0 引言

起重機屬于特種設備，在每一個應用起重機的行業(yè)里，它都直接影響到相關(guān)人員的生命及財產(chǎn)安全。特別是工作級別較低的起重機如：A型門式和單梁電動葫蘆吊等類型的起重機。當其在超時長的工作條件下，頻繁高強度的使用，避免設備事故的發(fā)生，尤其是涉及人員設備安全的墜落事故，是一項極為重要的任務。

1 現(xiàn)場分析

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)場頻繁使用中的十一臺橋式或門式起重機主要用于吊運Ф139.7×7.72石油井管。由于生產(chǎn)量較大，起重機晝夜工作，運轉(zhuǎn)時間一般可達工作時間的5065%。設備工作條件苛刻，設備故障率較高。經(jīng)過對08-10年起重機發(fā)生的各類設備事故或故障進行統(tǒng)計分析，這三年中發(fā)生在吊車起升機構(gòu)中的故障和事故95起；占起重機故障事故總數(shù)的26.4%。惡性險肇事故或較大事故，主要發(fā)生在起重機的鋼絲繩、鉤頭.繩端固等部位，這無疑是管控重點。（表1）

1.2 引起起重機事故故障的因素 起重機運行所占空間大，對于在地面上遙控操作的起重機，其操作人員與吊車有一段距離，如果地面上空間擁擠，物體擺放雜亂，視野盲點就多，易發(fā)生碰撞事故。另一方面，油套管生產(chǎn)特點決定了起重機的使用往往由多個部門輪流使用（如供料或生產(chǎn)部門，多人經(jīng)手操作），設備的操作預檢查經(jīng)常不到位。另外設備操作人員安全意識薄弱，違章野蠻操作時有發(fā)生。

在起重機維護保養(yǎng)上，設備的預檢修不及時。設備維護檢修質(zhì)量也不高，常發(fā)生維修不久又發(fā)生設備故障的現(xiàn)象。

1.2.1 使用條件 我分廠所使用的橋式吊車、A型門式和單梁電動葫蘆吊。起重量由3-20t不等，作為重要的生產(chǎn)設備，后兩者的工作級別為A2-A5；適于中低工作級別。

而實際運轉(zhuǎn)時間長，使用頻率高，且常常接近滿負荷運轉(zhuǎn)。加之油套管的生產(chǎn)量大（每月6000t），其對設備的損害是不言而喻的，對安全生產(chǎn)構(gòu)成較大威脅。

1.2.2 設備因素 設備本身存在一些先天不足，例如：缺少限載器、無安全檢修平臺、葫蘆吊的繩端固定處局部結(jié)構(gòu)不合理、設備的部分備品備件質(zhì)量不達標、作為非原廠的輪胎橡膠彈性聯(lián)軸器備件安全性欠缺；多次發(fā)生鉤頭墜地的較大事故（所幸均為傷人和造成較大的設備等損害）。葫蘆吊的繩端固定處多次發(fā)生鋼絲繩斷絲斷股和抽繩（繩端發(fā)生滑移）等安全隱患。設備滑觸集電器系統(tǒng)設計也不盡合理，導致起重機設備運行中時常斷電。以上問題的存在給生產(chǎn)操作人員和設備、安全生產(chǎn)構(gòu)成重大威脅。

尤其是升降彈聯(lián)器失效等引起的鉤頭墜地事故，是一種較大事故，必須優(yōu)先著力解決。

2 設備缺陷分析

設備缺陷引起的鉤頭突然墜地事故原因主要有三個，①輪胎橡膠彈聯(lián)器突然撕裂失效；②鋼絲繩在斜楔處斷股破斷；③繩頭在楔套處滑脫。

2.1 輪胎橡膠彈聯(lián)器特性 輪胎橡膠牙嵌式彈聯(lián)器是一種高彈性聯(lián)軸器，具有良好的減震緩沖和優(yōu)越的軸間偏移補償性能、適于正反轉(zhuǎn)多變和起動頻繁的工作條件，并且拆裝維修方便、結(jié)構(gòu)簡單、裝配容易，要換輪胎體時無需軸向移動聯(lián)軸節(jié)、柔性好、阻尼大、補償量大、不需潤滑等優(yōu)點。但其有一個致命的缺點：隨扭轉(zhuǎn)角的增加，在主從動軸上會產(chǎn)生相當大的軸向力。經(jīng)過對失效的輪胎橡膠彈聯(lián)器進行物理受力分析和研究發(fā)現(xiàn)該類型的彈聯(lián)器如圖1（輪胎橡膠聯(lián)軸器左右半接手咬合受力圖）所示，如果兩個咬合的半接手加工精度不高，特別是當咬合面與軸線有一定角度a時，在咬合受力面上將產(chǎn)生更大的軸向力F，足以撕裂聯(lián)接橡膠體，造成兩個咬合的半聯(lián)接器分離，彈聯(lián)器完全失效。從而發(fā)生突發(fā)和嚴重的鉤頭墜地事故。

