起重机械安全(safety for lifting appliances)

为保证起重机械在作业过程中安全运行，避免因使用、管理、设计和制造不善等原因而发生设备和人身事故所采取的对策。包括完善起重机械易损部件和金属结构的安全技术、配置起重机械的安全装置、制订起重机械的安全规程。冶金行业用的起重机具有不同的特点，其安全技术措施也不同。

完善起重机易损件的安全技术   起重机易损件主要有吊钩、钢丝绳、滑轮和卷筒、制动器、齿轮减速器和齿形联轴器、车轮等。

吊钩   按结构分为锻钩和片式钩；按形状分为单钩和双钩。它是起重机的关键零件之一，一旦损坏或断裂会造成重大事故。吊钩应有出厂产品合格证，并标有额定起重量，表面光洁，无剥落、锐角、毛刺等缺陷。吊钩不得补焊，不准使用铸造吊钩。片式吊钩的铆钉不得松动，板层间隙不大于0.3mm。当吊钩出现下列情况之一时应报废：出现裂纹、危险断面磨损达原尺寸的10％；扭转变形超过10°；危险断面或吊钩颈部产生塑性变形；片式吊钩衬套磨损量达原尺寸的50％，衬套报废；片式吊钩心轴磨损量达原尺寸的5％，心轴报废。

钢丝绳   起重机用钢丝绳分普通型和复合型两种，复合型又分外粗型、粗细型和填充型，均应符合国家标准《圆股钢丝绳》的要求，并具有产品合格证。起重机上钢丝绳的型号规格与原设计要求一致，如有变更应经过强度计算。起升机构、变幅机构不准用编结接长的钢丝绳。钢丝绳应保持良好润滑状态。吊运钢水或炽热金属的钢丝绳配有防热辐射的防护罩。钢丝绳出现下列情况之一则报废：直径减少达公称直径的7％；在一个捻距内断丝数超过总丝数的10％(一个捻距指任一股缠绕一周的轴向距离)；钢丝的磨损或锈蚀超过原直径的40％；吊运炽热金属或危险品时，在一个捻距内断丝数超过总丝数的5％，钢丝的磨损或锈蚀超过原直径的20％；出现扭结、压扁、折弯、波浪形、笼形、断股、芯子外露或在高温下作业颜色改变者。

滑轮和卷筒   是起升机构的关键零件之一。滑轮槽光洁；无损伤钢丝绳的缺陷；滑轮有防止钢丝绳脱槽的装置。出现下列情况之一者报废：出现裂纹；轮槽壁厚磨损量达原厚度的20％；因磨损轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的50％。滑轮应灵活转动，在转动中无明显的跳动与偏摆。滑轮轴无裂纹和严重的磨损(不超过原直径5％)，并处于良好的润滑状态。卷筒出现下列情况之一报废：出现裂纹；卷筒壁厚磨损量超过原厚的20％。卷筒轴不准有裂纹和严重的磨损。

制动器   动力驱动的起重机的各机构都装设制动器，其中起升机构、变幅机构的制动器是常闭式的。运送熔化金属或炽热锭块型材、易燃易爆等危险品的起重机起升机构，其每套驱动装置装设两套制动器。起升机构制动器应调整适宜，能支持住额定起重量，溜钩距离控制在S=(1/80～1/100)V_起范围。运行机构制动器制动距离控制在S=V_运²/4000范围。制动器工作时，不能产生异臭味和异常响声，各铰接点灵活转动，保持良好润滑状态。电磁铁动作状态良好，没有异常声响和异臭味。液压松闸器不漏油，推杆不弯曲。当出现下列情况之一，制动器报废：弹簧断裂和塑性变形；芯轴或轴孔直径磨损量达原直径的5％；制动摩擦衬片厚度磨损量达原厚度的50％。制动器座固定牢靠，地脚螺栓不得脱落和松动。

齿轮减速器和齿形联轴器   减速器地脚螺栓、壳体和连接螺栓应紧固。无漏油、异常声响、振动和发热现象，油量适中。齿轮出现下列情况之一报废：出现裂纹、断齿；齿面点蚀损坏面积达啮合面的30％，且深度达齿厚的10％；闭式传动齿轮齿厚磨损量达原齿厚的10％～25％；开式传动齿轮齿厚磨损量达原齿厚的30％；齿形联轴器齿厚磨损量达原齿厚的15％～20％；对于吊运炽热金属或易燃、易爆危险品的起重机上的传动齿轮和齿形联轴器齿轮齿厚磨损量控制值参照上述减半。

