陸 瑢瑢 邱 郡

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 200333）

一起電動單梁起重機(jī)脫軌墜落事故的分析

陸 瑢瑢 邱 郡

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 200333）

本文介紹了一起電動單梁起重機(jī)運(yùn)行脫軌墜落的事故案例，分析了造成事故的直接原因和間接原因，匯總了起重機(jī)運(yùn)行啃軌故障的常見致因，提出了預(yù)防起重機(jī)墜落事故的管理手段和技術(shù)措施，對預(yù)防和減少同類事故具有警示意義。

電動單梁起重機(jī) 脫軌 墜落 啃軌 事故預(yù)防

1 事故簡介

2014年1月，上海市某金屬材料有限公司鋼材倉庫內(nèi)，當(dāng)班起重機(jī)司機(jī)駕駛一臺空載運(yùn)行的電動單梁起重機(jī)剛剛起動離開登機(jī)平臺，起重機(jī)便從運(yùn)行軌道上脫軌，整體墜落至地面，所幸事故僅造成司機(jī)輕傷，起重機(jī)部分損壞。

2 事故現(xiàn)場勘察

1）事故起重機(jī)為電動單梁起重機(jī)，駕駛室操作，型號LD10t-19.1m，額定起重量10t，跨度19.1m，起升高度9m，大車運(yùn)行速度30m/min，運(yùn)行軌道頂面距地面高8.1m。

2）事發(fā)時(shí)起重機(jī)從登機(jī)平臺出發(fā)由東向西運(yùn)行，登機(jī)平臺設(shè)置在倉庫北側(cè)。起重機(jī)墜地后擱置在地面堆放的鋼管上，呈南側(cè)端梁超前、北側(cè)（駕駛室側(cè)）端梁滯后的狀態(tài)（如圖1所示）。

圖1 事故現(xiàn)場平面示意圖

3）起重機(jī)駕駛室懸掛于主梁上靠近北側(cè)端梁，墜地后受到擠壓嚴(yán)重變形，駕駛室內(nèi)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制器采用凸輪控制四檔調(diào)速，控制手柄處于二檔位置。

4）起重機(jī)兩側(cè)端梁上，順起重機(jī)大車運(yùn)行方向，從動車輪在前，主動車輪在后。車輪踏面寬度70mm，輪緣高度10mm，大車運(yùn)行軌道踏面寬度46mm?？辈炱鹬貦C(jī)橋架、車輪以及起步運(yùn)行段兩側(cè)軌道等與起重機(jī)大車運(yùn)行關(guān)聯(lián)的幾何尺寸，未發(fā)現(xiàn)超出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷。

3 大車驅(qū)動電機(jī)測試

3.1 驅(qū)動電機(jī)基本情況

起重機(jī)南北兩側(cè)端梁上各裝有一臺錐形繞線轉(zhuǎn)子三相異步制動電動機(jī)，用來驅(qū)動大車運(yùn)行，生產(chǎn)日期2004年4月，型號規(guī)格ZDR100-4，額定轉(zhuǎn)速1350r/min，額定功率1.5kW，額定轉(zhuǎn)矩10.61N·m，繞線式轉(zhuǎn)子繞組通過碳刷引出導(dǎo)線串聯(lián)電阻作為調(diào)速之用。

3.2 電動機(jī)繞組直流電阻測量

兩臺電動機(jī)定子繞組（各三相）的直流電阻均為3.65Ω。南側(cè)電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組（三相）的直流電阻為0.43Ω，北側(cè)電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組（三相）中的兩相直流電阻為0.44Ω，另一相直流電阻為無窮大，表明北側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一相斷路。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，北側(cè)電機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組引出線中，有一相繞組的引出線與電動機(jī)碳刷滑環(huán)連接脫落，脫落原因在于該相繞組出線的OT型接線鼻子斷裂。

3.3 電動機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)

經(jīng)試驗(yàn)，南側(cè)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能正常，空載轉(zhuǎn)速1420r/min。北側(cè)（駕駛室側(cè)）電動機(jī)空載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其性能有較大的下降，包括：轉(zhuǎn)速下降至750r/min，定子繞組電流增大至7.5A（額定值4.3A），電機(jī)振動明顯增大、噪聲異常，輸出轉(zhuǎn)矩顯著下降。運(yùn)行試驗(yàn)進(jìn)一步證明，北側(cè)電動機(jī)存在轉(zhuǎn)子回路斷相的嚴(yán)重缺陷。電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路斷相的狀態(tài)下運(yùn)行，由于電磁轉(zhuǎn)矩失衡，將導(dǎo)致其起動力矩和輸出功率大幅下降。

