起重机械安全附件：特种设备管理与事故应急预案

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：对大型、重型工作级别的起重机械的吊钩，还应用无损检测检验吊钩内部是否存在缺陷。所以当电动机工作停止或事故断电后，电磁铁能自动断电，制动器便自动抱闸，工作安全可靠。表6-21 长行程制动器制动瓦块与制动轮间允许间隙（单侧）起重机械制动器安全使用要求1）动作灵活、可靠，调整应松紧适度，无裂纹。5）吊运炽热金属、易燃易爆危险品或发生溜钩后有可能导致重大危险或损失的起重机械，其升降机构应装设两套制动器。

1.吊钩

吊钩是起重机械安全作业的三个重要构件之一，如图6-7所示。

吊钩常用在各类起重机械上，用其钩挂设备或重物。起重机械通过吊钩才能发挥其功能，因而吊钩是重要的起重部件。

图6-7 起重机械的三大安全附件

吊钩有单钩和双钩两种，一般用锻造方法制成，也有用多片钢板经铆接成整体的叠板式吊钩，如图6-8所示。

图6-8 吊钩

a）锻造单钩 b）锻造双钩 c）双钩

一般单钩用于起重量小于80t的中小型起重机中，双钩用于起重量大于80t的大型起重机械中，双钩有受力均匀的优点。吊钩应由国家定点的工厂制造，如需自制时，其材质和制造工艺均应符合有关要求，如锻造吊钩材质通常都用20钢、20SiMn、36Mn2Si；而板式吊钩用厚度不小于20mm的Q235A、20钢板制成，轴套用35钢、40钢、45钢，垫板用ZG270-500制造。板式双钩用于100t及以上的起重机械上。

吊钩的技术条件如下。

1）锻造吊钩应选用20优质碳素结构钢等材料，经锻造、冲压之后进行退火热处理，使吊钩表面硬度达到95～135HBW；板钩应选用Q235、Q345等材料制造。锻打吊钩应在低应力区打印额定起重量、厂标、检验标志、日期编号标记，由制造厂进行表面检验及载荷试验后提供合格证明文件。

2）吊钩的危险断面有3个，如图6-9所示。Ⅰ-Ⅰ断面，由于货物重量通过钢丝绳作用在吊钩的该断面上，有把吊钩切断的趋势，该断面上受切应力的影响，并且该处易磨损；Ⅱ-Ⅱ断面受到Q的拉力，同时受力矩M的作用；Ⅲ-Ⅲ断面，由于货物重量通过钢丝绳作用，有把吊钩拉断的趋势，这个断面就是吊钩钩柱螺纹的退力槽，且应力集中，严重时易产生裂纹。

3）吊钩每半年检验一次（一般用20倍放大镜检查），以免由于疲劳而出现裂纹。对板钩还要检查其衬套、销子等磨损情况。对大型、重型工作级别的起重机械的吊钩，还应用无损检测检验吊钩内部是否存在缺陷。对新使用的吊钩，应根据吊钩上的标记进行负荷试验。

4）吊钩钩身的扭转角应≤7°。对按GB/T 10051—2010要求制造的吊钩，其危险断面的磨损量不得超过原尺寸的3％～4％，吊钩开口度增加量不得超过原尺寸的7％；吊钩变形后不允许用校正手段来恢复原有形状或尺寸。

5）吊钩装配后应自然处于垂直状态，在水平及垂直方向应转动灵活，无卡阻现象。钩罩不应产生变形，吊钩上升限位撞架应牢固可靠，无变形。

图6-9 吊钩的危险断面

6）吊钩和吊环禁止补焊，有下列情况之一的应更换：①表面有裂纹，破口。②危险断面及钩颈有永久变形。③挂绳处断面磨损超过原高度10％。④板式吊钩衬套磨损超过原尺寸的30％，心轴（销子）磨损超过其直径的3％。

7）新投入使用的吊钩应做载荷试验，以额定载荷的1.25倍作为试验载荷（可与起重机动、静载荷试验同时进行），试验时间不应少于10min。当载荷卸去后，吊钩上不得有裂纹、断裂和永久变形，如有则应报废。标准规定，在挂上和撤掉试验载荷后，吊钩的开口度在没有任何显著缺陷和变形下不应超过0.25％。

2.制动器

（1）制动器的分类

1）短行程电磁铁制动器。该制动器松闸、抱闸动作迅速，制动器重量轻、外形尺寸小；由于制动瓦块与制动臂之间是铰链连接，所以瓦块与制动轮的接触均匀、磨损均匀，也便于调整。但由于电磁铁吸力的限制，一般应用在制动力矩较小及制动轮直径≤300mm的机构上，短行程电磁铁块式制动器可分交流电磁铁和直流电磁铁块式制动器。