车轮   相匹配的车轮直径差为：驱动轮不超过原直径的0.2％，从动轮不超过0.5％。车轮出现下列情况之一报废：出现裂纹；轮缘磨损量超过原厚度的50％；轮缘弯曲变形量超过20％(从垂直面计算)；车320轮踏面磨损量超过原直径的3％。

完善起重机金属结构的安全技术   桥式类型起重机(包括通用桥式起重机、冶金起重机和龙门起重机)的金属结构包括桥架、小车架、司机室等。金属结构的质量直接影响起重机的安全运行。其安全检验主要有几何形状的检验和裂纹的检验等。桥式类型起重机，当小车处于跨中，起吊额定起重量时，在主梁跨中从水平线计，下挠值达L/700(L为跨度)不能修复时，就报废。主要受力构件，不应发生开焊或裂纹，断面腐蚀量达原厚度的10％不能修复时，也作报废。另外，如主梁、端梁、支腿等，其对接焊缝质量不低于有关国家标准的规定。铆钉连接和螺栓连接不得松动脱落，铰接可靠。梯子、栏杆、走台牢靠方便。

配置起重机的安全装置   对起重机正常工作起安全保护作用。主要有极限位置限制器(包括上升极限位置限制器和运行极限位置限制器)、超载限制器、缓冲器、防风夹轨钳。

极限位置限制器   包括上升极限位置限制器和运行极限位置限制器。

(1)上升极限位置限制器。防止吊钩上升时超过极限位置，拉断钢丝绳，吊物坠落，造成过卷事故，也称过卷扬限制器。结构型式有重锤式、螺杆式和凸轮式等。重锤式限制器的工作原理见图1。起升时，吊钩滑轮组上升到极限位置托起重锤。使限位器动作，开关断电，防止发生过卷扬事故。螺杆式限制器的结构见图2，它安装在卷筒轴上。当卷筒转动时，带动螺杆，这时导向螺母沿螺杆作轴向运动。起升吊钩达到极限高度时，螺母的撞头触动限位开关，切断电源，起保护作用。螺杆式限制器可以是单向限位，也可以双向限位，这样既防止过卷扬，又防止吊钩下放超过规定值。

(2)运行极限位置限制器。限制起重机或小车的运动范围，也可以限制其它机构的运动范围，也称行程开关。当起重机或运行小车运行达极限位置时，触杆(安全尺)撞开限位开关，切断电源，起限位保护作用。

超载限制器   防止起重机超负荷作业。超负荷常常使起升绳被拉断，断绳后货物坠落，同时，起重机小车在主梁上产生强烈的跳动，对起重小车和金属结构部分十分有害。超载限制器按工作原理分为机械式、液压式和电子式。桥式类型起重机起升机构多采用电子式超载限制器，有时制成电动称量装置或电子秤。它不仅起超载保护作用，而且能显示吊重重量。电子秤主要由负荷传感器、电子放大器和数字显示装置等组成。负荷传感器的作用是将物品重量的变化直接转换为电量的变化，并由数字显示装置显示出来。其安装位置根据不同使用场合来决定：(1)安装在起重小车起升卷筒轴支承上(图3)；(2)安装在起重小车的定滑轮支承上；(3)安装在起重小车的吊钩和钢丝绳之间。

缓冲器   吸收起重机(或小车)运行到终点与轨端挡板相撞时(或两台起重机相撞时)的能量，达到减缓冲击的目的。在桥式类型起重机上常用的缓冲器有橡胶缓冲器、弹簧缓冲器、液压缓冲器和聚氨脂发泡塑料缓冲器。其中，弹簧缓冲器使用较多。近年来，在新系列桥式起重机更新产品和引进产品中，越来越多地采用聚氨酯发泡塑料缓冲器和液压缓冲器。

防风夹轨钳   室外工作的门式起重机、塔式起重机和门座起重机必须安装可靠的防风夹轨钳，主要有手动防风夹轨钳和电动重锤式防风夹轨钳两种。

(1)手动防风夹轨钳。图4是手动螺杆式夹轨钳的简图。当需夹紧时，用手沿顺时针方向转动摇把，则钳口夹紧轨道。起重机运行时，反方向转动摇把，把夹钳松开。图4手动螺杆式夹轨钳(2)电动重锤式夹轨钳。图5是电动重锤式夹轨钳的简图。重锤1是楔形的，靠重锤的自重下落，迫使钳臂2张开，钳口则紧夹在轨道上。当需要松开时，用电动绞车将重锤1提起来，钳臂3在弹簧2的作用下使钳口松开。

