防冲顶装置对龙门吊故障发生率的影响

李新生，赵兴超，王 飞

（中国建筑土木建设有限公司，北京 100073）

1 选题背景

对中国建筑土木建设有限公司郑济高铁内租作业队的10台MH10-18 和MH10t-17m-6mA3 型龙门吊以及其他作业队的龙门吊进行观察，发现即使在装有高度限位的情况下，龙门吊也时常发生冲顶现象，甚至导致龙门吊电葫芦损坏（图1）。通过作业队分析发现，故障主要原因是高度限位器设置不合理，失效后易造成冲顶，因此单重安全措施并不能满足安全生产的条件，为提高生产的安全性就必须采用多重保护措施。

图1 冲顶损坏的电葫芦

虽然作业队龙门吊数量众多，但每一个钢筋加工厂所配备龙门吊均承担不同的施工工序，各工序之间相互配合，如果一台龙门吊维修时间过长将会影响整个钢筋加工厂生产。冲顶故障发生后，会导致电动葫芦盘绳器损坏，龙门吊在起升过程中，将无法有序收纳钢丝绳、造成钢丝绳受损，更易引起较大的安全事故。电动葫芦冲顶故障的维修难度大，维修人员登高作业存在较大危险性，冲顶故障严重时需更换电动葫芦，维修成本高；必要时需要使用吊车进行配合，危险系数大（图2）。

图2 维修人员对损坏的电葫芦进行维修

对龙门吊在一个月内发生故障及排除故障所用时间进行调查，发现龙门吊冲顶故障的平均维修时间达到6 h 和平均维修费用达到5000 元，是所有故障中占比最高的（表1）。因此，为降低作业队生产成本同时保证生产的安全性，设计制造一个防冲顶的装置来降低龙门吊冲顶的发生率十分必要。

表1 龙门吊故障维修统计

2 防冲顶装置的材料选取及制造方法

防冲顶装置采用的材料为50 mm×50 mm×5 mm 的角铁，该种材料常见，价格便宜，强度完全满足结构要求。因作业队有电焊机，并且有自己的焊工，便采用了电弧焊的方式进行焊接。安装采用螺栓紧固的方式，相比于焊接固定方式，螺栓紧固在安装强度达到标准的同时易于拆卸，可重复利用，且有利于龙门吊其他部位维修，降低了作业人员维修难度，提高维修时安全性。

3 防冲顶装置的结构设计及原理

经设计小组的讨论，采用重力连杆方式，将两个限位器进行串联，同时控制龙门吊起升回路。该设计既能保证龙门吊起升至规定高度后，断开回路，避免龙门吊冲顶，起到高度限位的作用，还设置了两道保险和一道机械止挡，增加了安全系数；同时整个装置框架也可作为全部保险装置失效后的缓冲装置，避免电动葫芦及盘绳器的损坏（图3）。

图3 防冲顶装置的结构

龙门吊吊钩起升过程：碰到连杆，继续上升过程中，连杆松开对限位器1 触点的压迫，导致起升线路断开，起升动作停止；如果限位器1 失效，吊钩继续带动连杆上升，到达限位器2 处，压迫限位器2 触点，致使起升回路断开，动作停止；如果限位器全部失效，连杆在止挡2 处停止，采取机械止挡的方式，继续阻止吊钩上升，避免冲顶。

4 防冲顶装置的效益

对安装防冲顶装置前每月发生冲顶故障次数和安装后每月发生冲顶故障次数对比，发现安装后各龙门吊发生冲顶故障次数清零，所以防冲顶装置能有效杜绝冲顶故障的发生（表2）。

表2 安装该防冲撞装置前后各龙门吊冲顶故障次数统计

（1）在经济效益方面。项目现管辖10 t 龙门吊10 台，项目施工周期为12 个月，未安装防冲顶装置前每月需维修龙门吊冲顶故障3 次。其中，人工费用1000 元，更换电动葫芦3000 元，租赁吊车费用1000 元，维修费用共计20 000 元，项目完成后预计维修费用24 万元。安装防冲顶装置后每月维修次数减至0 次，该项维修费用清零，预计节省维修成本25 万元。

（2）在技术效益方面。改进后的高度限制，使得龙门吊的操作更加简单安全，施工操作简捷有效；同时还可以在同类型不同吨位的龙门吊等起重设备上推广，节省大量维修成本。

（3）在社会效益方面。提高了龙门吊的维修速度，节省重要工序时间，保证施工生产进度，树立公司品牌，为公司向业主提供优质服务打下坚实基础。

5 总结与展望

通过分析防冲撞装置对龙门吊冲顶事故发生率的影响，可以得出：防冲撞装置能有效降低龙门吊冲顶事故，提高设备使用的安全性和生产的经济效益。该装置是一个成功的设计，其有效使用为其他提运架设备上的电葫芦和卷扬机的改造提供了一个思路。

未来将利用这一成果继续开展其他装置的改进设计，在施工过程中拟定将《跨线式提梁机供电装置的改进》作为下一下循环课题。