預(yù)防電動(dòng)葫蘆現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆發(fā)生吊物墜落事故。現(xiàn)場(chǎng)的目擊者李杰回憶了當(dāng)時(shí)事故發(fā)生的情況。
李杰說,當(dāng)時(shí),鋼絲繩電動(dòng)葫蘆在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí),吊鉤連同吊物在上升過程中突然失速墜落,砸在地鐵施工井道底部地面上。安裝單位現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人張林介紹說,這一批次的電動(dòng)葫蘆共有18臺(tái),計(jì)劃分別安裝在大連某地鐵施工沿線,剛剛安裝完畢10臺(tái),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(xiàn)場(chǎng),起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩完好,無斷裂等現(xiàn)象,電動(dòng)葫蘆已解體,電動(dòng)葫蘆卷筒中間浮動(dòng)軸嚴(yán)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(jī)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(yán)重。
事故原因分析
經(jīng)過事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物勘查及測(cè)量,調(diào)查人員對(duì)電動(dòng)葫蘆脫繩墜物事故原因進(jìn)行了多項(xiàng)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(chǔ)上增加了筒的長(zhǎng)度(因起升范圍為40m,超過普通的常速電動(dòng)葫蘆的標(biāo)準(zhǔn)起升高度30m的限定值),從而使卷筒軸的長(zhǎng)度增加,而軸直徑為41mm,并未做相應(yīng)增大。卷筒中間浮動(dòng)軸總長(zhǎng)度為1820mm,非工作面軸直徑41mm,工作面軸直徑為38mm。卷筒軸為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu),在受載后要發(fā)生彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形,如果軸的剛度不足,軸的變形過大,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(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)軸的剛度進(jìn)行校核。經(jīng)校核后發(fā)現(xiàn),該軸的剛性不能滿足使用要求,導(dǎo)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(xiàn)象,嚴(yán)重危害軸的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
其次是浮動(dòng)軸的裝配,從對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)葫蘆實(shí)物勘查來看,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(dǎo)致在使用過程中花鍵軸套發(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(dá)不到設(shè)計(jì)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(zhuǎn),電動(dòng)葫蘆制動(dòng)器失效,無法起到制動(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)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物外觀檢查,發(fā)現(xiàn)斷裂的卷筒軸有陳舊裂紋,屬于原材料缺陷;通過花鍵表面磨損情況能夠反映出熱處理硬度達(dá)不到要求。
通過現(xiàn)場(chǎng)勘查測(cè)量和計(jì)算分析,得出事故的原因主要有3點(diǎn):生產(chǎn)廠家在大起升高度電動(dòng)葫蘆卷筒軸的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上存在缺陷;生產(chǎn)廠家在電動(dòng)葫蘆的裝配環(huán)節(jié)上存在嚴(yán)重質(zhì)量問題;出廠時(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(xiàn)場(chǎng)一般要求電動(dòng)葫蘆起升高度達(dá)到45m以上,為滿足施工現(xiàn)場(chǎng)要求,可以采用雙層纏繞、增大卷筒直徑、增加卷筒長(zhǎng)度等措施,但這幾種方法有諸多缺點(diǎn)。
雙層纏繞的方法對(duì)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(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行雙層纏繞,只好將導(dǎo)繩器改為壓繩器。由于沒有導(dǎo)繩器,斷火限位器用不上,只能用行程開關(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(yīng)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,原來的電動(dòng)機(jī)功率和減速器扭矩都達(dá)不到要求,需重新設(shè)計(jì)中間軸、聯(lián)軸器、導(dǎo)繩器、卷筒裝置等零部件,使制造成本過高,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大,有可能達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)要求。如果用大噸位代替小噸位,同樣是成本過高,而且起升高度增加不顯著。
增加卷筒長(zhǎng)度受到外形尺寸和中間軸的限制。卷筒長(zhǎng)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,并且給加工帶來難度。過長(zhǎng)的中間軸剛性較差,高速旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)過大,易出現(xiàn)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(diào)查人員建議,采用加長(zhǎng)卷筒長(zhǎng)度、增加卷筒數(shù)量、改變倍率等綜合措施開發(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題,有效避免此類事故的再次發(fā)生。