4 事故原因分析

4.1 事故過程分析

起重機(jī)脫軌墜落發(fā)生在大車空載由東向西起動運(yùn)行階段，此時(shí)電動葫蘆偏離主梁中心靠近北側(cè)端梁，加上位于北側(cè)駕駛室的重量，使得起重機(jī)北側(cè)車輪輪壓大于南側(cè)輪壓。北側(cè)電動機(jī)因轉(zhuǎn)子回路斷相，起動力矩和輸出功率大幅下降，而其負(fù)載大于南側(cè)，使得北側(cè)車輪起動速度慢于南側(cè)，而起動過程長于南側(cè)。在此工況下，起重機(jī)起動階段大車兩側(cè)車輪的運(yùn)行軌跡不是正常的自東向西兩條平行直線，而是以北側(cè)端梁為回轉(zhuǎn)中心，主梁長度為半徑的順時(shí)針弧線。大車運(yùn)行方向上從動車輪在前，驅(qū)動車輪在后的布局，使得處于弧線運(yùn)行軌跡弧頂?shù)哪蟼?cè)從動車輪外輪緣內(nèi)側(cè)以較大的角度斜向切壓和撞擊軌道外緣。后方驅(qū)動電機(jī)以二檔速度起動運(yùn)行時(shí)提供了較大的起動力矩，迫使南側(cè)從動車輪踏上軌面后脫軌，并進(jìn)一步導(dǎo)致驅(qū)動車輪和南側(cè)端梁完全脫軌墜落。南側(cè)端梁墜落時(shí)，拉動橋架和北側(cè)端梁從軌道上滑落下墜。

4.2 事故直接原因

起重機(jī)北側(cè)大車驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組因接線鼻子斷裂而缺失一相，使其輸出轉(zhuǎn)矩大幅下降，加之起重機(jī)北側(cè)輪壓大于南側(cè)輪壓，加劇了起重機(jī)偏斜運(yùn)行的程度。運(yùn)行方向上從動輪在前，驅(qū)動輪在后的布局進(jìn)一步推動了南側(cè)車輪爬上軌面脫軌后端梁墜落，進(jìn)而導(dǎo)致起重機(jī)整機(jī)墜落。

4.3 事故間接原因

1）事故單位由于設(shè)備數(shù)量少，相應(yīng)安全管理制度和操作規(guī)程欠缺，設(shè)備日常檢查隨意性大，因而從安全管理環(huán)節(jié)就未能有效保證起重機(jī)械的完好性。

2）事故單位配備了起重機(jī)械操作人員和安全管理人員，但均未能有效履行安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定的責(zé)任和義務(wù)，日常維護(hù)保養(yǎng)和自行檢查工作不夠細(xì)致，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患。

3）該起重機(jī)在本次事發(fā)前曾發(fā)生過一次運(yùn)行脫軌但未墜落的險(xiǎn)肇事故，但使用單位未能徹底查明其原因，繼續(xù)使用終于導(dǎo)致事故。

5 事故警示和預(yù)防建議

5.1 起重機(jī)運(yùn)行啃軌常見原因

起重機(jī)運(yùn)行啃軌，即車輪輪緣與軌道側(cè)面摩擦，是常見的故障現(xiàn)象。啃軌嚴(yán)重時(shí)會引起車輪爬上軌面脫軌，甚至引起起重機(jī)橋架墜落。起重機(jī)運(yùn)行啃軌的常見原因列舉如下：

●5.1.1 軌道缺陷

1）軌距、平行度、直線度等超差，包括軌道安裝水平彎曲過大，軌道局部變形過大，軌道“八字形”，軌道壓板螺栓松動或壓板無止退墊而引起的軌道位置移動。

2）同一截面上兩根軌道相對標(biāo)高超差過大。

3）起重機(jī)主梁變形造成小車軌道旁彎。

●5.1.2 車輪缺陷

1）安裝因素或橋架（主梁、端梁或小車架）變形原因?qū)е碌能囕喫狡?、垂直偏斜、四輪不在同一平面?nèi)、前后車輪不在同一直線上運(yùn)行。

2）兩主動車輪踏面直徑尺寸不等，引起的兩車輪運(yùn)行線速度不一。

3）車輪錐度方向安裝錯誤，破壞了兩輪間速度調(diào)整性能。

●5.1.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu)不同步

1）安裝問題導(dǎo)致起重機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的“三條腿”現(xiàn)象。

