鄧佐林，楊雨航

（中山市節(jié)節(jié)高機(jī)械設(shè)備有限公司，廣東 中山 528400）

1 工作概況

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也突飛猛進(jìn)，塔式起重機(jī)（以下簡稱塔機(jī)）在建設(shè)工程中大量使用，是解決施工過程中建筑材料的垂直和水平運輸不可缺少的大型機(jī)械設(shè)備。

高層建筑物所使用的塔機(jī)是隨建筑物增高而逐漸增加高度的，自升式塔機(jī)是最常用的，它的升高是通過頂升套架上的液壓頂升系統(tǒng)來實現(xiàn)，即由頂升油缸活塞桿上的頂升橫梁落入塔身上的頂升踏步的槽內(nèi)，開啟液壓系統(tǒng)致使頂升油缸工作將頂升力傳遞到套架，托起塔機(jī)回轉(zhuǎn)總成、塔尖、平衡臂總成、起重臂總成、起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)等，在此過程中兩個踏步在頂升過程中承受著巨大的壓力。通過套架頂起塔機(jī)上部再加裝或拆減標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加節(jié)來實現(xiàn)塔機(jī)高度的變化。如圖1所示為頂升加節(jié)示意圖，即當(dāng)套架托起回轉(zhuǎn)總成一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)身位后，引進(jìn)固定一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至塔身上，使塔機(jī)增加一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的高度。

圖1 頂升加節(jié)示意圖

由于塔機(jī)在頂升加節(jié)或者降節(jié)過程中，塔機(jī)上部的重力全部通過頂升橫梁作用在塔身踏步上，頂升橫梁是否安全可靠的落入踏步內(nèi)取決宇塔機(jī)安裝工人為因素，往往因為安裝工在頂升過程中如有操作不當(dāng)，使頂升橫梁沒有穩(wěn)妥落入踏步的弧形槽中，致使在頂升過程頂升橫梁從踏步上脫落發(fā)生因“墩塔”而引起的群死群傷重大安全事故時有 發(fā)生。

2 防脫裝置方案設(shè)計

為杜絕上述事故的再度發(fā)生，2008年8月國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布的《塔式起重機(jī)》GB/T 5031-2008（2009年2月1日實施），明確了塔機(jī)爬升裝置要具備防脫功能。

在2009年標(biāo)準(zhǔn)實施之前生產(chǎn)的沒有設(shè)置防脫裝置塔機(jī)，目前仍在大量使用，裝拆過程中存在一定的安全隱患。針對這部分的塔機(jī)，為保證其在安裝與拆卸過程中的安全、可靠，我們提出了一個加裝了防脫裝置的方案。

結(jié)合圖2來描述防脫裝置及其工作原理：

圖2 頂升機(jī)構(gòu)防脫裝置工作原理

如圖2所示，在頂升橫梁兩端（兩端對稱，圖上僅繪出1端）上面分別焊接短軸，短軸上安裝有防脫鉤，短軸頂部穿裝開口銷以防止防脫鉤脫離短軸；防脫鉤上設(shè)計有銷軸孔，在短軸的軸肩上相應(yīng)位置設(shè)計有2個銷軸孔，在兩銷軸孔分別對應(yīng)防脫鉤位于工作位與非工作位時，與防脫鉤上銷軸孔之間穿裝銷軸，以固定防脫鉤的位置。

圖2所示防脫鉤位于工作位時，頂升橫梁兩端防脫鉤兩相互垂直豎直面貼近兩塔身主弦桿的兩內(nèi)側(cè)面，這樣就約束頂升橫梁相對于塔身水平軸兩個方向平移的自由度、豎直軸向旋轉(zhuǎn)自由度即水平縱向軸旋轉(zhuǎn)自由度，豎直方向平移自由度由踏步頂面及頂升橫梁重力約束，水平橫向軸旋轉(zhuǎn)自由度則由頂升橫梁重力及油缸頂升力約束，約束了頂升橫梁相對塔身的這6個自由度，就能夠確保頂升橫梁相對塔身踏步不會滑脫，從而杜絕“墩塔”事故 發(fā)生。

加裝了防脫組裝的塔機(jī)，在頂升加節(jié)時的操作程序是：

（1）檢查液壓系統(tǒng)，待一切正常。

（2）設(shè)專人檢查確認(rèn)頂升橫梁兩端圓柱落在踏步弧位，拔出防脫裝置銷軸，旋轉(zhuǎn)防脫鉤，使其鉤住標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿，并插上銷軸給其固定位置，兩端做法一致，確認(rèn)無誤后通知頂升。

（3）開動液壓系統(tǒng)，使活塞桿伸出，將爬升架及其以上部分頂起10～20mm時停止，檢查頂升橫梁、爬升架等傳力部件是否有異響、變形，油缸活塞桿是否有自動回縮等異常現(xiàn)象，確認(rèn)正常后，繼續(xù)頂升。

（4）頂起約1.6m，并使爬升架上的爬爪位于對應(yīng)的踏步上方，停止頂升，并回縮油缸，使爬爪落在踏步上。

（5）確認(rèn)兩個爬爪都準(zhǔn)確地落在踏步弧位上并承受住爬升架及其以上部分的重量后，拔出防脫裝置上銷軸，旋轉(zhuǎn)防脫鉤至頂升橫梁上方，并插上銷軸給其固定位置，兩端做法一致。

（6）將油缸活塞全部縮回，頂升橫梁上升，確認(rèn)落在上方最近的1組踏步弧位內(nèi)，重復(fù)前述2操作，使頂升橫梁兩端防脫鉤鉤住標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿，并插上銷軸給其固定位置，確認(rèn)無誤后進(jìn)行下一次 頂升。

3 結(jié)束語

加裝防脫裝置的塔吊，經(jīng)過一段時間的試用，達(dá)到了預(yù)期效果?？偨Y(jié)如下：

（1）結(jié)構(gòu)簡單。僅在頂升橫梁兩端各安裝1套防脫裝置，每套防脫裝置僅有兩個主要零件，即短軸與防脫鉤，外加用于定位的銷軸及開口銷。

（2）安全可靠。當(dāng)頂升橫梁兩端擱置在踏步的弧位上，將防脫鉤鉤住塔身主弦桿且插入銷軸，即能夠確保頂升橫梁在踏步上的位置不會脫落，安全可靠。

（3）操作方便。當(dāng)頂升橫梁落到踏步上，在檢查確認(rèn)時，只需拔出銷軸，旋轉(zhuǎn)防脫鉤使其鉤住塔身主弦桿，再插入銷軸（零一端操作相同）即可。

（4）經(jīng)濟(jì)實用。本文所提到的防脫裝置，零件數(shù)量少、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。

目前生產(chǎn)的塔機(jī)的防脫措施大都是在踏步上加工1個孔（或開槽），頂升橫梁上增加一零件，在其上相應(yīng)位置也加工1個孔，待頂升橫梁落到踏步上的弧位后，在踏步的孔（或槽）與頂升橫梁上零件的孔中穿入銷軸來防止頂升橫梁從踏步上脫落。為保證踏步上加工孔（或開槽）后不降低其強度，那么踏步外形尺寸必然要相應(yīng)加大，用料也就增加，每臺塔機(jī)有幾十個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，每個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上有4個踏步，這么多個踏步用料及加工孔（或開槽）的費用可想而知，相比之下本文提到的頂升橫梁防脫方案不失為更好的選擇。