對一起電動葫蘆溜鉤故障的分析

李治軍

（天津市特種設備監督檢驗技術研究院，天津 300110）

1 故障電動葫蘆概述

造成事故的故障電動葫蘆屬于輕小型起重設備，型號CD，額定起重量10t，起升高度為12m，工作級別為M3，鋼絲繩傳動為2倍率，操縱方式為遙控。

故障電動葫蘆在造成事故之前，能按規定進行定期檢修和保養。因該電動葫蘆在起升速度上不適合使用單位生產使用，經過正規維修保養單位進行過兩次改造。改造后由使用單位維修人員進行安裝工作。

事故發生時，該故障電動葫蘆剛剛完成安裝工作，安裝位置為西側導軌南。準備進行東側導軌南另外一臺10t電動葫蘆的安裝工作。使用單位采取的安裝方式為：通過起重機械提升一長方形鐵質平臺，維修人員和待安裝電動葫蘆隨平臺上升到安裝位置后，由維修人員進行待安裝電動葫蘆的安裝工作。平臺西側的兩個吊點由西側導軌上另外一臺10t電動葫蘆（鋼絲繩傳動為4倍率）與該故障電動葫蘆配合進行提升作業；平臺東側的兩個吊點由索具進行連接后，由一臺汽車式起重機進行提升作業；即該平臺的四個吊點由三臺不同的起重機械吊掛進行提升作業，分別控制。在正式進行安裝工作之前，使用單位維修組人員對平臺進行了提升試驗，試驗過程中無特殊情況發生。試驗之后將待安裝的另一臺電動葫蘆置于平臺之上，并有4名維修人員一同站于平臺之上進行提升，準備到達待安裝電動葫蘆的安裝位置進行安裝作業。在維修平臺提升至7米左右的高度時，西側導軌南電動葫蘆發生溜鉤故障，造成平臺西側南吊點在重力作用下下滑，平臺發生傾斜，平臺上的4名維修人員以及待安裝的電動葫蘆同時墜落，產生事故。

2 故障電動葫蘆的現場勘查情況

在事故現場，對故障電動葫蘆進行了勘查。

勘查現場時發現，平臺翻轉墜落在地，有扭曲痕跡；待安裝的電動葫蘆墜落在平臺南側，已經損毀；西側導軌上另外一臺電動葫蘆未見異常；故障電動葫蘆已斷電，吊鉤落地，鋼絲繩亂繩嚴重，未安裝起重量限制器、未安裝導繩器、未安裝起升高度限位裝置、小車運行機構未安裝制動器。故障電動葫蘆鋼絲繩有兩處擠壓痕跡，未見斷絲。平衡輪尺寸較小。

3 故障電動葫蘆拆解分析

在故障電動葫蘆進行拆解之前，首先通電進行試驗。發現電氣箱內共有6個接觸器，其中2個接觸器未接線，2個接觸器為電動葫蘆行走電機接觸器，1個為電動葫蘆起升接觸器、1個為電動葫蘆下降接觸器，無總接觸器。

首先架設臨時供電電纜，斷開葫蘆行走電機接觸器，進行起升機構動作試驗。試驗結果是卷筒無動作不運轉、減速器不運轉，電動機正常運轉、無異響，制動器工作正常。

將電動機拆下后，觀察到卷筒內傳動軸與聯軸器已經散落在卷筒內。逐一取出散落的零部件后又將減速器拆下，轉動減速器輸入軸，輸出軸也跟隨轉動，減速器工作正常。輸出軸齒輪與卷筒齒輪無破損。逐一清點各零部件后發現，傳動軸減速器一端花鍵有輕微扭曲和刮傷，未見軸用彈性擋圈及其碎片。

將拆解后的零部件逐一組裝（去除卷筒外殼）至極限位置（無軸用彈性擋圈），測量其長度為1172mm，卷筒外殼兩端長度為1222mm，其差值為50mm。

在極限尺寸的安裝情況下，傳動軸在減速器一端的插入深度為33mm，即傳動軸從聯軸器中脫出只需要33mm。若組裝后的電動機至減速器長度與卷筒外殼長度的差值在33mm以上，就可以造成傳動軸從聯軸器中脫出。組裝后的電動機至減速器長度為1172mm，比卷筒外殼長度1222mm短50mm。兩者差值50mm，比33mm大17mm，傳動軸從聯軸器中可以脫出。

綜合各相關材料和技術分析,此次事故的主要原因是故障電動葫蘆電動機與減速器之間的傳動軸從聯軸器中脫出，導致連接斷開，起升力矩和制動力矩不能正常傳遞，進而造成事故的發生。

4 由事故引發的思考

4.1 電動葫蘆溜鉤故障產生的其他可能原因

（1）電動葫蘆電動機出現故障。在遙控器一直按住起升或者下降按鈕的狀態下，錐形制動器處于打開狀態，若此時電動機發生故障或者功率不夠，都可能造成吊鉤承重下滑。

（2）電動葫蘆錐形制動器出現故障。電動葫蘆錐形制動器處于常閉狀態。在吊鉤的起升或者下降過程中可能存在點動操作，若錐形制動器產生故障，不能正常閉合，制動力不足，也能造成吊鉤承重下滑。

