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起重運輸機械的安全防護技術

		點擊數：	更新時間： 2025年07月16日
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上一篇：中建預制梁場門式起重機安全管理

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學習目標：
1.理解起重機械的分類、構件及其主要的技術參數；
2.掌握起重機、電梯的安全防護要求及裝置；
3.熟悉廠內運輸車輛的安全防護技術；
4.熟悉運輸機、提升機等傳送設備的安全防護技術。
概括化工廠常用的起重運輸機械，大致可分為下面三大類：
（1）起重機類  包括橋式起重機、汽車起重機、電梯等；
（2）運輸車輛類  廠內運輸常用的有火車，汽車，電瓶車、叉車等，種類比較多，本章主要介紹叉式起重機、電瓶車等；
（3）傳送設備類  包括皮帶輸送機、螺旋輸送機、斗式提升機等。

目前化工廠使用的起重設備種類比較多，有裝備比較完善的橋式起重機、龍門式起重機、輪胎式液壓起重機等，也有簡易的起重設備，如桅桿、卷揚機、電動葫蘆、手拉葫蘆、千斤頂等。見圖3-1。
爬式起重機
一、起重機械的主要技術參數及基本類型
起重機的主要技術參數有：起重量、跨度、幅度、提升高度、各機構的工作速度及起重機工作類型。起重機械按運動狀態可分為以下4種基本類型。
（1）輕小型起重機械  
（2）橋式類型起重機  
（3）臂架類型起重機  
（4）升降類型起重機
二、起重機的工作類型
工作類型是表明起重機工作繁重程度的參數。起重機工作的繁重程度影響著起重機金屬結構、機構的零部件、電動機與電氣設備的強度、磨損與發熱等。
機械驅動的起重機構，按照機構載荷率和工作時間率分為：輕級、中級、重級和特重級4種工作類型。 
整個起重機及其金屬結構的工作類型是按主提升機構的工作類型確定的，同一臺起重機各機構的工作類型可以各不相同，見表3-1。
起重機的工作類型和起重量是兩個不同的概念，超重量大，不一定是重級；起重量小，也不一定是輕級。 起重機機構載荷率的分類見表3-2。
1.起重撓性構件及其卷繞裝置
（1）鋼絲繩  鋼絲繩是起重機的重要零件之一，用于提升機構、變幅機構、牽引機構，有時也用于旋轉機構。起重機系扎物品也采用鋼絲繩。
①鋼絲繩的構造與種類
鋼絲繩按捻繞方法可分為同向捻鋼絲繩、交互捻鋼絲繩，如圖3-2所示。
圖3-2     鋼絲繩捻繞
a—交互捻（交繞）；b—同向捻（順繞）
普通型：普通型結構的鋼絲繩是由直徑相同的鋼絲捻繞成的，如圖3-3（a）所示。
復合型：為了克服普通型易磨損的缺點而出現的復合型鋼絲繩，其特點就是鋼絲直徑不同，如圖3-3（b），（c）所示。由于鋼絲直徑不同，股中相鄰層鋼絲的接觸成線狀，稱線接觸鋼絲繩。這種鋼絲繩克服了普通型鋼絲繩點接觸的缺點，使用壽命可提高1.5~2倍。現在起重機已多用線接觸鋼絲繩代替普通型鋼絲繩。
圖3-3  鋼絲繩斷面結構圖
a—普通型；b—復合粗細式型；
c—復合型外粗式
②鋼絲繩的安全檢查和更新標準。鋼絲繩的安全壽命很大程度上決定于良好的維護，定期檢驗，按規定更換新繩。