2.2 繩端斜楔和楔套 鋼絲繩在固定端部產(chǎn)生的斷裂是由于設備部件設計或制造上的缺陷所引起，即與鋼絲繩接觸的部位的受力點是90度棱角所致，如圖2的K點，當鋼絲繩受力時，此處產(chǎn)生了較大的壓應力，鋼絲繩所載重物P越重，它所受的壓應力越大。特別是當重物在反復升降時，由于鋼絲繩卷筒的排線原因使鋼絲繩產(chǎn)生了反復的左右擺動。鋼絲繩在此點反復折彎，而K點處就恰似一把利刃在鋼絲繩上反復切割，隨著使用頻率和時間的增加，鋼絲繩就會在此處產(chǎn)生集中斷絲，進而產(chǎn)生斷股，造成鋼絲繩突然破斷或繩端隨斜楔瞬間墜落。

2.3 繩頭固定滑脫失效 位于葫蘆吊固定卷筒上的鋼絲繩端固定處如圖2，因斜楔和固定楔套制造和安裝上的原因，或是鋼絲繩本身的質(zhì)量原因，使它們的配合產(chǎn)生問題，鋼絲繩在端部固定楔套中會出現(xiàn)繩頭滑移（抽繩），繩頭從固定處被抽出，導致吊鉤在空中突然墜落。

2.4 設備斷電問題 起重機在運行中還易發(fā)生頻繁的故障是機電系統(tǒng)故障，安全滑線滑觸集電器斷電或集電托架損壞，對安全生產(chǎn)影響較大。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查研究，主要原因是：①設備主滑線固定支架不十分穩(wěn)固，強度低，造成滑線彎曲度較大；②主滑線運行距離長（150米），直線度更不易保證，容易斷電；③滑觸集電器機電系統(tǒng)設計不合理。

3 改進措施

3.1 技術(shù)措施

3.1.1 彈聯(lián)器改進 起重機上的聯(lián)接電機與減速機的聯(lián)軸器在使用上要滿足以下條件：①傳動可靠，有足夠的強度且結(jié)構(gòu)緊湊；②滿足電機軸頭軸向滑動的要求；③有一定的軸間偏移補償和減震緩沖功能。

針對以上要求，經(jīng)慎重認真遴選；*后選擇了強度和安全性遠大于輪胎橡膠牙嵌式的梅花聯(lián)軸器如圖3所示，梅花聯(lián)軸器也叫爪式聯(lián)軸器,是由兩個金屬爪盤和一個彈性體組成。兩個金屬爪盤一般是45號鋼，梅花形彈性聯(lián)軸器利用梅花形彈性元件置于兩半聯(lián)軸器凸爪之間，以實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接。具有補償兩軸相對位移、減振、緩沖、徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、不用潤滑、承載能力較高、結(jié)構(gòu)簡單、方便維修、便于檢查維護方便等特點，由于彈性塊（材料為聚氨酯）具有緩沖、減振的作用，所以適合起重機頻繁強烈振動的使用條件。其彈性體的性能極限溫度，決定聯(lián)軸器的使用溫度，一般為-35至+80度。

梅花聯(lián)軸器的特性和條件完全能滿足設備的技術(shù)要求和頻繁苛刻工作使用條件。經(jīng)過實際測試，效果很好，換裝后再未發(fā)生過因彈聯(lián)器脫節(jié)而造成的吊鉤墜落事故。

3.1.2 繩段固定處改進 為解決這一問題，我們對K點處有棱角的楔套外殼體，置換成帶圓弧過渡角的楔套外殼體，確保鋼絲繩接觸的這一部位為圓弧形，鋼絲繩所受壓應力的大大減輕；避免了應力集中，解除了在此處發(fā)生鋼絲繩段斷絲斷股，而導致的鉤頭墜落事故。為防止鋼絲繩頭發(fā)生滑脫（抽頭），我們在安裝鋼絲繩時，嚴格檢查斜楔、固定楔套和鋼絲繩的狀況（前兩者是否磨損變形，后者的直徑等是否達標等），鋼絲繩自由端保持定長，便于日后檢查。并且規(guī)定按滿載的80%起吊重物試車。為進一步確保安全，還要在繩端處加裝2-3個繩卡，試車后再檢查斜楔、固定楔套和鋼絲繩間的配合是否安全可靠。