制订起重机械安全规程   为保证安全生产，对起重机械的设计、制造、检验、报废、使用与管理等方面的安全要求，制订的基本规定。

1962年，劳动部发布了第一个起重机械安全管理规程(简称62规程)，该规程经企业部门的执行和充实(制订细则等)成为起重机械安全工作的基础，对保证起重安全起了积极的推动作用。1985年，由国家标准局发布的起重机械安全规程比62规程更完善，该规程考虑了以下几点：(1)贯彻“防止事故，保证安全，预防在先”的观点；(2)从人一机关系上考虑，加强了对设备本身安全性的要求，同时要求操作者工作环境的舒适性。

冶金起重机的特点和安全技术措施   冶金起重机是指参与冶炼和轧制黑色和有色金属加工的起重机。冶金起重机与通用桥式起重机相比，在构造上和设计上都有其特点：(1)冶金起重机用于特定的服务对象，常根据起重机的服务对象和工艺过程设计有专用的取物装置和工作机构，如夹钳起重机按所抓取的钢锭规格来设计夹钳装置，为夹钳协调动作而设计起升机构和夹钳开闭机构等。(2)为提高起重机的生产率，往往采用比通用桥式起重机高得多的工作速度和加速度，同时起重机各机构的启动和制动非常频繁，特别是运行机构和旋转机构经常在启动、制动状态下工作，因此机构电动机容量的选择满足必要的加速度要求。(3)工作环境温度高、灰尘大。在选用电动机和电气控制设备时，要求元件的绝缘等级较高。对起重机的某些部位，采取隔热、降温和防尘措施：在司机室内装设降温设备(空调机或冷风机)；对电气设备采用通风防尘措施；在桥架主梁下部及司机室夹层装隔热板等。(4)冶金起重机工作极为繁重和重要，因此，在起重机的有关部位采取相应的安全措施和保护装置。由于上述特点，对冶金起重机的安全要求特别严格。在冶金起重机的起升机构上装设双制动器，不允许用限位开关作为正常停车手段，必须使限位开关处于正确和正常状态。对冶金起重机进行定期的安全检查，发现吊具及其主要零件上有裂纹、钢丝绳断股等缺陷时，立即停止使用。进行修理。对每台起重机分别制订安全操作规程，要求专职操作人员按规程操作。操作之前，首先要了解车上是否有人，轨道上和轨道附近是否有障碍物，电源供电情况，是否有临时断电检修任务，需要调整的部位是否已调整好，是否已进行了必要的润滑，故障是否已全部排除，机构是否正常，弄清情况后，方可开车。吊运熔化金属和炽热锭块材料时，先试验制动器，提升离地半米作下降制动，证明制动器可靠后再正式提升。冶金起重机的机构较多，操纵频繁，大多利用联动台操纵，即用两个手柄操纵四个机构。启动时逐个启动，不允许两个以上的机构同时启动，以减轻对电网的冲击。

冶金起重机司机室的安全技术   为改善劳动条件，确保安全生产，提高工效，对冶金起重机司机室(包括冶金厂用通用桥式起重机)提出的安全技术要求。主要内容有：(1)司机室必须安全可靠，与悬挂或支承部分的连接必须牢固，顶部能承受2.5kN/m²的静载荷。(2)良好的操作性能，起重机操纵系统中的显示器(仪表、信号等)、操纵器(操纵手轮、操纵杆、按钮等)、座椅、工作台、照明等适合人机学的要求。(3)司机室司机座椅、操纵台的设计保证人体合适的作业姿势。(4)良好的高温、低温防护系统。在热加工车间和冶金车间，夏天的环境温度常达40～45℃，甚至更高，在这种车间作业的起重机，采用封闭的司机室，并安装空调装置，以保证司机工作在舒适的温度环境。一般情况下，体力劳动的舒适温度为20～28℃、相对湿度为50％。当司机室内温度超过28℃时，采取有效的降温措施。若人手长期暴露在10℃以下的环境中，操作效率会明显降低，所以当司机室温度低于10℃时，安装取暖装置。(5)采取防振措施。起重机司机室振动直接影响司机的舒适感，甚至有不安全感。人体几乎所有的内脏器官及其系统垂直振动的固有频率在1～15Hz范围内。在正常重力下，人体对频率为4～8Hz的振动能量传递量最大，生理影响也最大，通常称为第一共振峰。水平方向的共振频率为1～2Hz。桥式类型起重机启动、制动、大小车运动会使桥架产生垂直方向和水平方向的振动。水平振动频率在0.2～1Hz会使人产生晕船样的症状；13～20Hz的振动会使操作者产生说话困难的症状；5～7Hz使人感到胸腔疼痛；4～8Hz会感到呼吸困难；10～16Hz有大小便失禁感等等，在设计司机室时，采用减振或防振措施，使桥架的振动不传递到司机室上，以保证司机室的舒适。