鋼絲繩的更新標準是由每一捻距內的鋼絲折斷數決定的。捻距就是任一個鋼絲繩股環繞一周的軸向距離。如圖3-4所示的6股繩，在繩上一條直線上數6節就是這條繩的捻距。
圖3-4  鋼絲繩捻距圖
鋼絲繩的更新標準見表3-3。也可以理解為1條鋼絲繩的更新標準是在1個捻距內斷絲數達鋼絲繩總絲數的10％。如繩6×19=114絲，當斷絲數達到12絲時即應報廢更新。對于復合型鋼絲繩中的鋼絲，斷絲數的計算是，細絲1根算1絲，粗絲1根算1．7絲。
當鋼絲磨損或腐蝕量為原直徑的10％～40％時，按表3-4折算標準更新鋼絲繩。當磨損或腐蝕量超過原直徑的10%時，應更換新繩。
③鋼絲繩的檢測內容及要求。
·在一個捻距內斷絲數不應超過10％，鋼絲表面磨損量和腐蝕量不應超過原直徑的40％(吊運熾熱金屬或危險品的鋼絲繩，其斷絲的報廢標準取一般起重機的1/2)。
·鋼絲繩應無扭結、死角、硬彎、塑性變形、麻芯脫出等嚴重變形，潤滑狀況良好。
·鋼絲繩長度必須保證吊鉤降到最低位置（含地坑）時，余留在卷筒上的鋼絲繩不少于3圈。
·鋼絲繩末端固定壓板應≥2個。
（2）滑輪  
①滑輪轉動靈活、光潔平滑無裂紋，輪緣部分無缺損、無損傷鋼絲繩的缺陷。
②輪槽不均勻磨損量達3mm，或壁厚磨損量達原壁厚的20％，或輪槽底部直徑減小量達鋼絲繩直徑的50％時，滑輪應報廢。
③滑輪護罩應安裝牢固，無損壞或明顯變形。
（3）卷筒  卷筒在提升機構或牽引機構中用來卷繞鋼絲繩，將旋轉運動轉換為所需要的直線運行。

2.取物裝置
起重機通過取物裝置將起吊物品與提升機構聯系起來，從而進行這些物品的裝卸吊運以及安裝等作業。取物裝置種類繁多，如吊鉤、吊環、扎具、夾鉗、托爪、承梁、電磁吸盤、真空吸盤、抓斗、集裝箱吊具等。
在橋式、龍門式起重機上采用最多的取物裝置是吊鉤。
吊鉤鉤身(彎曲部分)的斷面形狀有：圓形、矩形、梯形與T字形等，如圖3—5所示。
圖3-5  吊鉤斷面形狀

