塔式起重机的倾覆原因及预防措施

1、梁的设计计算与吊梁相似,并根据用户的要求在旋转梁下设计4个挂电磁铁的挂钩。滑轮组支架按常规的设计即可。旋转机构由回转支承装置和回转驱动装置组成。回转支承装置选用了尺寸紧凑、性能完善、可以同时承受垂直力、水平力和倾覆力矩的滚动轴承内齿式回转支承。其中,外座圈与吊梁、内座圈与图2 小车布置示意图1.小车运行机构 2.起升机构 3.小车架旋转梁用螺栓联接,由此将上部分的吊梁与下部分的旋转梁联接成一体。驱动装置是一台带制动电机的摆线针轮减速器三合一装置,并根据回转支承的内座圈齿轮模数和用户需要的旋转速度在减速器输出轴装配一个小齿轮。4 改造效果经过用户1年的使用,该台起重小车无任何故障。用户非常满意,

2、既提高了工作效率,又降低了图3 旋转装置示意图1.挂梁 2.吊梁 3.滑轮组 4.旋转机构成本。作 者:娄方权地 址:柳州市柳州起重机器有限公司邮 编:545005收稿日期:2005-09-12吊梁、旋转梁及滑轮组支架用钢板焊接而成。由于吊梁要与回转支承装置联接,同时在上面还要固定回转驱动装置,所以吊梁必须宽大一些。旋转使用#维修塔式起重机的倾覆原因及预防措施安徽省特种设备检测院 蔡光辉 张申生 苏 宁 禹言春塔式起重机(以下简称塔机)大多用于工业与民用建筑工地。由于其工作环境复杂多变、臂架长且工作面大、标准节等结构件连接点多、整机高度较高、操作及现场管理人员更换频繁、专业素质不高等方面的特殊

3、性,因此其事故发生率在起重机中占有很高的比例。而塔机倾覆事故由于其造成的人员及财产损失特别巨大,有必要对其产生的原因认真分析研究并提出相应的解决办法。塔机抗倾覆稳定性应在最不利的载荷组合条件下进行,若包括起重机自重在内的各项载荷对倾覆边的力矩之和大于或等于零,则认为起重机是稳定5的,反之,将会发生起重机倾覆事故。对各种工况下塔机将要受到的载荷进行细致的分析及研究,是保证整机不倾覆的关键所在,同时塔机本身结构及连接状况也是必须考虑的因素。本文将从超载防护、基础、结构联接、整机偏斜、结构锈蚀及焊缝缺陷等方面分析塔机倾覆原因及相应对策。1 超载且起重力矩限制器失效某厂产的QTZ40型塔机,大臂长47

4、m,其端部最大起重量为0179t,在实际使用中,力矩限制器被拆除,长期严重超载作业(事故现场端部吊重)达119t),致使最大应力区(斜撑平面)高强联接螺栓上接触点a处弦杆在拉应力和剪切应力作用下产生疲劳裂纹,裂纹扩展到一定程度后,当最后一次在塔机端部吊重119t时,由于结构强度严重不足,致使a处弦杆突然脆性断裂,整机失稳倾覆(如图1所示)。这起事故完全是由于违规操作及擅自拆除预警装置造成的。中,混凝土块的强度是有保障的,地耐力往往被忽视。有些基础长期被水浸泡,造成整个块状基础的下沉、倾斜;有些基础设在泥坑上或回填土上,地耐力严重不足,而又被施工单位所忽视。因此,基础周围应排水通畅;在做基础时,

5、对土层的情况应有充分的了解;塔机垂直度也应定期测量并校验。某建筑工地2004年发生一起QTZ40塔机基础和整机整体倒塌事故,其直接原因是塔机基础靠近建筑物方回填土未填,基础侧向支撑力为零;基础下方部分土松湿,支撑面减小,地耐力达不到设计要求。当塔机工作在最不利工况下达到倾覆极限时,整机失稳倒塌。2 塔机基础强度不够、安装防护不当塔机基础分为多种型式,有轨道式基础、压重式基础、混凝土块式基础、桩基础4种形式。轨行式塔机倾翻事故占塔机事故的10%左右。2轨不平、轨道端部无止挡、轨道纵向坡度过大、无夹轨器、轨道基础强度不够等原因都能造成塔机倾覆。轨道基础的路基宜构筑在老土地基上,基础的排水沟必须与工