2）长行程电磁块式制动器。对制动力矩大的机构多采用长行程电磁块式制动器，它是依靠主弹簧抱闸，电磁铁松闸。电磁块式制动器的特点是结构简单，能与电动机的操纵电路联锁。所以当电动机工作停止或事故断电后，电磁铁能自动断电，制动器便自动抱闸，工作安全可靠。但是由于磁铁冲击力很大，对机构产生猛烈的制动作用会引起传动机构的机械振动。同时由于机构的频繁起动、制动，电磁铁会产生碰撞，电磁铁使用期限较短，要经常修理更换。

3）液压瓦块制动器。它的松闸动作采用液压松闸器，其特点是制动器起动、制动平稳，没有声响，每小时操作次数可达720次。目前使用较多的是液压电磁推杆瓦块式制动器。

（2）制动器的技术检验制动器要经常检查运转是否正常，有无卡塞现象，闸块是否贴在制动轮上，制动轮表面是否良好，调整螺母是否紧固，每周应润滑一次。每次起吊时要先将重物吊起离地面150～200mm，检验制动器是否可靠，确认灵活、可靠后方可起吊。制动器的检查要求有：

1）制动衬垫磨损达原厚度的20％时应更换。

2）制动轮表面硬度为45～55HRC，淬火深度为2～3mm；小轴及心轴要表面淬火，其硬度应≥40HRC。磨损量超过原直径的2％，圆度误差超过1mm时应更换。杠杆和弹簧发现裂纹要及时更换。

3）制动轮与磨损衬垫的间隙要均匀，闸瓦开度应≤1mm，闸带开度应≤1.5mm。

（3）制动器的调整

1）短行程制动器主要调整主弹簧工作长度、电磁铁行程和制动瓦块与制动轮的间隙，达到表6-20的规定。

表6-20 短行程制动器制动瓦块与制动轮间允许间隙（单侧）（单位：mm）

2）长行程制动器主要调整主弹簧工作长度、电磁铁行程和制动瓦块与制动轮的间隙，达到表6-21的规定，且两侧均等。

表6-21 长行程制动器制动瓦块与制动轮间允许间隙（单侧）（单位：mm）

（4）起重机械制动器安全使用要求

1）动作灵活、可靠，调整应松紧适度，无裂纹。

2）制动轮松开时，制动闸瓦与制动轮各处间隙应基本相等，制动带最大开度（单侧）应不大于1mm，升降机应不大于0.7mm。(www.chuimin.cn)

3）制动轮的制动摩擦面不得有妨碍制动性能的缺陷。

4）轮面平面度误差应小于1.5mm，起升、变幅机构制动轮缘厚度磨损量应小于原厚度的40％，其他机构制动轮轮缘磨损厚度小于原厚度的50％。

5）吊运炽热金属、易燃易爆危险品或发生溜钩后有可能导致重大危险或损失的起重机械，其升降机构应装设两套制动器。

3.钢丝绳

桥式、门式起重机用的钢丝绳多数是麻芯的，它具有较好的挠性和弹性，特点是麻芯能储存一定的润滑油，当钢丝绳受力时，润滑油被挤到钢丝间，从而起到润滑作用。

（1）钢丝绳的安全系数钢丝绳能承受的最大拉力与钢丝总载面积和钢丝的公称抗拉强度有密切的联系。当载荷超过其所能承受的最大拉力时，钢丝就会被拉断。在实际起重作业中钢丝绳的受力情况很复杂，除了承受吊物重量和本身自重在内的静载荷外，还受到因为弯曲、摩擦、工作速度变化而产生的较大的动载荷。因此在选择钢丝绳时，必须考虑到钢丝受力不均匀、载荷不准确等因素，给予钢丝绳一定的储备能力，这个储备能力就是安全系数。

安全系数的选择与机构工作级别、使用场合、作业环境以及滑轮与卷筒的直径对钢丝绳直径的比值等因素有关。钢丝绳的安全系数不应小于表6-22、表6-23的要求。当钢丝绳拉伸、弯曲的次数超过一定数值后，会产生“金属疲劳”现象，造成钢丝绳的损坏；同时，因钢丝绳受力伸长时钢丝之间产生摩擦，导致出现磨损、断丝现象。此外，由于使用储存不当，造成钢丝绳的扭结、退火、变形、锈蚀、表面硬化等，均能引起钢丝绳损坏。

