起重機防風裝置應用初探

黃連華

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起重機防風裝置應用初探

黃連華

（福建省特種設備檢驗院 漳州分院，福建 漳州 363000）

起重機是國家規定的特種設備，起重機防風裝置是防止起重機在作業時產生各種危險的重要裝置。本文分析風載荷對起重機穩定性影響，闡述起重機夾軌器、錨定及新型防風裝置的應用。

起重機；風載荷；防風裝置

1 風載荷對起重機穩定性影響

起重機在工作狀態或非工作狀態下，要承受風載荷的作用，露天工作的門式起重機和塔式起重機受到風載荷作用，會給起重機作業造成嚴重干擾，風載荷是造成起重機傾覆事故最重要因素。

風載荷對起重機穩定性的影響：

FN＝ηWPS；FN：作用在起重機上或物品上的風載荷，N；

η：風力系數；W：風壓高度變化系數；

S：起重機或物品垂直于風向的迎風面積，㎡；P：計算風壓，N/㎡。

風載荷不僅取決于起重機結構迎風面積大小，而且與風壓的大小和高度等因素密切相關。當起重機結構迎風面積、風壓越大，風壓高度越高，起重機的穩定性就越低。

2 常見防風裝置的不足

起重機一般都在露天環境中工作，并且迎風面積很大，在風載荷作用下，很容易產生事故。現有起重機一般裝設鐵鞋、防風拉索纜繩等防風裝置，但對防風效果而言，上述防風裝置抗臺風作用較有限。我國沿海、沿江是臺風多發地區，近年來由于起重機裝設簡單的鐵鞋、

防風拉索纜繩等防風裝置，或防風裝置失效，引發起重機碰撞、傾覆事故時有發生，給國家財產和人員生命帶來嚴重損失。因此，對起重機防風裝置應當給予足夠的重視。

3 夾軌器、錨定防風裝置應用

起重機抗風載荷，防止傾覆，關鍵在于防滑行，起重機的滑行有兩種情況，一是起重機處于非工作狀態，在風載荷作用下而滑行，另一種是起重機處于工作狀態時在突發的風載荷作用下滑行。大部分事故是起重機處于非工作狀態，在風載荷作用下而滑行的，最后造成起重機傾覆。防止上述兩種狀態下發生起重機傾覆事故，除了要使各個機構和金屬結構滿足要求外，還必須裝設夾軌器、錨定等各種可靠的防風裝置。

3.1 夾軌器裝置

夾軌器防風裝置是利用起重機的自重通過斜面作用，將帶有摩擦襯料的防滑靴壓在軌頂上，從而防止起重機滑走。當關斷運行機構電源或外界電源中斷時，防滑靴緩緩落于軌頂。當起重機被風吹走一小段距離后，防滑靴即被壓緊在軌道上，阻止起重機繼續移動。在開動起重機運行機構時，先將起重機后退一小段距離，隨后接通電動液壓推桿將防滑靴提起，然后開動起重機運行機構進行工作。為了提高防滑靴與軌道間的摩擦因數，在防滑靴上襯以摩擦襯料。過去采用的石棉襯料，容許壓力僅為1MPa，使防滑靴尺寸過大。目前出現了抗壓強度高的石棉塑料制品與粉末冶金摩擦襯料，可使這種防風裝置結構較為緊湊。這種夾軌器的防風止動力很小，通常應用在露天工作的橋式起重機上。

夾軌器是應用最廣泛的防風裝置。它用夾鉗夾住軌道頭部的兩個側面。鉗口采用中碳鋼和高碳鋼（如45、50、65Mn、60Si2Mn、T8等），熱處理硬度超過350HB。為了增加摩擦因數，鉗口齒紋形狀做成鋸齒形。夾軌器是利用絲桿產生夾緊力的，當扭緊螺桿時可使夾鉗緊緊地夾住鋼軌以起防滑作用。這類夾軌器結構簡單，操作方便，但夾緊力較小，防風效果較差。

3.2 錨定裝置

錨定防風裝置與錨定坑屬于起重機吊載支持以外的部分，在設計時應作為起重機強度計算對象，要考慮到結構強度的富裕量。錨定桿端部與錨定坑之間接觸要均勻，使錨定桿均勻受力，同時要考慮到埋設在地面以下的錨定坑結構腐蝕對防風錨定裝置的影響。此外，錨定裝置受拉部件的焊接處在設計、施工和檢查等環節上應與支承吊載部件的結構同樣重視，確保起重機在各種狀態下的安全。有資料顯示，錨定裝置失效造成起重機倒塌不乏其例，可見提高防風錨定裝置可靠性對起重機防風能力是至關重要的。所以應將防風錨定裝置作為起重機一個非常重要的部件來進行設計、制造和安裝。

