載貨用固定式液壓升降平臺專項安全保護與防護裝置的設置

戴建芯 嚴明鋒 羅明裕 高 超

廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院 佛山 52800

0 引言

2014年11月原國家質量監督檢驗檢疫總局關于修訂《特種設備目錄》的公告(2014年第114號)，將升降平臺調整出目錄[1]，此后升降平臺不再屬于特種設備的范疇，不需要做法定檢驗。另一方面，升降平臺由于價格低廉、使用成本低，而且不受《特種設備目錄》監管，越來越多地被使用在工廠、倉庫等場所。然而，升降平臺作為一種垂直運載貨物的升降起重設備，存在固有的安全隱患。近年來，升降平臺相關標準上的相對缺失以及使用管理上的不完善，安全保護與防護裝置缺失導致升降平臺墜落、剪切、碰撞等事故時有發生，使用安全形勢較為嚴峻。通過對某區域內的升降平臺調研發現，設備絕大部分為載貨用的固定式液壓升降平臺，原理為液壓缸驅動懸掛裝置（鋼絲繩或鏈條）間接作用于載貨平臺使其垂直運送貨物。該類設備與直接作用液壓式簡易升降機有所區別，與可以載人的液壓電梯也有所不同，缺乏針對性較強的產品技術標準，嚴重制約了升降平臺的管理、使用以及檢驗檢測工作的開展。經走訪數十家升降平臺的制造單位和使用單位，對其專項安全保護和防護裝置展開調研，基于這類間接作用的載貨用固定式液壓升降平臺進行安全隱患分析的基礎上，對其專項安全保護與防護裝置進行設置要求和性能的分析，以期能為升降平臺的安全使用提供客觀、全面的依據。

1 載貨用固定式液壓升降平臺風險分析

載貨用固定式液壓升降平臺（以下簡稱升降平臺）工作原理如圖1所示，載貨平臺上升時，由電動機驅動液壓泵泵油，經過單向閥后進入液壓缸，推動液壓缸向上動作，通過懸掛裝置間接帶動載貨平臺起升。載貨平臺下降時，電磁閥打開，液壓缸向油箱回油，載貨平臺在重力作用下向下運行。

升降平臺作為垂直升降的起重設備，其使用的過程中存在一定安全風險[2]。按物的不安全狀態和人的不安全行為將升降平臺危險源分為2大類。如表1所示。主要體現為因人的不安全行為如違規操作、違規載人、違規靠近等，設備的不安全狀態如液壓故障、機械故障或電氣故障等造成升降平臺變形、斷裂、墜落、碰撞、擠壓、失控、電擊、火災等安全事故，導致操作人員、維修檢查人員、附近作業人員傷害或設備、物品損壞等。

2 載貨用固定式液壓升降平臺專項保護與防護裝置防護

升降平臺設置安全保護與防護裝置的主要目的是通過直接或間接的保護作用減少或消除升降平臺在運行、裝卸或停止狀態下對操作者及周圍相關人員的潛在風險。其設置要求應基于升降平臺的各狀態下的風險源分析，包括機械限制、液壓限制和電氣限制。為此，本文從設置預防的危險源出發，從結構特點及工作原理分析升降平臺專項保護與防護裝置的設置要求。

2.1 防墜落裝置

升降平臺應設置防止載貨平臺超速下降或墜落的安全保護裝置，減少平臺在運行時意外墜落而導致人體傷害和貨物受損的程度。常見的升降平臺防墜落裝置有2種，分別為采用SAS型安全防墜器和破裂閥的裝置，如圖2所示。

圖2 升降平臺防墜落裝置

采用SAS型安全防墜器作為升降平臺防墜落裝置,防墜器底座固定在載貨平臺金屬結構上，上下的4個導輪沿導軌升降，當平臺失重下墜時，支撐軸通過小齒輪帶動偏心輪加速向下墜落，與導軌上的導輪有相對運動，偏心輪轉動自動扣緊兩側導軌防止載貨平臺下墜，從而達到安全的目的。當故障修復升降平臺重新上升后，防墜器偏心輪會自動解除鎖緊狀態，升降平臺恢復正常運行。SAS型安全防墜器制動靈敏，性能穩定，能達到防墜落的要求。采用破裂閥作為升降平臺防墜落裝置,與液壓缸剛性連接，如果升降平臺有多個液壓缸，則每個液壓缸都應設置破裂閥。破裂閥又叫限速切斷閥，當管路中流量增加導致破裂閥的進出口出現的壓差超過設定值時，自動截至油路使載貨平臺停止運行。對于間接作用的液壓升降平臺，懸掛裝置故障如鋼絲繩松弛或鏈條松鏈導致的載貨平臺意外下墜未能起到保護的作用。因此，應在下降油路中加裝壓力控制閥（見圖3），其作用為當檢查到系統壓力低于最小操作壓力值時，切斷卸油回路，從而防止載貨平臺下墜。若升降平臺安全性要求較高，可以同時設置SAS型安全防墜器和破裂閥，破裂閥在升降平臺下行時起監測壓力的作用。

圖3 壓力控制閥

2.2 停層保護裝置

升降平臺應設置停層保護裝置，防止平層裝卸貨物時，液壓缸破裂或異常泄壓導致載貨平臺沉降而引起裝卸人員的剪切、擠壓或碰撞的安全事故。停層保護裝置應在防墜裝置動作前動作，且應有電氣聯鎖，當該保護裝置打開時，電氣安全開關應使升降平臺不能起動。調研中使用的停層保護裝置有2種類型：采用截止閥的停層保護裝置和采用電動推桿+行程開關的停層保護裝置，如圖4所示。