（3）電動葫蘆減速器出現故障。電動葫蘆通過安裝在其一側的減速器中各級齒輪傳動來降低轉速、提升扭矩。使電動機的輸出轉速與扭矩和卷筒的輸入轉速與扭矩相匹配。電動葫蘆減速器包括輸入軸、中間軸、輸出軸和各軸上相互嚙合的齒輪。任何一根傳動軸出現扭曲、斷裂，任何一個齒輪出現斷齒、嚙合平穩性不好都會影響扭矩的傳遞，進而造成吊鉤承重下滑。

（4）電動葫蘆內電動機至減速器的扭矩傳遞出現問題。電動葫蘆的電動機和減速器分別位于葫蘆兩側，兩者之間的扭矩傳遞由卷筒內部的傳動軸及聯軸器來完成。傳動軸與聯軸器通過花鍵來傳遞扭矩。傳動軸斷裂、花鍵磨損、聯軸器損壞都會影響扭矩的傳遞，造成吊鉤承重下滑。

（5）電動葫蘆扭矩傳遞的各個環節中，各軸承的損壞也會影響扭矩的傳遞。軸承的損壞會使傳動機構的各零部件承受偏載扭矩。承受偏載扭矩的傳動軸易出現晃動、扭曲；齒輪嚙合不平穩甚至造成齒輪斷齒；花鍵磨損。這些都會影響扭矩的傳遞，造成吊鉤承重下滑。

4.2 故障電動葫蘆存在的其他問題

該故障電動葫蘆若按相關檢驗規程檢驗存在一些問題：未安裝起重量限制器、未安裝導繩器、未安裝起升高度限位裝置、小車運行機構未安裝制動器。無總接觸器。

4.3 電動葫蘆易發生的故障

在各類起重機械中，電動單梁起重機、電動葫蘆橋式起重機、電動葫蘆門式起重機等均采用電動葫蘆作為起重機械的起升機構。除大、小車行走機構和主要受力及構件之外，電動葫蘆作為起升機構容易出現故障。一是接觸器容易產生粘連、失效故障。二是錐形制動器與電動機轉子制動軸容易發生扭曲、斷裂故障。由于電動葫蘆的起升、下降過程中會存在多次的點動操作，錐形制動器會頻繁的打開、閉合，制動軸會反復的受到啟動力矩和制動力矩，容易產生疲勞斷裂。制動軸斷裂后，制動力矩不能傳遞到卷筒，以電動葫蘆為起升機構的起重機械所吊重物就會在重力作用下墜落。三是在起重機械起升高度限制器失效或控制電器柜內起升接觸器粘連、卡阻，起升機構會一直向上運行導致過卷揚，吊鉤組撞擊卷筒導致卷筒變形。卷筒通過齒輪嚙合與減速器輸出軸相連接，減速器輸出軸在沖擊力作用下容易產生斷裂。若維修過程中只是更換卷筒，不檢查減速器輸出軸就恢復使用，減速器輸出軸斷裂就會造成重物下滑。四是起重機械的各安全保護裝置失效、損毀等，如起升高度限制器失效、起重量限制器損毀、大車行走機構行程限位器失效等。

4.4 使用單位在設備管理方面應注意的問題

（1）完善責任制度。使用單位應設置特種設備安全管理機構，配備相應的安全管理人員和作業人員。切實履行安全管理人員和作業人員職責，組織制定本單位特種設備安全管理制度和特種設備操作規程，制定特種設備應急專項預案，定期進行演練。發生事故及時上報，配合事故調查處理等。

在進行起重機械事故的預防的過程中應該建立起相關的崗位責任制度，也就是將具體的權責進行良好的分配。一旦發生安全事故，必須要嚴格追究事故責任，具體到個人，對于沒有按照規定進行操作而發生的安全事故，一定要進行嚴厲的懲罰，在整個施工過程中還要對以為發生的安全事故建立電子檔案，并且將這些事故按照不同的發生原因進行具體的分類，同時對其中的原因進行研究和分析。

（2）完善教育管理。在起重機械事故中除了本身機械上的原因之外，很大一方面原因就是相關的從業人員沒有對安全操作給予足夠的重視。作業人員存在違規操作的行為，甚至安全管理人員對此也是視而不見。使用單位必須盡職的履行主體責任，組織開展特種設備安全教育和技能培訓，強化各級人員的安全意識，增強作業人員的專業技能。嚴格執行特種設備有關安全管理制度，按照操作規程進行操作，減少事故隱患。

（3）加強監督管理。在起重機械的使用過程中，使用單位必須加強監督管理。強化使用單位主體責任，完善管理制度，實施監督管理。既要有安全管理人員對作業人員的監督，又要有作業人員之間的互相監督。對特種設備作業人員作業情況進行檢查，及時糾正違章作業行為。通過監督管理強化作業人員安全意識，降低風險、減少安全隱患。同時對在用起重機械進行經常性維護保養和定期自行檢查，對在用特種設備的安全附件、安全保護裝置及其附屬儀器儀表進行定期校驗、檢修，及時排查和消除事故隱患，確保起重設備能夠正常、安全的使用。從這些方面綜合預防起重設備造成的安全生產事故。