浅谈起重设备重要零部件风险分析
摘要：本文对起重设备重要零部件存在的风险进行了分析，提出了预防起重事故的控制措施及其安全管理要求。
关键词：起重设备； 风险分析； 安全管理要求
0 引言
随着工业生产规模的不断扩大，以及产品生产过程的技术水平日益提高，起重设备的使用越来越普遍，不仅在物料运输领域起着重要作用，而且有些起重设备直接参与生产工艺过程，成为工艺设备的主要组成部分，大大提高了劳动效率，同时减轻了劳动强度。起重设备在给生产过程中带来高效、方便、快捷的同时，因机械的不安全因素及操作人员的不安全行为，容易导致人员伤害及设备事故。起重设备主要由工作机构、金属结构、动力装置和控制系统四个部分组成。其中吊钩、钢丝绳、卷筒、滑轮、制动器、车轮等重要零部件对起重设备的安全运行具有非常重要的作用。因此，研究分析起重设备重要零部件存在的风险，提高作业人员安全操作技能及落实起重设备安全检查制度是保证起重设备安全运行的关键。
1 起重设备重要零部件风险分析
1.1 吊钩风险分析
吊钩是起重机用的最多的取物装置，它承担着吊运的全部载荷，是起重机的重要零件之一，一旦损坏断裂，极易造成重大事故。造成吊钩损坏断裂的原因是由于摩擦及超载致使吊钩产生裂纹、变形、损坏断裂。预防控制措施：
1.1.1 在安装使用前，要检查吊钩是否有制造厂的检验合格证明（吊钩额定起重量和检验标记应打印在钩身低应力区），没有检验合格证明的吊钩，应对吊钩进行材料化学成分检验和必要的机械性能试验（如拉力试验、冲击试验）。另外，还应测量吊钩的原始开口度尺寸。
1.1.2 起重机在作业运行过程中严禁超负荷吊运。
1.1.3 必要时，通过探伤装置检查吊钩的内部状况。吊钩内部不得有裂纹、白点和影响使用安全的任何夹杂物缺陷。
1.1.4 吊钩每年至少要检查1～3次，在检查过程中，通过目测、触摸检查吊钩的表面状况，吊钩表面应光洁，无剥裂、锐角、毛刺、裂纹、折叠、过烧等缺陷。吊钩出现下列情况之一时，应报废：
1.1.4.1 裂纹；
1.1.4.2 危险断面磨损达原尺寸的10%；
1.1.4.3 开口度比原尺寸增加15%；
1.1.4.4 扭转变形超过10°；
1.1.4.5 危险断面或吊钩颈部产生塑性变形；
1.1.4.6 板钩衬套磨损达原尺寸的50%时，应报废衬套；
1.1.4.7 板钩心轴磨损达原尺寸的5%时，应报废心轴。
1.2 钢丝绳风险分析
钢丝绳是起重机上应用最广泛的挠性构件，具有重量轻、挠性好、使用灵活、韧性好、能承受冲击载荷、高速运行中没有噪音、破断前有断丝预兆等优点。钢丝绳破断的主要原因是超载，同时还与在滑轮、卷筒的穿绕次数有关，每穿绕一次钢丝绳就产生由直变曲再由曲变直的过程，穿绕次数越多就易损坏、破断；其次钢丝绳的破断与绕过滑轮、卷筒的直径、工作环境、工作类型、保养情况有关。预防控制措施：
1.2.1 使用检验合格的产品，起重机的钢丝绳要根据工作类型及环境选择适合的钢丝绳，保证其机械性能和规格符合设计要求。
1.2.2 起重机在作业运行过程中起重量不要超过额定起重量。
1.2.3 起重机在作业时不要使钢丝绳受到突然冲击力，使用过程中避免两根及以上钢丝绳的交叉、叠压受力，防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。
1.2.4 使用过程中应注意减少钢丝绳弯折次数，尽量避免反向弯折，减少钢丝绳磨损。
1.2.5 严禁在不洁净的地方拖拉钢丝绳，防止外界因素对钢丝绳的损伤、腐蚀，使钢丝绳性能降低。
