預防電動(dòng)葫蘆現場(chǎng)作業(yè)墜落事故
2010年8月5日,安裝在大連某地鐵施工現場(chǎng)的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆發(fā)生吊物墜落事故?,F場(chǎng)的目擊者李杰回憶了當時(shí)事故發(fā)生的情況。
李杰說(shuō),當時(shí),鋼絲繩電動(dòng)葫蘆在進(jìn)行現場(chǎng)作業(yè)時(shí),吊鉤連同吊物在上升過(guò)程中突然失速墜落,砸在地鐵施工井道底部地面上。安裝單位現場(chǎng)負責人張林介紹說(shuō),這一批次的電動(dòng)葫蘆共有18臺,計劃分別安裝在大連某地鐵施工沿線(xiàn),剛剛安裝完畢10臺,就已經(jīng)發(fā)生3起電動(dòng)葫蘆脫繩墜物事故,但未發(fā)生人身傷亡事故。
在事故現場(chǎng),起升機構鋼絲繩完好,無(wú)斷裂等現象,電動(dòng)葫蘆已解體,電動(dòng)葫蘆卷筒中間浮動(dòng)軸嚴重彎曲,連接卷筒中間浮動(dòng)軸和減速器端卷筒半花鍵軸及電動(dòng)機端卷筒半花鍵軸的花鍵套散落在地面,各軸花鍵套與花鍵磨損變形嚴重。
事故原因分析
經(jīng)過(guò)事故現場(chǎng)實(shí)物勘查及測量,調查人員對電動(dòng)葫蘆脫繩墜物事故原因進(jìn)行了多項分析。
首先是浮動(dòng)軸的剛度。該批電動(dòng)葫蘆只是簡(jiǎn)單的在原有CD型電動(dòng)葫蘆的基礎上增加了筒的長(cháng)度(因起升范圍為40m,超過(guò)普通的常速電動(dòng)葫蘆的標準起升高度30m的限定值),從而使卷筒軸的長(cháng)度增加,而軸直徑為41mm,并未做相應增大。卷筒中間浮動(dòng)軸總長(cháng)度為1820mm,非工作面軸直徑41mm,工作面軸直徑為38mm。卷筒軸為細長(cháng)結構,在受載后要發(fā)生彎曲變形和扭轉變形,如果軸的剛度不足,軸的變形過(guò)大,會(huì )影響軸上花鍵套等零件的正常工作。故制造單位在進(jìn)行電動(dòng)葫蘆的設計時(shí),應對軸的剛度進(jìn)行校核。經(jīng)校核后發(fā)現,該軸的剛性不能滿(mǎn)足使用要求,導致軸上花鍵套等零件不能正常使用,發(fā)生徑向振動(dòng),軸向偏移等現象,嚴重危害軸的正常運轉。
其次是浮動(dòng)軸的裝配,從對事故現場(chǎng)電動(dòng)葫蘆實(shí)物勘查來(lái)看,電動(dòng)葫蘆卷筒中間浮動(dòng)軸花鍵軸套未安裝防止軸向竄動(dòng)的彈性卡圈,導致在使用過(guò)程中花鍵軸套發(fā)生軸向竄動(dòng),使卷筒中間浮動(dòng)軸與花鍵軸套嚙合尺寸達不到設計尺寸或者分離,在吊鉤、鋼絲繩自重及被吊物作用下產(chǎn)生卷筒自由旋轉,電動(dòng)葫蘆制動(dòng)器失效,無(wú)法起到制動(dòng)作用,從而發(fā)生電動(dòng)葫蘆脫繩墜落事故。
第三是浮動(dòng)軸的材質(zhì)。通過(guò)現場(chǎng)實(shí)物外觀(guān)檢查,發(fā)現斷裂的卷筒軸有陳舊裂紋,屬于原材料缺陷;通過(guò)花鍵表面磨損情況能夠反映出熱處理硬度達不到要求。
通過(guò)現場(chǎng)勘查測量和計算分析,得出事故的原因主要有3點(diǎn):生產(chǎn)廠(chǎng)家在大起升高度電動(dòng)葫蘆卷筒軸的設計環(huán)節上存在缺陷;生產(chǎn)廠(chǎng)家在電動(dòng)葫蘆的裝配環(huán)節上存在嚴重質(zhì)量問(wèn)題;出廠(chǎng)時(shí)電動(dòng)葫蘆卷筒軸等零件存在缺陷。
解決方案
地鐵施工現場(chǎng)一般要求電動(dòng)葫蘆起升高度達到45m以上,為滿(mǎn)足施工現場(chǎng)要求,可以采用雙層纏繞、增大卷筒直徑、增加卷筒長(cháng)度等措施,但這幾種方法有諸多缺點(diǎn)。
雙層纏繞的方法對卷筒裝置的制造要求較高,增加了擋繩板,鋼絲繩在卷筒上往復運動(dòng)進(jìn)行雙層纏繞,只好將導繩器改為壓繩器。由于沒(méi)有導繩器,斷火限位器用不上,只能用行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行上升極限限位,而缺少了下降極限限位功能,安全性降低。且這種方法因制造難度大,鋼絲繩易磨損,難以得到廣泛應用。
增大卷筒直徑的方法使電動(dòng)葫蘆的升降速度提高,卷筒扭矩加大,原來(lái)的電動(dòng)機功率和減速器扭矩都達不到要求,需重新設計中間軸、聯(lián)軸器、導繩器、卷筒裝置等零部件,使制造成本過(guò)高,零部件通用性差,并且由于加大卷筒直徑,造成吊鉤上極限尺寸過(guò)大,有可能達不到現場(chǎng)要求。如果用大噸位代替小噸位,同樣是成本過(guò)高,而且起升高度增加不顯著(zhù)。
增加卷筒長(cháng)度受到外形尺寸和中間軸的限制。卷筒長(cháng)度增加太大,影響電動(dòng)葫蘆在軌道兩端的極限尺寸,吊不到兩端的重物,并且給加工帶來(lái)難度。過(guò)長(cháng)的中間軸剛性較差,高速旋轉時(shí)振動(dòng)過(guò)大,易出現脫軸和斷軸事故。
鑒于以上3種增加電動(dòng)葫蘆起升高度的方法均不理想,調查人員建議,采用加長(cháng)卷筒長(cháng)度、增加卷筒數量、改變倍率等綜合措施開(kāi)發(fā)的單卷筒1/1 型和雙卷筒2/2型超高電動(dòng)葫蘆,能很好地解決普通電動(dòng)葫蘆起升高度不夠的問(wèn)題,有效避免此類(lèi)事故的再次發(fā)生。