上升極限開關失效的原因分析

摘 要：通過對沖頂越程事故原因分析，提出起重機在特殊環境下設二級起升高度限位器的必要性，為確保防止沖頂越程事故的發生而應采取的改正措施。

關鍵詞：起重機；起升高度限位器；事故原因；改正措施

1 事情經過、原因分析

1.1 事情經過

某市某工廠鑄造車間有一臺電動雙梁起重機，額定起重量（主鉤）為32t。某一天，吊鉤到達上升極限位置后，上升極限開關失效，鋼絲繩被絞斷，司機未發現，鉤頭和吊具落地，正好砸中鉤頭下方工作的手臂，造成重傷。

2.2原因分析

圖1為電動雙梁起重機控制線路圖。圖中-K1、-K2為起升、下降接觸器。-S97為上升限位開關， -K00為零位保護接觸器，-K7為制動器接觸器。

這是一起電動雙梁起重機沖頂事故，分析其原因有三種可能：

①斷路裝置上升方向接觸器-K1觸頭粘連不斷開；

②上升限位開關-S97電氣觸點斷不開；

③上升限位開關-S97的觸發裝置不能觸發電氣觸點。

特種設備檢驗人員對發生的設備做了以下檢查：

⑴檢查上升方向接觸器-K1主觸頭，未發現粘連；通電實驗100次，也未發現粘連。

⑵檢查上升限位開關-S97。

①上升限位開關-S97安裝位置（如圖2所示）。上升限位開關-S97安裝在卷筒一端，卷筒一端安裝有一個與上升限位開關渦輪桿機構連接的齒輪2，齒輪2轉速與卷筒同步。上升限位開關一端安裝有一個齒輪3，2、3嚙合把卷筒的轉動傳遞給上升限位開關。

②上升限位開關-S97中的渦輪渦桿結構（如圖3所示）。齒輪3與上升限位開關結構中的渦桿軸1連接。

③上升限位開關-S97中的觸發機構（如圖4所示）。渦輪渦桿結構的渦輪軸帶動一個安裝有凸輪頭3的凸輪盤8，轉筒轉到極限位置時，凸輪頭3觸發觸發臂4，使之與9脫扣，使5在轉軸右側重力和彈簧2張力的作用下，使動觸頭離開靜觸頭，使電路斷開。

用萬用表的低電阻檔檢查升方向限位開關-S97的連通電阻。拆下限位開關測量，觸動使之斷開時，兩個觸點之間的連通電阻為∞；限位開關閉合時，兩個觸點之間的連通電阻為零。說明吊鉤到達極限位置時，上升方向限位開關-S97不可能不能斷開。

④渦輪渦桿結構的渦桿軸的一端采用半圓軸與齒輪3連接。（如圖5所示）。采用一棵螺栓頂在半圓軸上。檢查發現，螺釘頭部已經磨平，對半圓軸已經沒有接觸。也就是說，卷筒的轉動已經無法傳遞到上升限位開關上。即卷筒轉動到極限位置時，上升限位開關不可能觸發。這是這起事故的主要原因。

3 改正措施

1）卷筒與限位開關的機械連接，采用不可能失效的連接方法。螺釘與半圓軸的接觸連接改為螺釘穿透（半）圓軸的固定連接，或其他本質安全的連接方法，可以防止沖頂事故的發生。

2）設置第二級起升高度限位開關，也可以防止沖頂事故的發生，（如圖6的S95）。

GB/T3811-2008《起重機設計規范》和GB6067.1-2010《起重機械安全規程 第一部分：總則》都規定，起升機構均應裝設起升高度限位器。在有特殊的情況下，為防止裝設的一個起升高度限位器失靈時帶來的嚴重后果，還可裝設第二級的起升高度安全限位器，以防止沖頂越程事故發生。

以下情況屬于GB/T3811-2008和GB6067.1-2010的“可裝設第二級的起升高度安全限位器”的“特殊情況”。

⑴吊運熔融金屬的機構；（包括吊運熔融非金屬或高溫液體）。

⑵第一級限位開關不是本質安全的。

①極容易損壞的上升限位開關；如電動葫蘆的上升限位開關的排繩器極易損壞，導致限位開關失效。 ②限位開關的傳動機構不可靠。

⑶提升高度過大，看不清極限位置的場合。

⑷灰塵較大、燈光昏暗，看不清極限位置的場合。

⑸第一級斷路裝置（如上升方向接觸器）主觸點粘連可能性較大時。

⑹經常在極限位置附近工作，發生越程沖頂的可能較大時。

該事故起重機，提升高度較大，灰塵較大，根本看不到極限位置。第一級限位開關不是本質安全的，可以設置第二級起升高度限位器。

圖6的 設置第二級起升高度限位開關的總電源控制線路圖，可以采取強行接通總電源（全部凸輪控制器回零位時，按住圖6的-S11不放手）的同時，操作起升機構的主令控制器下降，能夠向下降方向返回，是合格的控制線路。

4 結束語

目前還有許多制造年限較早的起重機在惡劣環境下工作，由于起升高度限位器設置的缺陷造成事故的發生。本文對一起沖頂事故原因的分析，提出對此類起重機采取非本質安全型起升高度限位器的改正措施和方法，以防止和減少安全事故的發生。

參考文獻

[1] GB/T3811-2008，起重機設計規范[S].

[2] GB 6067.1-2010，起重機械安全規程 第一部分：總則[S].

作者簡介

陳永光 （1957年-），男，工程師，主要從事特種設備檢測檢驗工作。