1.2.6 保持钢丝绳表面的清洁和良好的润滑状态（根据工作环境确定润滑周期），加强对钢丝绳的保养和维护。
1.2.7 定期对钢丝绳进行检查，保证足够的安全系数，必要时使用前要做受力计算，严禁使用报废钢丝绳。钢丝绳报废标准：
1.2.7.1 断丝数。钢丝绳在任何一段节距内的断丝数达到表6-7的数值时，应该及时报废、更新。
2. 一个节距是指每股钢丝绳绕一周的轴向距离。
1.2.7.2 锈蚀磨损、断丝数折减。钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表1断丝数按表2折减，并按折减后的断丝数报废。
1.3 卷筒风险分析
卷筒是用来卷绕钢丝绳的部件，它承载起升载荷，收放钢丝绳，实现取物装置的升降。在使用过程中会出现筒壁减薄、孔洞及断裂故障，造成这些故障的原因是卷筒和钢丝绳接触相互挤压和摩擦。当卷筒减薄到一定的程度时，因承受不住钢丝绳施加的压力而断裂。预防控制措施：
1.3.1 当吊钩在上极限位置时，保证钢丝绳全部在绳槽中；当吊钩在下极限位置时，余留在卷筒上的钢丝绳，除固定绳尾的圈数外，必须不少于2圈，一般要留5～6圈，以减轻绳索固定处的负荷。
1.3.2 卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松或自紧的性能。对钢丝绳尾端的固定情况，应每月检查一次。
1.3.3 对卷筒、钢丝绳进行定期的润滑（根据工作环境确定润滑周期）。
1.3.4 单层缠绕卷筒的筒体端部应有凸缘，且凸缘应比最外层钢丝绳或链条高出2倍的钢丝绳直径或链条的宽度。
1.3.4 在检查过程中发现以下情况之一时，应报废：
1.3.4.1影响性能的表面缺陷（如：裂绞等）；
1.3.4.2 筒壁磨损达原壁厚的20%；
1.3.4.3 绳槽磨损量大于钢丝绳直径1/4且不能修复时。
1.4 滑轮风险分析
滑轮是起重机上主要传动部件，主要作用是穿绕钢丝绳。在使用过程中会出现轮槽壁减薄、轮缘破损及断裂故障。造成这些故障的原因是卷筒和钢丝绳接触相互挤压和摩擦。预防控制措施：
1.4.1 在使用过程中，定期对转动部分进行加油润滑，这样既能在工作时省力，又能减少轴承磨损和防止锈蚀。
1.4.2 滑轮应有防止钢丝绳跳出轮槽的装置。
1.4.3 滑轮不应有缺损和裂纹，滑轮槽应光洁平整，不得有损伤钢丝绳的缺陷。
1.4.4 每月进行一次检查，检查过程中发现以下情况之一时，应报废：
1.4.4.1 影响性能的表面缺陷（如：裂绞等）；
1.4.4.2 轮槽不均匀磨损达3 mm；
1.4.4.3 轮槽壁厚磨损达原壁厚的20%；
1.4.4.4 因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的50%；
1.4.4.5 其它损害钢丝绳的缺陷。
1.5 制动器风险分析
制动器是起重机重要的部件，其主要作用是阻止悬吊物件下落、实现停车及在某些特殊情况下，按工作需要实现降低或调节机构的运动速度。在起重机作业中制动器会出现制动力不足、制动器突然失灵，制动轮温度过高与制动垫片冒烟、制动臂张不开等机械故障。造成这些机械故障的原因是制动带或制动轮磨损过大；制动带与制动轮间有油垢；主弹簧调得过松或失效；铰链有卡死的地方或制动力矩调得过大，或液压推杆松闸器油缸中缺油。预防控制措施：
1.5.1 定期对制动器进行检查、维护，起升机构的制动器必须每班一次，运行机构的制动器要每天一次，主要检查以下内容：铰链处有无卡滞及磨损情况，各紧固处有无松劲；各活动件的动作是否正常；液压系统是否正常；制动轮与制动带间磨损是否正常、是否清洁。