2）分別驅(qū)動時(shí)，兩側(cè)電機(jī)不同步（額定轉(zhuǎn)速、響應(yīng)速度）或者制動器的制動力矩不相等。

3）傳動軸聯(lián)軸節(jié)間隙過大或太松動，齒輪嚙合間隙大。

4）軌道或車輪上有影響摩擦系數(shù)的污垢而導(dǎo)致兩主動輪驅(qū)動力不同。

5）起重機(jī)兩側(cè)主動車輪輪壓不一致，且驅(qū)動電機(jī)起動過猛。

6）一側(cè)驅(qū)動電機(jī)損壞或斷電，包括：接觸器觸點(diǎn)頻繁啟動造成燒蝕等引發(fā)觸點(diǎn)接觸不良；熔斷器選型過小造成發(fā)熱燒斷缺相；電源接觸不良造成缺相；電機(jī)進(jìn)線接觸不良；由于啃軌導(dǎo)致運(yùn)行阻力高于設(shè)計(jì)值，迫使運(yùn)行電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)長時(shí)超載運(yùn)行造成的電動機(jī)燒壞等。

5.2 加強(qiáng)企業(yè)特種設(shè)備安全管理制度建設(shè)

1）安全是特種設(shè)備安全使用的基礎(chǔ)保障，起重機(jī)械使用單位作為特種設(shè)備安全的主體責(zé)任單位，應(yīng)當(dāng)依據(jù)《特種設(shè)備安全法》和《起重機(jī)械使用管理規(guī)則》，建立健全起重機(jī)日常維護(hù)保養(yǎng)和自行檢查的安全管理制度和操作規(guī)程，并切實(shí)有效地貫徹實(shí)施，保障起重機(jī)的完好性。

2）《起重機(jī)械使用管理規(guī)則》規(guī)定，起重機(jī)械的日常維護(hù)保養(yǎng)、自行檢查，應(yīng)當(dāng)由使用單位的起重機(jī)械操作人員實(shí)施；全面檢查，應(yīng)當(dāng)由使用單位的起重機(jī)械安全管理人員負(fù)責(zé)組織實(shí)施。使用單位無能力進(jìn)行上述工作時(shí)，應(yīng)委托具有起重機(jī)械制造、安裝、改造資質(zhì)的單位實(shí)施，并簽訂工作合同。

3）《特種設(shè)備安全法》規(guī)定，特種設(shè)備出現(xiàn)故障或者發(fā)生異常情況，使用單位應(yīng)當(dāng)停止使用，對其進(jìn)行全面檢查，消除事故隱患，方可繼續(xù)使用。

5.3 采取技術(shù)措施預(yù)防起重機(jī)脫軌墜落事故

如采取防偏斜運(yùn)行，在端梁內(nèi)外側(cè)加裝防墜落裝置技術(shù)措施[1]。

1 馮建平.電動單梁起重機(jī)出軌墜落事故的分析[J].中國特種設(shè)備安全,2011.27(4):65～66

2 電動單梁起重機(jī)典型案例分析及預(yù)防[J].中國特種設(shè)備安全,2012,28(6):56～58.

3 陳海林,等.電動單梁起重機(jī)主梁上拱度的測量與修正[J].中國特種設(shè)備安全,2010,26(3):27～28.

4 呂正銳,等.電動單梁(懸掛)起重機(jī)防墜落裝置設(shè)計(jì)[J].中國特種設(shè)備安全,2010,26(6):14～15.

5 張山林.電動單梁起重機(jī)主梁拱度測量數(shù)據(jù)的處理[J].中國特種設(shè)備安全,2013,29(8): 16～17.

Analysis and Warning about a Derailed and Fallen Accident of an Electrically Driven Single Beam Bridge Crane

Lu Rong Qiu Jun
（Shanghai Institute of Special Equipment Inspection and Technical Research Shanghai 200333）

A derailed and fallen accident case of an electrically driven single beam bridge crane was introduced, by methods of field investigation, related tests and process analysis, direct and indirect causes of the accident were analyzed. Based on the accident case, normal cause factors of rail gnawed failure while cranes operating were collected, managerial actions and technical measures for preventing crane fallen accident were put forward, which would be of universal warning signifcance for preventing and reducing such accidents.

Electrically driven single beam bridge Crane Derailed Fallen Gnaw on the Rail Accident prevention

X941

B

1673－257X(2014)11－76－03

10.3969/j.issn.1673-257X.2014.11.022

陸瑢（1965～),女,工程師，從事特種設(shè)備事故調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析。

2014-07-23）