6、地排水设施相通,防止基础被雨水浸泡而造成下沉;2条钢轨在同一截面处的高低差不得大于轨距的2j;轨道纵向坡度应小于1j;停机后,应将夹轨器锁紧,以防起风;轨道端部止挡强度应符合使用说明书要求,不得偷工减料;钢轨型号及其配套垫板、连接螺栓,轨距,基础布置及强度应符合使用说明书中的规定。某市2003年发生一起轨行式塔机倾覆事故,就是由于2轨基础未按使用说明书要求装设,基础在雨水的长期浸泡下,局部下沉,造成2轨高低不平,在最不利工况下作业时,整机失稳而造成的。3 联接螺栓松动、剪断,整机失衡倾覆高强度螺栓联接是塔机上重要的连接方式,标准节间的套柱螺栓连接,底架与基础螺栓联接皆为此类连接方式。高强度螺栓

7、不是靠本身传力,而是靠很高的螺栓预紧力在连接间产生的摩擦力来传递力,一般情况下预紧应力D的平均值为0175Ds。螺栓的承载能力与结合面摩擦系数、结合面数、实际拉应力、螺栓连接的总应力面积成正比;因此,要保证高强螺栓结合面平整、无油污,绝对不能松动,应保证其预紧力矩。有经验公式表明:预紧力矩=012预紧力螺栓直径。因此,不同直径的高强螺栓,其要求达到的预紧力矩是不同的。同时也表明:如果高强螺栓松动,预紧力将为零,连接将失效,塔机在回转时晃动较大,极易造成高强螺栓被剪断,整机失稳倾覆。塔机基础连接螺栓由于其结合面摩擦系数在油污及水的浸泡下难以保证,螺栓歪斜从而连接总应力面积大大减小,未预紧等原因,

8、在交变载荷的作用下,更易被剪断。2004年全年,在对塔机进行专项检查中,共发现10余次基础连接螺栓剪断现象;其中有1台QTZ315塔机总共16个基础连接螺栓有6个已经断裂,如果没有及时发现隐患,后果将不堪设想。塔机高强螺栓的特定使用环境,决定了施工工地应有专人负责对高强螺栓的检查和紧固。一般情况下,15天应将所有的螺栓按顺序紧固1次,确保其不松动。工地上应配备专用紧固螺栓工具,并用力矩扳手检查预紧力矩是否符合要求。标准节间的螺栓应先紧固对重侧,然后将塔机转半圈,紧固另一侧,依次向上。图1 整机受力示意图压重式基础及桩基础应严格按照使用说明书上的要求设计及安装,确保压重位置准确,压重不位移,连接

9、可靠,基础平整;桩基础桩的深度、直径、垂直度、钢筋网的布置、土层强度、混凝土配比及强度都应达到要求。混凝土块式基础在塔机基础中占的比重最大,危险性也最大,其主要包括X型整体式钢筋混凝土基础、独立式大块式基础2种形式。在实际施工4 塔身垂直度重心偏移,倾覆力矩加大根据GB/T13752)1992规定,混凝土基础的抗倾覆稳定性按下式验算e=(M+Fhh)/(Fv+Gg)b/3式中 e)偏心矩M)作用在基础上的弯矩 Fy)作用在基础上的垂直载荷 Fh)作用在基础上的水平载荷 Fg)混凝土基础的重力 h)混凝土基础的高度 b)混凝土基础的宽度当塔机垂直度超标过多,可造成整机倾覆力矩增大,使偏心矩e增加

10、,一旦达到6/3极限值,将发生倒塔事故。某工地1台QTZ125塔机在检查中发现南北方向侧向垂直度基本为零,而东西方向侧向垂直度超过标准值20倍,偏离800mm,最上部附墙连接螺栓在侧向力的作用下已被拉变形,部分螺帽已错位,塔机随时都有倒塌危险。此次安装事故是由于安装疏忽所造成的,东西方向侧向垂直度的检测检测人员要到500m以外的场地才能实施测量,往返就是1000m,安装后就没有对塔机垂直度进行测量,险些踉成大祸。因此,设备管理人员应定期校验塔机垂直度,发现异常,应找专业人员查找原因并及时校正。(1)定载荷试验根据使用说明书要求的数据,在相应幅度起吊最大额定起重量和最大幅度起吊额定起重量,起重臂

11、根部水平静位移应不大于H/100(其中H,对自行式塔机为塔身与起重臂连接处到轨面的垂直距离;对附着式塔机,为塔身与起重臂连接处到最高一个附着装置之间的垂直距离)。在规定的工况下进行起升、变幅、回转、行走试验,试验后检查起重机不应有裂纹,永久变形,油漆脱落,连接松动等损坏。(2)静载试验拆除力矩限制器和起重量限制器的连接线,按照试验(1)确定的幅度,起吊1125倍的额定载荷,离地面100200mm,悬空不少于10min,考核起重机的强度及结构承载力,卸载后塔机不允许出现裂纹,永久变形,油漆脱落,连接松动等损坏。(3)动载试验拆除力矩限制器和起重量限制器的连接线,按照定载荷试验确定的幅度,起吊11

