)判斷正確后，可繼續(xù)操縱頂升油缸進(jìn)行頂升作業(yè)，若檢測(cè)的2 個(gè)傳感器有一個(gè)不動(dòng)作，則系統(tǒng)判斷橫梁沒(méi)有與耳板可靠接觸，此時(shí)系統(tǒng)不允許頂升作業(yè)，從而確保了頂升過(guò)程的可靠性。

圖3 頂升控制系統(tǒng)檢測(cè)控制流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文所提及的塔機(jī)頂升工況危險(xiǎn)因素及相應(yīng)的對(duì)策，同樣適用于該類型塔機(jī)的降塔工況。文中所列頂升工況的危險(xiǎn)因素及相應(yīng)對(duì)策，比如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加防止頂升過(guò)程中頂升橫梁從標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升耳板中脫落的防脫裝置；在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置超出規(guī)范要求的風(fēng)速進(jìn)行頂升作業(yè)的限制性互鎖保護(hù)裝置；在頂升套架、頂升耳板、套架輥輪等承受較大力的結(jié)構(gòu)件上裝設(shè)應(yīng)力檢測(cè)傳感器等，均能實(shí)時(shí)監(jiān)視塔機(jī)頂升作業(yè)時(shí)重要結(jié)構(gòu)部件的受力情況并適時(shí)做出響應(yīng)，從而有效保證塔機(jī)整個(gè)頂升工況作業(yè)的安全，減少塔機(jī)安拆事故的發(fā)生。