表6-22 机构工作级别与钢丝绳安全系数

表6-23 钢丝绳安全系数

（2）钢丝绳的维护保养与使用

1）钢丝绳的维护保养。钢丝绳的安全使用在很大程度上取决于良好的维护，定期的检验。钢丝绳在使用时，每月要润滑一次。润滑的方法是：先用钢丝刷子刷去绳上的污物，并用煤油清洗，然后将加热到80℃的润滑油（钢丝绳麻芯脂）蘸浸钢丝绳，使润滑油浸到绳芯中去。对起重机上的钢丝绳每天都要检查，包括对端部的连接部位，特别是定滑轮附近的钢丝绳的检验。

2）钢丝绳的使用。钢丝绳在卷筒上应能按顺序整齐排列或设排绳装置；多根绳支承时，应有各根绳受力均衡的装置或措施；吊运熔化或灼热金属的钢丝绳，应设有防止钢丝绳被高温损害的措施；当吊钩处于最低工作位置时，钢丝绳在筒上的缠绕圈数，除用来起升所需长度的钢丝绳的圈数外，还应留有≥2圈的减载圈。

（3）钢丝绳的报废根据GB 6067.1—2010规定，钢丝绳有下列情况之一者应当报废：

1）钢丝绳被烧坏或者断了一股。

2）钢丝绳的表面钢丝被腐蚀、磨损达到钢丝直径的40％以上。

3）受过死角拧扭，部分受压变形。

4）钢丝绳在一个捻距（节）内的断丝根数达到表6-24所列数值。

表6-24 钢丝绳报废断丝数

注：上述值指一个节距中断丝数。

5）吊运灼热金属或危险品的钢丝绳的报废断丝数，取一般起重机用钢丝绳报废断丝数的1/2。

6）局部外层钢丝绳伸长呈“笼”形。

（4）钢丝绳安全使用要求

1）钢丝绳在使用时，每月至少要润滑两次。润滑前先用钢丝刷子刷去钢丝绳上的污物并用煤油清洗，然后将加热到80℃以上的润滑油蘸浸钢丝绳，使润滑油浸到绳芯。

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。

3）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应≥2圈。

4）钢丝绳末端固定压板应不少于2个。

（5）【案例6-4】某公司规范起重机械钢丝绳的使用

钢丝绳在正常工作条件下不会发生突然破断，但随着其磨损和疲劳等的加剧，也会发生断绳事故。

1）使用要求：①更换的新绳应与原安装的钢丝绳同类型、同规格，若采用不同类型，应保证新绳不低于旧绳的性能，并能与卷筒和滑轮的槽形相配。钢丝绳捻向应与卷筒绳槽螺旋方向一致，单层卷绕时应设导绳器以防乱绳。②更换钢丝绳时，从卷轴或钢丝绳卷上抽出钢丝绳应防止其打环、扭结、弯折或粘上杂物。截断钢丝绳应在断位两侧用细钢丝扎结牢固，以防切断后绳股松散。③钢丝绳与机器某部位发生摩擦时，应在接触部位加保护措施；捆绑绳与吊载物棱角接触时，应在棱角处加垫木或铜板等，以防钢丝被割伤。起升重物时，钢丝绳不准斜吊，以防乱绳出现故障。④严禁超载起吊，应安装超载限制器或力矩限制器，并尽量避免使用中突然的冲击振动。应安装起升限位器，以防过卷拉断钢丝绳。

2）安全检查。

①检查周期。起重机司机每日应对钢丝绳全部可见部位作全面检查，查看其是否有损坏与变形，并每月进行一次安全检查。

②检查部位。检查部位主要有钢丝绳运动和固定的始末端，通过或绕过滑轮组的绳段，平衡滑轮的绳段，与机器某部位可能引起磨损的绳段，有锈蚀等腐蚀及疲劳部分的绳段。

③绳端部位检查应注意：从固接端引出的那段钢丝绳如果发生疲劳断丝或腐蚀会极其危险；固定装置是否变形或磨损，绳端绳箍是否有裂纹及绳箍与钢丝绳之间是否滑动；绳端内及其可拆卸的楔形接头、绳夹、压板等有否断丝与腐蚀；编制环状插口式绳头尾部是否有突出的钢丝伤手；若有明显断丝或腐蚀可将钢丝绳截短再重新装到绳端固定装置上，但钢丝绳的长度应满足在卷筒上≥2圈缠绕的要求。

3）维护保养。日常保养最有效的措施是勤检查，对使用的钢丝绳进行清洗和涂抹润滑油（脂）。当出现锈迹或凝集着大量污物时，应拆除后清洗除污；最好将洗净的钢丝绳盘好放到80～100℃的润滑油（脂）中泡至饱和（浸透绳芯）；如果钢丝绳上污物不多，可在其与滑轮、卷筒接触部位和绳端固定部位的绳段涂抹润滑油（脂）；卷筒或滑轮的绳槽应经常清理污物，若有损伤，应及时修整或更换。

起重机械安全附件：特种设备管理与事故应急预案

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