圖4 升降平臺停層保護裝置

采用截止閥作為升降平臺停層保護裝置，在液壓缸底部安裝一個手動球閥作，當載貨平臺平層時，手動截止閥，截斷液壓泵站到液壓缸的回路，防止由液壓故障導致液壓油回流而產生的沉降。該裝置存在2點安全隱患：1）當平臺平層時，液壓缸位于平臺底部，操作截止閥的位置存在平臺墜落而發生人員擠壓的風險，且當平臺平層時，下方空間應設有聯鎖保護，以防人員進入。2）截止閥只截斷液壓泵站到液壓缸的回路，當液壓缸發生泄露時無法起到安全保護作用，故該裝置不符合安全要求。

采用電動推桿+行程開關裝置作為升降平臺停層保護裝置，該裝置安裝在載貨平臺上，隨平臺升降，當載貨平臺平層時，電動推桿伸縮桿卡住整體的金屬結構，防止裝卸貨物時，平臺意外下降。推桿端部裝設限位開關作為電氣聯鎖開關，驗證推桿的伸縮狀態，防止推桿伸出時啟動設備，該裝置有效性和可靠性高，達到安全要求。

2.3 超載保護裝置

升降平臺應設置超載保護裝置，防止超載運行導致金屬結構整體失穩或局部失穩。當載荷大于額定載重量，但不超過110%的額定載重量時，超載保護裝置起作用，此時載貨平臺不能啟動。常見的超載保護裝置有3種：采用壓力繼電器、拉力傳感器、溢流閥和行程開關+壓縮彈簧的裝置，如圖5所示。

圖5 升降平臺超載保護裝置

采用壓力繼電器作為升降平臺超載保護裝置，是將壓力繼電器安裝于液壓油泵的組合閥和液壓缸中間的位置，當液壓系統的壓力達到設定的閾值時，進行總電源開關的通斷。該裝置要求精度較高，而且由于液壓升降平臺在運行過程中，油溫變化引起油壓不穩定，壓力繼電器所測得的值出現波動，超載控制的可靠性較差，故不推薦使用。采用拉力傳感器作為升降平臺超載保護裝置，是將拉力傳感器連接在載貨平臺懸掛裝置固定端，載貨平臺上的貨物質量通過鋼絲繩、鏈條或其他裝置傳遞到傳感器上，傳感器的信號再傳輸到處理器上進行邏輯判斷。該裝置可靠性好，可以易于加裝和調節。采用行程開關+彈簧作為升降平臺超載保護裝置，是在載貨平臺金屬結構與鏈條之間安裝彈簧，貨物的質量通過平臺傳遞到彈簧上，根據彈簧的升縮量調整行程開關的位置，從而進行超載限制。該裝置簡單，而且可以設置雙限位進行報警和控制，可靠性高。采用拉力傳感器和采用行程開關+彈簧作為升降平臺超載保護裝置，在停層裝卸貨物時，停層裝置卡在金屬結構上時，設備啟動時需微升超載裝置才起作用，而且受載貨平臺內貨物不平衡影響，其精確性容易出現偏差，故這2種超載保護裝置安裝精度要求較高。

采用溢流閥作為升降平臺超載保護裝置，無法達到超載不啟動的功能要求。溢流閥的主要作用為液壓過載保護，當系統壓力增大時，溢去系統多余的油液，調整系統壓力并保持基本穩定。當升降平臺主回路必須設置溢流閥，在設備向上運行時，起到監控系統油壓的作用，當系統油壓超過閾值時，溢流閥導通使系統油壓下降。升降平臺尤其是大噸位的設備，其滿載壓力值較大，應選用先導式溢流閥，如果選用直動式溢流閥則對其調壓彈簧的要求會很高，這樣使得閥的調節性能變差[3]。先導式溢流閥讓液壓油先通過先導閥，其流量小易于調節控制，使得其溢流效果在高壓系統中也能實現。

2.4 圍欄門保護裝置

升降平臺設置應設置門保護裝置，防止圍欄門意外開啟時，導致設備運動對人的剪切、碰撞或擠壓和人的意外高空墜落。門不允許向升降平臺方向打開，且應設置機械鎖緊裝置和電氣聯鎖裝置，當平臺離開地面位置時，門不能打開；當門打開時，電氣安全開關應使載貨平臺停止或不能啟動。圍欄門應設置緊急開鎖裝置，在緊急情況下，使用一個專門工具可以把門打開。升降平臺的圍欄門保護要求較高，一種采用機械+電氣聯鎖作為升降平臺門保護裝置，其結構如圖6所示。

圖6 采用機械+電氣聯鎖作為升降平臺圍欄門保護裝置

采用機械+電氣聯鎖作為升降平臺圍欄門保護裝置，磁吸門刀安裝在平臺上方，機械認證平臺停靠在本層，得電右移帶動外門開鎖，3～5 s后磁吸門刀失電復位，外門鎖在鎖鉤靠重力復位并保持鎖緊。外門電鎖橋接片安裝在外門上方，即使外門鎖鉤復位，如外門未關閉，門鎖電氣回路不接通。該裝置安全可靠，達到安全要求。

3 結語

安全保護與防護裝置是保證升降平臺安全運行的關鍵，本文對升降平臺常見的一些專項安全保護措施作了總結和分析。每種安全保護與防護裝置的設置都應視具體的工作環境和工作情況而定，各生產和使用單位應在充分研究升降平臺潛在風險源、安全保護與防護裝置裝設要求的基礎上，設置滿足的裝置，保障升降設備的安全運行。