（1）吊鉤的危險斷面  
對吊鉤進行檢驗時，必須先了解吊鉤的危險斷面所在處。危險斷面是根據受力分析找出的。
假定吊鉤上吊掛一貨物，很明顯貨物質量通過鋼絲繩作用在吊鉤的I-I斷面上，有把吊鉤切斷的趨勢。吊鉤I-I斷面上受剪切應力，如圖3-6所示。
對Ⅲ-Ⅲ斷面，貨物質量有把吊鉤拉斷的趨勢，Ⅲ-Ⅲ斷面受拉應力。
圖3-6    吊鉤受力圖
（2）各種吊鉤的檢查
①鍛鉤的檢查：用煤油洗凈鉤體，用20倍放大鏡檢查鉤體是否有裂紋，特別要檢查危險斷面和螺紋退刀槽處。
②板鉤的檢查。用放大鏡檢查吊鉤的危險斷面，不得有裂紋，鉚釘不得松動；檢查襯套、銷子(小軸)、小孔、耳孔以及其緊固件的磨損情況，表面不得有裂紋或變形。
③吊鉤負荷試驗。對新投入使用的吊鉤應做負荷試驗，以額定載荷的1.25倍作為試驗載荷(可與起重機動靜負荷試驗同時進行)，試驗時間不應少于10min。
3.制動器
圖3-7是電磁制動器的結構簡圖。動力驅動的起重機，其起升、變幅，運行、旋轉機構都須裝設制動器；人工驅動的起重機，其起升機構和變幅機構必須設置制動器或停止器；而且起升和變幅機構的制動器，應該是常閉的；吊運赤熱金屬或易燃易爆等危險品的起升機構，其每一層驅動裝置都應裝二套制動器。
制動輪是制動器中的一個重要部件，其制動摩擦面，不應有妨礙制動性能的缺陷或沾染油污。
圖3-7   電磁制動器的構造
制動器的結構比較多，圖3-8是一種機械制動器的功能說明圖。當向上卷的時候，由電動機使d軸旋轉，這時a、b、c成為一個整體，使卷筒轉動。向下反轉時，a、b、c分開，不連在一起。如向下降的速度增大時，在d軸螺紋的推動下，a、b，c連在一起，即進行制動。這種制動器是電機反轉，并且向下的速度超過額定值時，起制動作用的。
圖3-8   惠斯通式機械制動器的制動原理
1.超負荷限制器
由于對起重物的重量不容易掌握準確，往往因超負荷而引起事故，故應備有超負荷限制器。
當起重量超過額定負荷l0％時，限制器的杠桿、彈簧（或偏心輪)產生機械運動，觸動限位開關斷電停車(圖3-9~圖3-10)。
圖3-9    杠桿式超負荷限制器
1—定滑輪；2—杠桿；3—撞桿；4—開關
圖3-10    彈簧式超負荷限制器
1，4—開關；2，5—撞桿；3—彈簧；
6—支架；7—支持滑輪；8—導向滑輪
2.力矩限制器
力矩限制器有機械式、電子式和復合式三種，用在動臂類型起重機中，及時反映實際負荷量；當超過規定時，發出報警信號，并自動切斷電源，保證起重機的穩定。
圖3-11是機械式力矩限制器，吊鉤鋼絲繩固定套5與杠桿4鉸接，正常負荷時杠桿4不動；超負荷時鋼絲繩拉動杠桿4，從而壓迫杠桿3產生位移，杠桿3克服彈簧力，觸動限位開關，切斷電源。
圖3-11    機械式力矩限制器
1—限位開關；2—彈簧；3、4—杠桿；
5—吊鉤繩固定套；6—起重臂桿頭部
3.起升高度限制器
限制吊鉤起升超過極限位置的裝置,有重錘式、渦輪蝸桿式、螺桿式三種。
重錘式限制器當改變卷揚高度時，不用調整，但維修不方便，有時要失靈。
圖3-12~圖3-13為渦輪蝸桿式、螺桿式限制器，均通過聯軸節與卷筒相連，當卷筒旋轉時，螺桿也隨著轉動，述到極限位置時，觸動開關切斷電源。
圖3-12    渦輪蝸桿式高度限制器
1—電線；2—觸頭；3—蝸桿；4—渦輪；
5—凸輪；6—杠桿；7—卷筒
圖3-13  螺桿式高度限制器
1—螺桿；2—導向桿；3—螺母；4—軸承；
5—限位開關；6—殼體
4.行程限制器和緩沖器
防止起重機械發生撞車、傾覆事故的保險裝置。當起重機行駛近軌道末端時，或臂架旋轉、起落到極限位置時，或在同一軌道上起重機相互靠近時，即接觸行程限制器，切斷電源。但由于其慣性仍能沖出相當長的距離，故運行速度超過30m/min的，還需裝不同類型的緩沖器。緩沖器有橡膠式，彈簧式，液壓式等種。圖3-14～圖3-15為彈簧緩沖器和液壓緩沖器的結構圖。
圖3-14     彈簧緩沖器
圖3-15     液壓緩沖器
1—塞頭；2—加速彈簧；3—活塞；
4—復原彈簧；5—頂桿
5.安全開關
又稱聯鎖開關，控制起重機總電源，安裝在起重機的司機室門、扶梯門、艙口等處，當這些門打開時，自動切斷電源，以防發生觸電、擠、絞和錯誤操作，突然啟動事故。
6.防爬裝置
室外工作的橋式起重機、龍門起重機、裝卸橋及門座起重機等，都需要安裝防爬裝置，以防被大風吹動或被刮倒。簡單的防爬裝置有插銷式(圖3-16)。圖3-17是手動電動兩用夾軌器，圖3-18是電動重錘式夾軌器。
圖3-16   插銷裝置
1—起重機結構；2—銷；3—鋼支架
圖3-17  手動電動兩用夾軌器                                   圖3-18   電動重錘式夾軌器
1—錐齒輪；2—手輪；3—電動機；4—絲桿；   1—常開式制動器；2—電動機；3—安全
5—限位開關觸塊；6—螺旋彈簧；7—連桿；    制動器；4—減速器；5—卷筒；6—鋼絲繩；
8—夾鉗；9—閘瓦；10—軌道         7—楔形重錘；8—滾輪；9—彈簧；10—夾鉗；11—杠桿系統
起重機的供電和控制設備，在安裝、維修、調整好使用中，必須保證傳動及控制的性能準確可靠，在緊急情況下能切斷電源，安全停車。
電氣裝置由專職人員負責維護與檢修，但我們也應有所了解。起重機電源應單獨設置。在采用交流系統供電時，一般采用380/220V三相四線制電源；采用電纜供電時，則采用四線制。
起重工作按重量分三級：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體結構吊裝，必須編制吊裝方案，制訂安全措施。如起吊物體形狀復雜、剛度小。細長比大、精密、貴重、施工條件特殊困難等，也應編制吊裝方案。
操作時司機精神要集中，不做與作業無關的事，開車前必須鳴鈴報警，當起重件接近人時，要發出斷續鈴聲或報警。
正常工作的起重機，每兩年檢驗一次，經過大修、新安裝及改造過的起重機，在交付使用前要檢驗：根據工作繁重、環境惡劣的程度，確定檢查周期，但經常性檢查不得少于每月一次，而定期檢查則不少于每年一次。
上面已對起重機的安全問題作了闡述，下面再對移動式起重機和電梯的一些特殊要求作些介紹。

