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起重运输机械的安全防护技术

		点击数：	更新时间： 2025年07月16日
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上一篇：中建预制梁场门式起重机安全管理

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学习目标：
1.理解起重机械的分类、构件及其主要的技术参数；
2.掌握起重机、电梯的安全防护要求及装置；
3.熟悉厂内运输车辆的安全防护技术；
4.熟悉运输机、提升机等传送设备的安全防护技术。
概括化工厂常用的起重运输机械，大致可分为下面三大类：
（1）起重机类  包括桥式起重机、汽车起重机、电梯等；
（2）运输车辆类  厂内运输常用的有火车，汽车，电瓶车、叉车等，种类比较多，本章主要介绍叉式起重机、电瓶车等；
（3）传送设备类  包括皮带输送机、螺旋输送机、斗式提升机等。

目前化工厂使用的起重设备种类比较多，有装备比较完善的桥式起重机、龙门式起重机、轮胎式液压起重机等，也有简易的起重设备，如桅杆、卷扬机、电动葫芦、手拉葫芦、千斤顶等。见图3-1。
爬式起重机
一、起重机械的主要技术参数及基本类型
起重机的主要技术参数有：起重量、跨度、幅度、提升高度、各机构的工作速度及起重机工作类型。起重机械按运动状态可分为以下4种基本类型。
（1）轻小型起重机械  
（2）桥式类型起重机  
（3）臂架类型起重机  
（4）升降类型起重机
二、起重机的工作类型
工作类型是表明起重机工作繁重程度的参数。起重机工作的繁重程度影响着起重机金属结构、机构的零部件、电动机与电气设备的强度、磨损与发热等。
机械驱动的起重机构，按照机构载荷率和工作时间率分为：轻级、中级、重级和特重级4种工作类型。 
整个起重机及其金属结构的工作类型是按主提升机构的工作类型确定的，同一台起重机各机构的工作类型可以各不相同，见表3-1。
起重机的工作类型和起重量是两个不同的概念，超重量大，不一定是重级；起重量小，也不一定是轻级。 起重机机构载荷率的分类见表3-2。
1.起重挠性构件及其卷绕装置
（1）钢丝绳  钢丝绳是起重机的重要零件之一，用于提升机构、变幅机构、牵引机构，有时也用于旋转机构。起重机系扎物品也采用钢丝绳。
①钢丝绳的构造与种类
钢丝绳按捻绕方法可分为同向捻钢丝绳、交互捻钢丝绳，如图3-2所示。
图3-2     钢丝绳捻绕
a—交互捻（交绕）；b—同向捻（顺绕）
普通型：普通型结构的钢丝绳是由直径相同的钢丝捻绕成的，如图3-3（a）所示。
复合型：为了克服普通型易磨损的缺点而出现的复合型钢丝绳，其特点就是钢丝直径不同，如图3-3（b），（c）所示。由于钢丝直径不同，股中相邻层钢丝的接触成线状，称线接触钢丝绳。这种钢丝绳克服了普通型钢丝绳点接触的缺点，使用寿命可提高1.5~2倍。现在起重机已多用线接触钢丝绳代替普通型钢丝绳。
图3-3  钢丝绳断面结构图
a—普通型；b—复合粗细式型；
c—复合型外粗式
②钢丝绳的安全检查和更新标准。钢丝绳的安全寿命很大程度上决定于良好的维护，定期检验，按规定更换新绳。

钢丝绳的更新标准是由每一捻距内的钢丝折断数决定的。捻距就是任一个钢丝绳股环绕一周的轴向距离。如图3-4所示的6股绳，在绳上一条直线上数6节就是这条绳的捻距。
图3-4  钢丝绳捻距图
钢丝绳的更新标准见表3-3。也可以理解为1条钢丝绳的更新标准是在1个捻距内断丝数达钢丝绳总丝数的10％。如绳6×19=114丝，当断丝数达到12丝时即应报废更新。对于复合型钢丝绳中的钢丝，断丝数的计算是，细丝1根算1丝，粗丝1根算1．7丝。
当钢丝磨损或腐蚀量为原直径的10％～40％时，按表3-4折算标准更新钢丝绳。当磨损或腐蚀量超过原直径的10%时，应更换新绳。
③钢丝绳的检测内容及要求。
·在一个捻距内断丝数不应超过10％，钢丝表面磨损量和腐蚀量不应超过原直径的40％(吊运炽热金属或危险品的钢丝绳，其断丝的报废标准取一般起重机的1/2)。
·钢丝绳应无扭结、死角、硬弯、塑性变形、麻芯脱出等严重变形，润滑状况良好。
·钢丝绳长度必须保证吊钩降到最低位置（含地坑）时，余留在卷筒上的钢丝绳不少于3圈。
·钢丝绳末端固定压板应≥2个。
（2）滑轮  
①滑轮转动灵活、光洁平滑无裂纹，轮缘部分无缺损、无损伤钢丝绳的缺陷。
②轮槽不均匀磨损量达3mm，或壁厚磨损量达原壁厚的20％，或轮槽底部直径减小量达钢丝绳直径的50％时，滑轮应报废。
③滑轮护罩应安装牢固，无损坏或明显变形。
（3）卷筒  卷筒在提升机构或牵引机构中用来卷绕钢丝绳，将旋转运动转换为所需要的直线运行。