露天工作的塔式起重機當風速超過60m/s時，需要使用錨定裝置。該裝置是將起重機與作業場地面連接，但與場地連接部位，必須在修建場地時同時造建好。典型的錨定裝置分別安裝在起重機運行機構各條腿上同時使用。插銷式錨定裝置，應沿軌道場地上兩側每隔一定距離裝設一個，以便起重機在暴風來臨時及時將起重機鎖定。常見錨固裝置有插銷式、鏈條式、頂桿式和錨固板式。

《起重機械安全規程》規定：在地面軌道上行駛的露天工作的起重機，應當裝配夾軌器和錨定裝置等防風裝置，防止最大風載荷作用下移動或被吹倒。防風裝置是保證起重機安全工作的重要部件，其作用是防止起重機在風載荷作用下沿軌道滑行和傾覆的安全裝置，室外工作的軌道式起重機均應安裝。

4 新型防風裝置的應用

就防風效果而言，夾軌器，錨定，鐵鞋及防風拉索纜繩防風裝置一般能抵抗12級以下臺風。我國夏、秋季是臺風都發季節，沿海地區12級以上強臺風是常見的，夾軌器，鐵鞋及防風拉索纜繩防風裝置不適用于12級以上強臺風，錨定裝置防風效果較好，但投資大，一般小港口，廠礦及建筑施工單位難以承受，故都存在一定的安全隱患。

4.1 軌式起重機帶爪防風鐵鞋

軌式起重機帶爪防風鐵鞋工作原理是，當起重機在風載荷作用下滑上鐵鞋的斜面時，行走輪作用于鐵鞋水平力克服鞋底板與軌道之間的鞋底板，鞋體發生微滑，爪的上端隨鞋體移動，而爪的下端咬住軌道不動，使鞋底板與軌道壓力及摩擦力增大，并隨滑移量增加而增大，外力越大，鐵鞋鎖的越緊，從而阻止起重機的進一步移動，起到防風作用。該防風裝置抗臺風能力強，經實際測試，對安裝4只帶爪防風鐵鞋的10t門座起重機，可抵抗風速小于50m/s的臺風對起重機的水平推力。

4.2 電子機械式輪邊制動器

電子機械式輪邊制動器,由微電機、減速傳動裝置、滾珠絲桿幅、凸輪增力機構、制動彈簧缸、具有單向逆止和可分離電磁保持器、制動夾鉗、電控糸統等組成。電子機械式輪邊制動器在起重機防風中使用特點，當起重機工作時，由微電機驅動減速傳動裝置，使滾珠絲桿幅輸出推力，通過凸輪增力機構來消除制動彈簧作用力，將夾鉗制動器打開，此時電機停止工作，由電磁保持器逆止減速傳動裝置反轉，維持打開狀態。制動時電磁保持器通電吸合分離保持器，帶輪反轉由壓縮制動彈簧作用力使制動夾鉗上閘產生制動作，從而起到阻止起重機滑行防風作用。該防風裝置采用了電子機械式驅動機構，可通過自動控制方法滿足起重機各種防風要求，具有較強的防風效果。

5 防風裝置的安全管理

確保防風裝置的可靠性，除了設計、制造和安裝這些重要環節外，另一個重要的方面就是要加強對防風裝置的日常安全管理，定期檢查防風裝置的可靠性。當起重機行走停止的情況下，夾軌器未將軌道夾住，此時如遇突發性陣風，就可能造成起重機滑移。如果在起重機行走時夾軌器未松開，就可能造成行走電機被燒毀。錨定坑易被臟物填滿，錨定板或錨定抨放下時未能進入錨定坑，模塊同方向塞在輪子下，防風系纜繩繩徑不符合要求，系纜繩松弛等，這些情況都會影響防風裝置的有效性和可靠性，需要通過加強對防風裝置的日常安全管理來避免。

綜上所述，為確保生產過程中人員和設備安全，需了解風載荷作用對起重機的影響，安裝有效的防風裝置，使起重機在工作狀態下安全運行，在非工作狀態下有效抵御風力使其不被吹移，使其最大限度地保障在突發大風情況下設備和人員的安全。

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Preliminary Study on the Application of the Anti-wind Device of Cranes

HUANG Lian－hua

(Zhangzhou Branch of Fujian Provincial Testing Bereau of Special Equipment, Zhangzhou, 363000, China)

A crane is the national prescriptive special equipment. The anti-wind device of a crane is an important device to avoid all kinds of danger appeared in the operation. This article analyzes the effect of the wind load on the stability of a crane and describes the application of the rail clamping apparatus, anchor equipment and late-model anti-wind device of a crane.

crane; wind load; anti-wind device

（責任編輯：季平）

2010－11－10

黃連華（1961－），男，福建漳州人，工程師。

TH21

A

1673-1417（2011）01-0025-03