移動式起重機多用于室外施工或設備檢修中，用發動機來作驅動的動力。
為了防止過卷，需使發動機停止運轉，圖3-19就是為了達到這個目的的裝置示意圖。
移動式起重機在作業中由于負重的原因，會有傾倒的危險，為此，這類起重機除裝有力矩限制器外，還備有伸縮支承腳，工作時伸出車輪外面(圖3-20)，使底部變寬(支腳下地面應平整夯實)，提高穩定度。
圖3-19  起重機防止過卷的裝置
（發電機驅動）
圖3-20    防止傾倒的伸縮支承腳
電梯是現場提升材料，半成品和成品的機械，一般安全要求同前，需要突出的電梯的事故點是在電梯開口處。
電梯設計制造時，電梯有伸縮門，各層開口處也有各類伸縮門，而且是聯鎖的，即兩扇門不全部關閉是不能開動的。
但現場很多電梯，由于使用不當，維修不及時，缺門的現象比較普遍，這是很大的事故隱患。
工廠運輸車輛常用的有火車，汽車，電瓶車、叉車等，種類比較多。前二種有專門規章明確安全要求，日常中接觸不多，所以，這里重點討論叉式起重機和電瓶車的安全問題。
由于這種機器是在叉上提升起貨物進行搬運，提升高度是決定其穩定度的關鍵，所以，其最大負荷必須隨提升高度成比例地減少。圖3-21所表示的是提升高度與允許負荷的關系。

圖3-21 叉式起重機的提升高度（負荷重心）與允許負荷的關系
叉式起重機用來搬運在倉庫里堆積的貨物時，是極為方便的，但如果發生差錯，高處貨物有可能落到操作人員的座位上的危險，故在操作人員座位上方設置一個頂蓋(圖3-22)。
當在托板上重迭堆放的箱子或貨物袋的堆積高度比較高，在提升貨物時，隨著機桿后傾，最上部的貨物就有翻過機桿向操縱人員身上落下的危險。為此，在起重叉車橫梁上要安裝一個防止發生這類事故的框架，叫背框架參見圖3-22。