3.1.3 滑觸集電器集電系統(tǒng)的改進 起重機在運行中有一定的左右擺動，特別是對于A型門式起重機上部的集電部位，這種左右擺動更大，加之長度百余米的主滑線直線度超差較大。滑觸集電器與主滑線的接觸很難始終保持有效的接觸，因而時常產(chǎn)生斷電故障?？紤]到主滑線整體改造成本高和維修周期長，我們僅對主滑線進行了有限的加固，而將技術(shù)改進的重點放在了滑觸集電系統(tǒng)的改進上，重新設計了集電托架部件，改進了結(jié)構(gòu)，增加了轉(zhuǎn)動副，并提高了轉(zhuǎn)動托架的強度和剛度，而且將兩個集中安裝的集電器分散布置在兩個集電托架上（相隔2米以上），改進后的集電系統(tǒng)在工作中，兩組滑觸集電器通過碳刷（如圖4中序號5）在起重機運行過程中與主滑線接觸良好（至少有一組集電器能與主滑線保持有效接觸）從而杜絕了因主滑線與集電器接觸**引起的斷電故障。

3.2 完善安全設施 為進一步健全起重機的安全使用設施，先后完成了九臺設備檢修平臺的制作；減少了對維修移動升降機的依賴，并將部分A型門式運行小車上的電氣控制箱移至地面的底梁上，避免了運行小車意外停滯在非檢修平臺附近，無法利用檢修平臺維護故障小車；或免于在高空中進行電器維護等狀況，使維修質(zhì)量、效率和檢修安全性有了較大提高。還分別給全部雙梁、A型和單梁起重機加裝了旁壓式或繩壓式限載器。限載器的使用，有效避免了超載現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 加強設備管理 考慮到實際的運行狀況，制定了一系列更加嚴格的管理制度：起重機管理安全使用規(guī)定、起重機維護檢修管理制度。其中規(guī)定設備運行*高負荷不超過額定起升重量的80%，同時要求設備操作人員嚴格執(zhí)行安全生產(chǎn)操作規(guī)程，強化設備操作人員的設備安全生產(chǎn)意識。提高設備操作人員的安全操作技能和專業(yè)素質(zhì)，設備操作人員必須認真執(zhí)行每班的安全檢查制度。在設備維護保養(yǎng)方面，提高了的關(guān)鍵部件的報廢標準。定期對起升機構(gòu)進行解體安檢和更換。組織有關(guān)人員進行專業(yè)安全知識培訓，分廠建立起四位一體的特種設備檢查維護制度，做到了每班、每天、每周、每月都有專門的檢查和維護。例如建立起了由相關(guān)設備操作人員組成的班前和班中設備檢查制度和規(guī)范，其主要內(nèi)容是起重機的起升系統(tǒng)的安全狀況，如：鋼絲繩、鉤頭、抱閘和限位器等部位。還要求在特制起重機運行記錄本上作好記錄。分廠的安全員每天要對起重機的各關(guān)鍵部位進行安檢，并將檢查結(jié)果記錄在專門的日檢記錄上。每周有設備管理人員巡回檢查一次，包括上述內(nèi)容和其他運行系統(tǒng)技術(shù)和安全狀況，且在周檢記錄上做周檢記錄。公司聘請起重機廠家專業(yè)維護檢修人員每月進行一次專業(yè)檢查和維護。定期強制檢查更換起升系統(tǒng)的相關(guān)零部件，如04軸和鋼絲繩等。根據(jù)技術(shù)狀況和工作條件，對起重機適時安排大中修或升級置換。依靠上述一系列的加強設備管理和技術(shù)改進的措施，鉤頭等墜落事故基本杜絕；起重機起升機構(gòu)故障比設備投產(chǎn)初期大幅下降，呈逐年遞減之勢；12年較11年又減少43%，起重機其他運行斷電等設備故障率也顯著下降。

4 結(jié)束語

在石油井管生產(chǎn)線上，為使中低工作級別起重機的運轉(zhuǎn)能安全應對高負荷的起重工作，尤其是避免諸如鉤頭和重物墜落等較大突發(fā)事故。必須嚴格不斷完善設備管理，對起升系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件實施嚴密監(jiān)控，并落實日常點檢到人和定期點檢到位。提高設備維護水準，及時改進設備缺限。嚴守設備規(guī)程；杜絕違章操作，設備運行的安全性和可靠性才能有保證。