2.取物装置
起重机通过取物装置将起吊物品与提升机构联系起来，从而进行这些物品的装卸吊运以及安装等作业。取物装置种类繁多，如吊钩、吊环、扎具、夹钳、托爪、承梁、电磁吸盘、真空吸盘、抓斗、集装箱吊具等。
在桥式、龙门式起重机上采用最多的取物装置是吊钩。
吊钩钩身(弯曲部分)的断面形状有：圆形、矩形、梯形与T字形等，如图3—5所示。
图3-5  吊钩断面形状

（1）吊钩的危险断面  
对吊钩进行检验时，必须先了解吊钩的危险断面所在处。危险断面是根据受力分析找出的。
假定吊钩上吊挂一货物，很明显货物质量通过钢丝绳作用在吊钩的I-I断面上，有把吊钩切断的趋势。吊钩I-I断面上受剪切应力，如图3-6所示。
对Ⅲ-Ⅲ断面，货物质量有把吊钩拉断的趋势，Ⅲ-Ⅲ断面受拉应力。
图3-6    吊钩受力图
（2）各种吊钩的检查
①锻钩的检查：用煤油洗净钩体，用20倍放大镜检查钩体是否有裂纹，特别要检查危险断面和螺纹退刀槽处。
②板钩的检查。用放大镜检查吊钩的危险断面，不得有裂纹，铆钉不得松动；检查衬套、销子(小轴)、小孔、耳孔以及其紧固件的磨损情况，表面不得有裂纹或变形。
③吊钩负荷试验。对新投入使用的吊钩应做负荷试验，以额定载荷的1.25倍作为试验载荷(可与起重机动静负荷试验同时进行)，试验时间不应少于10min。
3.制动器
图3-7是电磁制动器的结构简图。动力驱动的起重机，其起升、变幅，运行、旋转机构都须装设制动器；人工驱动的起重机，其起升机构和变幅机构必须设置制动器或停止器；而且起升和变幅机构的制动器，应该是常闭的；吊运赤热金属或易燃易爆等危险品的起升机构，其每一层驱动装置都应装二套制动器。
制动轮是制动器中的一个重要部件，其制动摩擦面，不应有妨碍制动性能的缺陷或沾染油污。
图3-7   电磁制动器的构造
制动器的结构比较多，图3-8是一种机械制动器的功能说明图。当向上卷的时候，由电动机使d轴旋转，这时a、b、c成为一个整体，使卷筒转动。向下反转时，a、b、c分开，不连在一起。如向下降的速度增大时，在d轴螺纹的推动下，a、b，c连在一起，即进行制动。这种制动器是电机反转，并且向下的速度超过额定值时，起制动作用的。
图3-8   惠斯通式机械制动器的制动原理
1.超负荷限制器
由于对起重物的重量不容易掌握准确，往往因超负荷而引起事故，故应备有超负荷限制器。
当起重量超过额定负荷l0％时，限制器的杠杆、弹簧（或偏心轮)产生机械运动，触动限位开关断电停车(图3-9~图3-10)。
图3-9    杠杆式超负荷限制器
1—定滑轮；2—杠杆；3—撞杆；4—开关
图3-10    弹簧式超负荷限制器
1，4—开关；2，5—撞杆；3—弹簧；
6—支架；7—支持滑轮；8—导向滑轮
2.力矩限制器
力矩限制器有机械式、电子式和复合式三种，用在动臂类型起重机中，及时反映实际负荷量；当超过规定时，发出报警信号，并自动切断电源，保证起重机的稳定。
图3-11是机械式力矩限制器，吊钩钢丝绳固定套5与杠杆4铰接，正常负荷时杠杆4不动；超负荷时钢丝绳拉动杠杆4，从而压迫杠杆3产生位移，杠杆3克服弹簧力，触动限位开关，切断电源。
图3-11    机械式力矩限制器
1—限位开关；2—弹簧；3、4—杠杆；
5—吊钩绳固定套；6—起重臂杆头部
3.起升高度限制器
限制吊钩起升超过极限位置的装置,有重锤式、涡轮蜗杆式、螺杆式三种。
重锤式限制器当改变卷扬高度时，不用调整，但维修不方便，有时要失灵。
图3-12~图3-13为涡轮蜗杆式、螺杆式限制器，均通过联轴节与卷筒相连，当卷筒旋转时，螺杆也随着转动，述到极限位置时，触动开关切断电源。
图3-12    涡轮蜗杆式高度限制器
1—电线；2—触头；3—蜗杆；4—涡轮；
5—凸轮；6—杠杆；7—卷筒
图3-13  螺杆式高度限制器
1—螺杆；2—导向杆；3—螺母；4—轴承；
5—限位开关；6—壳体
4.行程限制器和缓冲器
防止起重机械发生撞车、倾覆事故的保险装置。当起重机行驶近轨道末端时，或臂架旋转、起落到极限位置时，或在同一轨道上起重机相互靠近时，即接触行程限制器，切断电源。但由于其惯性仍能冲出相当长的距离，故运行速度超过30m/min的，还需装不同类型的缓冲器。缓冲器有橡胶式，弹簧式，液压式等种。图3-14～图3-15为弹簧缓冲器和液压缓冲器的结构图。
图3-14     弹簧缓冲器
图3-15     液压缓冲器
1—塞头；2—加速弹簧；3—活塞；
4—复原弹簧；5—顶杆
5.安全开关
又称联锁开关，控制起重机总电源，安装在起重机的司机室门、扶梯门、舱口等处，当这些门打开时，自动切断电源，以防发生触电、挤、绞和错误操作，突然启动事故。
6.防爬装置
室外工作的桥式起重机、龙门起重机、装卸桥及门座起重机等，都需要安装防爬装置，以防被大风吹动或被刮倒。简单的防爬装置有插销式(图3-16)。图3-17是手动电动两用夹轨器，图3-18是电动重锤式夹轨器。
图3-16   插销装置
1—起重机结构；2—销；3—钢支架
图3-17  手动电动两用夹轨器                                   图3-18   电动重锤式夹轨器
1—锥齿轮；2—手轮；3—电动机；4—丝杆；   1—常开式制动器；2—电动机；3—安全
5—限位开关触块；6—螺旋弹簧；7—连杆；    制动器；4—减速器；5—卷筒；6—钢丝绳；
8—夹钳；9—闸瓦；10—轨道         7—楔形重锤；8—滚轮；9—弹簧；10—夹钳；11—杠杆系统
起重机的供电和控制设备，在安装、维修、调整好使用中，必须保证传动及控制的性能准确可靠，在紧急情况下能切断电源，安全停车。
电气装置由专职人员负责维护与检修，但我们也应有所了解。起重机电源应单独设置。在采用交流系统供电时，一般采用380/220V三相四线制电源；采用电缆供电时，则采用四线制。
起重工作按重量分三级：大型，80t以上；中型，40~80t；一般起重，40t以下。大、中型起重工作和土建工程主体结构吊装，必须编制吊装方案，制订安全措施。如起吊物体形状复杂、刚度小。细长比大、精密、贵重、施工条件特殊困难等，也应编制吊装方案。
操作时司机精神要集中，不做与作业无关的事，开车前必须鸣铃报警，当起重件接近人时，要发出断续铃声或报警。
正常工作的起重机，每两年检验一次，经过大修、新安装及改造过的起重机，在交付使用前要检验：根据工作繁重、环境恶劣的程度，确定检查周期，但经常性检查不得少于每月一次，而定期检查则不少于每年一次。
上面已对起重机的安全问题作了阐述，下面再对移动式起重机和电梯的一些特殊要求作些介绍。