1.5.2 根据检查的情况来确定制动器是否正常，坚决杜绝带病运行，同时对制动器要定期进行润滑和保养。为了保证起重机的安全运行，制动器必须经常进行调整，从而保证相应机构的工作要求。
1.5.3 制动轮的制动摩擦面不应有妨碍制动性能的缺陷或沾染油污。
1.5.4 制动带与制动轮的实际接触面积不应小于理论接触面积的70%。
1.5.5 制动器应有符合操作频度的热容量，不得出现过热现象。
1.5.6 控制制动器的操纵部位（如踏板、操纵手柄等），应有防滑性能。
1.5.7 检查过程中发现以下情况之一时，应报废：
1.5.7.1 裂绞；
1.5.7.2 制动带摩擦垫片厚度磨损达原厚度的50%；
1.5.7.3 弹簧出现塑性变形；
1.5.7.4 小轴或轴孔直径磨损达原直径的5%；
1.5.7.5 制动轮出现下述情况之一时，应报废：
1.5.7.5.1影响性能的表面裂纹等缺陷；
1.5.7.5.2 起升、变幅机构的制动轮，制动面厚度磨损达原厚度的40%；
1.5.7.5.3 其它机构的制动轮，制动面厚度磨损达原厚度的50%；
1.5.7.5.4 轮面凹凸不平度达1.5 mm时，如能修理，修复后制动面厚度应符合本条中1.5.7.5.2、1.5.7.5.3的要求。
1.6 车轮风险分析
起重机在运行过程中车轮与轨道常见的故障为车轮的啃道及小车"三条腿"、打滑。啃道的主要原因是轨道直线度超标，车轮与轨道的摩擦，车轮安装精度差，车轮水平方向偏斜超差过大，导致车体走斜；小车"三条腿"主要原因是两个轨道的平行度平面度、轨道的垂直下挠和水平弯曲，以及轨道接头的高度差超过标准要求。预防控制措施：
1.6.1 根据吊装作业频率，定期调整轨道，轨道接头间隙不大于2mm，使其达到技术要求。
1.6.2 按车轮安装技术标准调整车轮安装精度。
1.6.3 调整小车车轮轴的水平位置，使其达到同一水平面内。
1.6.4 检查过程中发现以下情况之一时，应报废：
1.6.4.1 影响性能的表面裂纹等缺陷；
1.6.4.2 轮缘厚度磨损原厚度的50%；
1.6.4.3 轮缘弯曲变形达原厚度的20%；
1.6.4.4 踏面厚度磨损达原厚度的15%；
1.6.4.5 当运行速度低于50 m/min时，圆度达1 mm；当运行速度高于50 m/min时，圆度达0.1 mm时。
2 起重设备安全管理要求
为防范起重设备造成安全事故，保障起重设备的安全运行，使用单位在日常工作中强化起重作业人员安全操作技能及其自身安全意识的提升，以及不定期深入开展起重设备重要零部件的安全检查显得尤为重要。
2.1 起重作业人员的管理
2.1.1 起重作业人员上岗前要对所使用的起重机械的结构、工作原理、技术性能、安全操作规程、维护保养制度等相关知识和国家有关法规、规范、标准进行学习掌握。经当地技术监督部门培训取得理论知识和实际操作技能两个方面考核合格后，方能上岗操作。起重作业操作证每3年复审1次；起重作业人员在操作证有效期内，连续从事本工种10年以上的，且严格遵守有关安全生产法律法规的，经原考核发证机关或者从业所在地考核发证机关同意，复审时间可延长至每6年1次；离开起重作业岗位达6个月以上的特种作业人员，应当重新进行实际操作考核，经确认合格后方可上岗作业。同时，起重作业人员是设备的直接操作者，应爱惜自己所使用的设备，认真做好每天的运行记录、交接记录，积极主动做好平时的维护保养工作，确保设备正常运行。