12、1倍额定载荷,进行起升、制动、变幅、回转及组合动作,检验各机构的灵活性、制动性能的可靠性,结构和机构不应损坏,连接无松动。顺利通过以上3个试验的设备,说明该起重机的强度、结构承载力符合要求,如果在以上试验工况下,未能通过试验,应对锈蚀部位及焊缝采取相应的补救措施,确保设备安全使用。5 质量不合格使整机强度达不到设计要求塔机的结构件质量及焊接质量直接关系到整机安全,结构锈蚀或腐蚀超标、局部产生裂纹、焊缝开焊脱焊等缺陷是绝对不允许出现的。产品出厂检验必须严格,责任到人。某市2005年发生一起新安装塔机倒塌事故,事故的直接原因是顶升横梁焊接设计不合理,焊缝焊接质量不合格。塔机在顶升加节过程中,横梁吊

13、耳连接板材突然脱焊撕裂,整机失稳,造成安装操作人员坠落,大臂折弯,平衡梁撕裂的重大事故。对于使用多年锈蚀比较严重的设备,更应严格检查,采取必要的安全措施。如发现构件腐蚀程度超过原构件厚度的10%,应坚决报废;连接焊缝应无明显的焊接缺陷,必要时用探伤仪检查焊缝质量。对以上检查结果都合格而整机又锈蚀较严重的设备,可以对设备进行刚性试验,验证其结构可靠性。56 违反安拆安全规程,非专业人员操作2002年,1台QTZ40塔机在拆除标准节时导向轮脱轨,整机倒塌;2005年,1台QTZ63塔机在拆除时由于顶升横梁放错位置,导向轮脱轨,整机失稳倒塌,造成4死2伤。这2起事故的直接原因是:安装人员无证上岗,安

14、装单位无安装资质,安装时违反操作规程。因此,加强安全监管是杜绝此类事故的根本所在。另外,猛然急制动打反车、塔机在停机时将回转制动锁死,遇大风时不能保持尾吹风状态、主要连接销轴脱落等原因也可能造成塔机倾覆。总之,专业安装公司安装,专业检测机构检测,专业熟练的操作人员操作,专业的设备管理人员按安全规程进行管理是塔机安全使用的基石和保)障。参 考 文 献1 GB/T13752)1992 塔式起重机设计规范2 GB/T9462)1999 塔式起重机技术条件3 GB5144)1994 塔式起重机安全规程4 GB/T17807)1999 塔式起重机结构试验方法5 刘佩衡1塔式起重机使用手册1北京:机械工业

15、出版社,20026 王福绵等,起重机械技术检验1北京:学苑出版社,20007 陈建业,包继德,王茂1在用塔式起重机存在的问题1起重运输机械,2005(5):4)68 张质文,虞和谦,王金诺等,起重机设计手册1北京:中国铁道出版社,19989 张社信1塔式起重机安装检验中常见的问题1起重运输机械,2005(10):47)48作 者:蔡光辉地 址:安徽省合肥市大通路119号天和大厦北二楼邮 编:230011收稿日期:2005-12-22电液伺服系统在输送带生产中的应用陕西科技大学 陈 耿输送带作为载物输送部件被广泛应用于输送机械中,输送带的生产工序为:(1)布料涂胶 卷取轴A顺时转动布料放卷y布料

16、正面涂胶y烘干y卷取轴B顺时转动布料收卷,卷取轴B逆时转动布料放卷y布料反面涂胶y烘干y卷取轴A逆时转动布料收卷。(2)多层涂胶布料合成,加热加压硫化。在输送带的生产过程中,布料涂胶采用涂胶机,然而布料卷取质量不好直接影响生产效率,经分析多属下述原因造成:前道工序收卷不齐;本工序中导向辊偏差、张力失调等。一般说来车速越高,布料横向跑偏现象越严重,甚至无法生产。因而必须纠偏,提高布料卷取质量。纠偏系统根据其在布料加工中的位置分为退卷纠偏、中间导引纠偏和卷取纠偏等3类。我们在改进设计中采用了退卷纠偏,本文介绍其工作原理和方法。图1 输送带布料卷取平面布置图1.涂胶辊 2.烘箱 3.前伏辊 4.测速电机5.液压站 6.液压缸 7.滑块机构 8.纠偏辊9.光电传感器 10.后伏辊 11.卷取机12.位移传感器故设置一负的偏置电压Ub,并使Ub=U。2smax当布料正常卷取时,布料边部跨越硅光二极管