移动式起重机多用于室外施工或设备检修中，用发动机来作驱动的动力。
为了防止过卷，需使发动机停止运转，图3-19就是为了达到这个目的的装置示意图。
移动式起重机在作业中由于负重的原因，会有倾倒的危险，为此，这类起重机除装有力矩限制器外，还备有伸缩支承脚，工作时伸出车轮外面(图3-20)，使底部变宽(支脚下地面应平整夯实)，提高稳定度。
图3-19  起重机防止过卷的装置
（发电机驱动）
图3-20    防止倾倒的伸缩支承脚
电梯是现场提升材料，半成品和成品的机械，一般安全要求同前，需要突出的电梯的事故点是在电梯开口处。
电梯设计制造时，电梯有伸缩门，各层开口处也有各类伸缩门，而且是联锁的，即两扇门不全部关闭是不能开动的。
但现场很多电梯，由于使用不当，维修不及时，缺门的现象比较普遍，这是很大的事故隐患。
工厂运输车辆常用的有火车，汽车，电瓶车、叉车等，种类比较多。前二种有专门规章明确安全要求，日常中接触不多，所以，这里重点讨论叉式起重机和电瓶车的安全问题。
由于这种机器是在叉上提升起货物进行搬运，提升高度是决定其稳定度的关键，所以，其最大负荷必须随提升高度成比例地减少。图3-21所表示的是提升高度与允许负荷的关系。