2.1.2 每两年对起重作业人员进行一次在岗位期间的职业健康检查，预防禁忌症人员从事起重作业。有癫痫、精神病、明显的神经宫能症、高血压、低血压、动脉硬化、器质性心脏病禁忌症之一，不得从事起重作业。
2.1.3 推行"起重作业行为观察教育"制度。采取随机抽样的形式，对起重作业人员的作业行为进行主观目测，观察其作业行为是否符合起重作业安全操作要求。及时制止作业过程中存在不安全行为的人员，并给予纠正和指导，直到完全符合安全操作要求为止。每次取样，观察时间不少于15分钟，被观察人员跟踪验证观察不少于2次。通过行为观察教育，逐步提高起重作业人员安全操作技能。
2. 2 起重设备的周期检查
起重设备严格按照"谁使用、谁管理"的原则，实行"定人、定机、定岗"的三定责任制，明确负责每台起重设备的操作工、维修工和设备工程师。起重设备使用单位严格按照本单位起重设备管理制度对在用的起重设备进行检查维护，包括日检、周检、月检、年检，对起重机进行动态监测，有异常情况及时发现，及时处理，避免各类安全隐患。
2.2.1 日检。由起重司机与维修工负责作业的例行保养项目，主要内容为清洁卫生，检查吊钩、钢丝绳，润滑传动部位，调整和紧固工作。通过运行测试安全装置灵敏可靠性，监听运行中有无异常声音。
2. 2.2 周检。由使用单位与责任工程师负责进行，除日检项目外，主要内容是外观检查，检查吊钩、卷筒、吊带、钢丝绳等使用的安全状态，制动器、紧急报警装置的灵敏、可靠性，通过运行观测传动部件有无异常响声，及过热现象。
2.2.3月检。由设备管理部门组织检查，同安全部门、使用部门有关人员共同进行，除周检内容外，主要对起重机械的动力系统、起升机构、回转机构、运行机构、液压系统进行状态检测，更换磨损、变形、裂纹、腐蚀的零部件，对电气控制系统，检查馈电装置、控制器、过载保护、安全保护装置是否可靠。通过测试运行检查起重机械的泄漏、压力、温度、振动、噪声等原因引起的故障征兆。经观测对起重机的结构、支承、传动部位进行状态下主观检测，了解掌握起重机整机技术状态，检查确定异常现象的故障源。
2.2.4 年检。由设备管理部门委托特种设备检测中心对起重设备进行技术参数检测，可靠性试验，通过检测仪器，对起重机械，各工作机构运动部件的磨损、金属结构的焊缝、测试探伤，通过安全装置及部件的试验，对起重设备运行技术状况进行评价，针对存在问题，安排大修、改造、更新计划。
3 结论
起重设备安全管理需要安全、设备管理部门及使用单位的共同参与、相互配合，全面贯彻落实《特种设备安全法》等相关法律法规及其他要求，通过采用技术、经济和组织管理一系列措施，应用先进的科学管理手段与方法，切实抓好起重设备重要零部件的日常监督检查，真正做到正确使用、精心维护、定期检验、科学检修、适时报废等过程的管控，环环相扣，保障起重设备重要零部件处于受控状态，保证起重设备安全运行，进而促进企业安全发展。
参考文献
【1】袁化临，起重与机械安全，首都经济贸易大学出版社，2000
【2】中国机械工业安全卫生协会编，机械制造企业安全质量标准化工作指南，中国林业出版社，2005
【3】特种作业人员安全技术培训考核管理规定，国家安全生产监督管理总局令第30号，2010
【4】特种设备安全法，中华人民共和国主席令第4号，2013
【5】起重机械安全规程 第一部分 总则（GB 6067.1-2010），中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会，2011