圖3-22  叉式起重機的頂蓋和背框架
為了保證叉式起重機的安全，需安裝制動器。由于叉式起重機的最高速度，大約是15～25kg/h，所以通常把制動器裝在前車輪或變速箱的輸出軸上。
圖3-23是腳剎車機構，當踩動腳剎車(踏板)，力傳送到主油缸，油壓即傳遞到車輪制動器油缸，使制動器閘瓦合攏，通過它與安裝在前輪上的制動鼓輪之間產生的摩擦力來進行制動。
圖3-23     腳剎車機構
傳送設備是一種可在水平、傾斜或垂直方向向上來移動或傳輸松散材料、包裝箱或其他物品的裝置。
最普遍的傳送設備有皮帶式、翻板式、裙式、鏈式、螺旋式、斗式、氣動式、架空式、可移動式和豎式等若干種。
圖3-24展示了在傳送裝置上所應采取的安全防護措施。下面以皮帶運輸機為代表作重點介紹。
圖3-24（a）   罩上安全罩的傳送設備

圖3-24（b）  在傳送設備的整個長度上設有應急停車繩

圖3-24（c）  在傳送設備的整個長度上設有多孔金屬網
圖3-24（d）    安全防護欄桿的施工圖
1.安全防護裝置
部分或全部作垂直移動的人工裝載式傳送設備，在每一個裝載口處，應明顯地標出本設備允許提升或下降的安全負荷。
齒輪、鏈輪、槽輪和其他轉動部件都應配有標準的安全防護裝置，或者安裝在適當的位置上(運行中人接觸不到)，以免發生人身事故。
2.操作上的安全注意事項
傳送設備的起動按鈕或開關，應設置在一個適當的地點，使得操作人員按電鈕時，可以盡可能多地看到傳送設備。如果傳送設備穿越樓板或墻體，那么在各個相鄰地區，都應裝有這臺傳送設備的起動和停止開關，并且只有當這些起動按鈕或開關同時被按下時，設備才會投入運轉。這些啟動—停止開關裝置應有明顯標記，開關裝置周圍也不要堆放其他物品，使工作人員能夠清楚看到，操作也方便。

3.檢修工作的注意事項
對整個傳送設備的機械部分，要進行定期檢查。當發現部件磨損時，應立即更換。特別應注意檢查制動器，棘爪，防事故裝置，過載釋放器和其他安全裝置，以保證這些裝置能有效地執行其功能，出了毛病，也能及時維修。
在檢修工作開始之前，檢修人員應切斷電源并加鎖，鑰匙由檢修負責人保管。有的地方采用掛牌警告的辦法，也可行，但不如前者可靠。
螺旋輸送機的外形為一段半圓形槽，頂面是平的。槽中有一根縱軸，軸上帶有大螺距螺桿或螺旋形板(圖3-25)。
當螺旋轉動時，就能往前傳送槽中的物料。由于這種傳送設備的摩擦力很大，因而所需電力要比其他類型的運輸機械多。

圖3-25    螺旋輸送機
1—驅動裝置；2—頭節；3—出料口；
4—吊軸承；5—螺旋；6—中間節；
7—進料口；8—尾節；9—機殼
斗式提升機可分為三大類，不過它們都是用環形皮帶、鏈條或多根鏈條來帶動升降料斗的。這些料斗可以是固定型，也可以是樞軸型(圖3-26)。
斗式提升機帶有固定料斗，運行在垂直或傾斜的通道上。當料斗越過端滑輪或端滾筒時，能借重力自動卸料。
圖3-26  三種斗式運輸機
左為斗式升降機，右上為重力
自卸傳送升降機，右下為樞軸型斗式運輸機
可將皮帶、鏈板、板式和固定斗式傳送設備，裝在一對大車輪上，成為一個傾斜的可移動的傳送裝置。在倉庫、火車站可用它來裝卸松散材料，在施工現場，將原材料運往另一高處(圖3-27)。
根據同類固定式傳送設備的安全規定，各種移動式傳送設備也應執行和安裝防護設施。
圖3-27    移動式傳送設備
復習思考題
1.化工廠常用的起重運輸機械，可分為幾類？并各舉一例。
2.起重機的主要安全裝置有哪幾種?起重作業的安全要點是什么？
3.廠內使用的叉車、電瓶車在使用時應注意些什么？
4.皮帶運輸機在使用和檢修中要注意哪些安全注意事項?

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