李新生，趙興超，王 飛

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100073）

1 選題背景

對(duì)中國建筑土木建設(shè)有限公司鄭濟(jì)高鐵內(nèi)租作業(yè)隊(duì)的10臺(tái)MH10-18 和MH10t-17m-6mA3 型龍門吊以及其他作業(yè)隊(duì)的龍門吊進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)即使在裝有高度限位的情況下，龍門吊也時(shí)常發(fā)生沖頂現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致龍門吊電葫蘆損壞（圖1）。通過作業(yè)隊(duì)分析發(fā)現(xiàn)，故障主要原因是高度限位器設(shè)置不合理，失效后易造成沖頂，因此單重安全措施并不能滿足安全生產(chǎn)的條件，為提高生產(chǎn)的安全性就必須采用多重保護(hù)措施。

圖1 沖頂損壞的電葫蘆

雖然作業(yè)隊(duì)龍門吊數(shù)量眾多，但每一個(gè)鋼筋加工廠所配備龍門吊均承擔(dān)不同的施工工序，各工序之間相互配合，如果一臺(tái)龍門吊維修時(shí)間過長將會(huì)影響整個(gè)鋼筋加工廠生產(chǎn)。沖頂故障發(fā)生后，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)葫蘆盤繩器損壞，龍門吊在起升過程中，將無法有序收納鋼絲繩、造成鋼絲繩受損，更易引起較大的安全事故。電動(dòng)葫蘆沖頂故障的維修難度大，維修人員登高作業(yè)存在較大危險(xiǎn)性，沖頂故障嚴(yán)重時(shí)需更換電動(dòng)葫蘆，維修成本高；必要時(shí)需要使用吊車進(jìn)行配合，危險(xiǎn)系數(shù)大（圖2）。

圖2 維修人員對(duì)損壞的電葫蘆進(jìn)行維修

對(duì)龍門吊在一個(gè)月內(nèi)發(fā)生故障及排除故障所用時(shí)間進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)龍門吊沖頂故障的平均維修時(shí)間達(dá)到6 h 和平均維修費(fèi)用達(dá)到5000 元，是所有故障中占比最高的（表1）。因此，為降低作業(yè)隊(duì)生產(chǎn)成本同時(shí)保證生產(chǎn)的安全性，設(shè)計(jì)制造一個(gè)防沖頂?shù)难b置來降低龍門吊沖頂?shù)陌l(fā)生率十分必要。

表1 龍門吊故障維修統(tǒng)計(jì)

2 防沖頂裝置的材料選取及制造方法

防沖頂裝置采用的材料為50 mm×50 mm×5 mm 的角鐵，該種材料常見，價(jià)格便宜，強(qiáng)度完全滿足結(jié)構(gòu)要求。因作業(yè)隊(duì)有電焊機(jī)，并且有自己的焊工，便采用了電弧焊的方式進(jìn)行焊接。安裝采用螺栓緊固的方式，相比于焊接固定方式，螺栓緊固在安裝強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)易于拆卸，可重復(fù)利用，且有利于龍門吊其他部位維修，降低了作業(yè)人員維修難度，提高維修時(shí)安全性。

3 防沖頂裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理

經(jīng)設(shè)計(jì)小組的討論，采用重力連桿方式，將兩個(gè)限位器進(jìn)行串聯(lián)，同時(shí)控制龍門吊起升回路。該設(shè)計(jì)既能保證龍門吊起升至規(guī)定高度后，斷開回路，避免龍門吊沖頂，起到高度限位的作用，還設(shè)置了兩道保險(xiǎn)和一道機(jī)械止擋，增加了安全系數(shù)；同時(shí)整個(gè)裝置框架也可作為全部保險(xiǎn)裝置失效后的緩沖裝置，避免電動(dòng)葫蘆及盤繩器的損壞（圖3）。

圖3 防沖頂裝置的結(jié)構(gòu)

龍門吊吊鉤起升過程：碰到連桿，繼續(xù)上升過程中，連桿松開對(duì)限位器1 觸點(diǎn)的壓迫，導(dǎo)致起升線路斷開，起升動(dòng)作停止；如果限位器1 失效，吊鉤繼續(xù)帶動(dòng)連桿上升，到達(dá)限位器2 處，壓迫限位器2 觸點(diǎn)，致使起升回路斷開，動(dòng)作停止；如果限位器全部失效，連桿在止擋2 處停止，采取機(jī)械止擋的方式，繼續(xù)阻止吊鉤上升，避免沖頂。

4 防沖頂裝置的效益

對(duì)安裝防沖頂裝置前每月發(fā)生沖頂故障次數(shù)和安裝后每月發(fā)生沖頂故障次數(shù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)安裝后各龍門吊發(fā)生沖頂故障次數(shù)清零，所以防沖頂裝置能有效杜絕沖頂故障的發(fā)生（表2）。

表2 安裝該防沖撞裝置前后各龍門吊沖頂故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

（1）在經(jīng)濟(jì)效益方面。項(xiàng)目現(xiàn)管轄10 t 龍門吊10 臺(tái)，項(xiàng)目施工周期為12 個(gè)月，未安裝防沖頂裝置前每月需維修龍門吊沖頂故障3 次。其中，人工費(fèi)用1000 元，更換電動(dòng)葫蘆3000 元，租賃吊車費(fèi)用1000 元，維修費(fèi)用共計(jì)20 000 元，項(xiàng)目完成后預(yù)計(jì)維修費(fèi)用24 萬元。安裝防沖頂裝置后每月維修次數(shù)減至0 次，該項(xiàng)維修費(fèi)用清零，預(yù)計(jì)節(jié)省維修成本25 萬元。

（2）在技術(shù)效益方面。改進(jìn)后的高度限制，使得龍門吊的操作更加簡單安全，施工操作簡捷有效；同時(shí)還可以在同類型不同噸位的龍門吊等起重設(shè)備上推廣，節(jié)省大量維修成本。

（3）在社會(huì)效益方面。提高了龍門吊的維修速度，節(jié)省重要工序時(shí)間，保證施工生產(chǎn)進(jìn)度，樹立公司品牌，為公司向業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 總結(jié)與展望

通過分析防沖撞裝置對(duì)龍門吊沖頂事故發(fā)生率的影響，可以得出：防沖撞裝置能有效降低龍門吊沖頂事故，提高設(shè)備使用的安全性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。該裝置是一個(gè)成功的設(shè)計(jì)，其有效使用為其他提運(yùn)架設(shè)備上的電葫蘆和卷揚(yáng)機(jī)的改造提供了一個(gè)思路。

未來將利用這一成果繼續(xù)開展其他裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)，在施工過程中擬定將《跨線式提梁機(jī)供電裝置的改進(jìn)》作為下一下循環(huán)課題。