图3-21 叉式起重机的提升高度（负荷重心）与允许负荷的关系
叉式起重机用来搬运在仓库里堆积的货物时，是极为方便的，但如果发生差错，高处货物有可能落到操作人员的座位上的危险，故在操作人员座位上方设置一个顶盖(图3-22)。
当在托板上重迭堆放的箱子或货物袋的堆积高度比较高，在提升货物时，随着机杆后倾，最上部的货物就有翻过机杆向操纵人员身上落下的危险。为此，在起重叉车横梁上要安装一个防止发生这类事故的框架，叫背框架参见图3-22。

图3-22  叉式起重机的顶盖和背框架
为了保证叉式起重机的安全，需安装制动器。由于叉式起重机的最高速度，大约是15～25kg/h，所以通常把制动器装在前车轮或变速箱的输出轴上。
图3-23是脚刹车机构，当踩动脚刹车(踏板)，力传送到主油缸，油压即传递到车轮制动器油缸，使制动器闸瓦合拢，通过它与安装在前轮上的制动鼓轮之间产生的摩擦力来进行制动。
图3-23     脚刹车机构
传送设备是一种可在水平、倾斜或垂直方向向上来移动或传输松散材料、包装箱或其他物品的装置。
最普遍的传送设备有皮带式、翻板式、裙式、链式、螺旋式、斗式、气动式、架空式、可移动式和竖式等若干种。
图3-24展示了在传送装置上所应采取的安全防护措施。下面以皮带运输机为代表作重点介绍。
图3-24（a）   罩上安全罩的传送设备

图3-24（b）  在传送设备的整个长度上设有应急停车绳

图3-24（c）  在传送设备的整个长度上设有多孔金属网
图3-24（d）    安全防护栏杆的施工图
1.安全防护装置
部分或全部作垂直移动的人工装载式传送设备，在每一个装载口处，应明显地标出本设备允许提升或下降的安全负荷。
齿轮、链轮、槽轮和其他转动部件都应配有标准的安全防护装置，或者安装在适当的位置上(运行中人接触不到)，以免发生人身事故。
2.操作上的安全注意事项
传送设备的起动按钮或开关，应设置在一个适当的地点，使得操作人员按电钮时，可以尽可能多地看到传送设备。如果传送设备穿越楼板或墙体，那么在各个相邻地区，都应装有这台传送设备的起动和停止开关，并且只有当这些起动按钮或开关同时被按下时，设备才会投入运转。这些启动—停止开关装置应有明显标记，开关装置周围也不要堆放其他物品，使工作人员能够清楚看到，操作也方便。

3.检修工作的注意事项
对整个传送设备的机械部分，要进行定期检查。当发现部件磨损时，应立即更换。特别应注意检查制动器，棘爪，防事故装置，过载释放器和其他安全装置，以保证这些装置能有效地执行其功能，出了毛病，也能及时维修。
在检修工作开始之前，检修人员应切断电源并加锁，钥匙由检修负责人保管。有的地方采用挂牌警告的办法，也可行，但不如前者可靠。
螺旋输送机的外形为一段半圆形槽，顶面是平的。槽中有一根纵轴，轴上带有大螺距螺杆或螺旋形板(图3-25)。
当螺旋转动时，就能往前传送槽中的物料。由于这种传送设备的摩擦力很大，因而所需电力要比其他类型的运输机械多。

图3-25    螺旋输送机
1—驱动装置；2—头节；3—出料口；
4—吊轴承；5—螺旋；6—中间节；
7—进料口；8—尾节；9—机壳
斗式提升机可分为三大类，不过它们都是用环形皮带、链条或多根链条来带动升降料斗的。这些料斗可以是固定型，也可以是枢轴型(图3-26)。
斗式提升机带有固定料斗，运行在垂直或倾斜的通道上。当料斗越过端滑轮或端滚筒时，能借重力自动卸料。
图3-26  三种斗式运输机
左为斗式升降机，右上为重力
自卸传送升降机，右下为枢轴型斗式运输机
可将皮带、链板、板式和固定斗式传送设备，装在一对大车轮上，成为一个倾斜的可移动的传送装置。在仓库、火车站可用它来装卸松散材料，在施工现场，将原材料运往另一高处(图3-27)。
根据同类固定式传送设备的安全规定，各种移动式传送设备也应执行和安装防护设施。
图3-27    移动式传送设备
复习思考题
1.化工厂常用的起重运输机械，可分为几类？并各举一例。
2.起重机的主要安全装置有哪几种?起重作业的安全要点是什么？
3.厂内使用的叉车、电瓶车在使用时应注意些什么？
4.皮带运输机在使用和检修中要注意哪些安全注意事项?

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