塔式起重机安全规程 GB5144-2006 课件.ppt

塔式起重机安全规程 GB5144 2006 该标准是一个强制性执行标准 而不是推行标准 根据国家标准化管理委员会 2001 17号文和建设部建标标函 2002 2号文件 由北京建筑机械化研究院和长沙建设机械研究所等十一个单位负责起草 通过对全国十个城市的调查走访并修改 于2003年8月20日在北京召开的GB5144 塔式起重机安全规程 审查会上通过 该标准是一个强制性执行标准 而不是推行标准 根据国家标准化管理委员会 2001 17号文和建设部建标标函 2002 2号文件 由北京建筑机械化研究院和长沙建设机械研究所等十一个单位负责起草 通过对全国十个城市的调查走访并修改 于2003年8月20日在北京召开的GB5144 塔式起重机安全规程 审查会上通过 1 本标准的适用范围是 塔式起重机的设计 制造 安装 使用 维修 检验等安全技术要求 不适用于汽车式 轮胎式和履带式塔工起重机 以下简称为 塔机 2 规范性引用文件 有GB T9462塔式起重机技术条件 GB T13752塔式起重机设计规范等10个标准性文件 3 整机3 1塔机的工作条件 GB T9462 3 1 1工作环境温度为 20 40 工作电源电压允许偏差为公称值 10 3 1 2塔机的利用等级 载荷状态应符合设计规定的工作级别 见表1 利用等级 反映塔机的工作频率 表1中U1 U5 总循环次数从3 2 104 3 105 不常使用 经常使用 一般按1 25 105个循环次数计算 载荷状态 是反映塔机载荷强度 如表中Q2 中等 表示有时承受额定载荷 一般承受中等载荷 GB T13752 92 作为建筑施工用塔机的工作级别一般设计按A4计算 3 2 塔机抗倾翻稳定性 GB T9462 每一种类型的塔机的倾翻力矩是不一样的 当稳定力矩的代数和大于其倾翻力矩的和时 该塔机是稳定的 反之是不稳定的 可能会倾翻 在塔机的使用说明书上将这个指标应写明 因为这个指标与设计 向后倾翻稳定性 风载荷 塔机基础 结构的变形等因素有关 3 3 自升式塔机升节时上导轮中心与标准节顶端距离至少应有60 见图1 图1 3 4 平衡压重快应牢固的安装在平衡臂上 不得移位 脱落 摆动和相互碰撞 见图2 平衡配重块间隙太大 在臂架上摆动 十分危险 3 5 在塔身底部第一个标准节上设有产品标牌 其内容应包括产品名称型号 载荷表 主要性能指标 出厂编号 出厂日期 生产商全称以及监检证号码等 见图3 GB T9462 1999 在司机室内醒目的地方应设有常用的操作数据的标牌 如起重量特性表和曲线图 见图4 图5 图5起重特性表 起重特性曲线图 3 6 塔机生产厂应提供产品随机技术文件 GB T9462 3 6 1 整机合格证 见合格证样本 3 6 2各种安全装置的合格证 3 6 3使用说明书 见使用说明书样本 3 6 4保修规定 时间 条件和手续 3 7 使用单位应建立塔机的设备档案 其内容应包括 a 每次安装的地点 使用时间及运行台班 操作人等记录 b 每天工作前按GB T9462标准的检验项目表进行检查并填好记录 1 c 大修 更换主要零部件 变更 检查和试验等记录 d 设备和人身事故记录 e 设备存在的问题反映和处理记录等 关于整机的使用寿命问题 在国家标准中没有定论 因为塔机的使用寿命是处决于各塔机的工作级别 工作条件 超载循环频率及范围等多种因素 所以 国家根据如Liebherr Potain等先进的国际制造商的产品在实践中得出的一个当量寿命 按工作循环 从落钩 起吊 把物品放到指定的位置到收钩 次数计算 一般不超过1 25 105次 所以要求我们的设备档案要详细的记载塔机的运行时间和运行情况 4 结构4 1塔机结构中主要承载构件大都用材是Q235B和C Q345 40Cr及20 等 4 2连接4 2 1电焊焊接 塔机结构件的焊接应采用CO2气体保护焊 焊缝要求应符合JB T5112标准和 锅规96 附录1要求 表面无缺陷 焊肉饱满平整 与母材结合处平滑 重要结构件 塔帽连接耳板 标准节连接套 塔帽拉杆连接板等 应做无损探伤且应合格 应具有资质的单位和人员操作并出具证明 4 2 2螺栓 销轴 a 主要构件的连接螺栓为高强度螺栓 其性能等级为10 9级 并且表面为发黑处理或镀锌处理 在紧固螺栓时同样规格螺栓的预紧力是一致 不得有不均匀的现象 应使用力矩板手就是测力板手 新装的塔机在运行一周时应对所有的螺栓检查一遍 特别是标准节 上下支座的连接螺栓 一个月后也应再检查一次 b 塔机上有很多销轴 其材质为45 或40Cr调质处理 其表面应进行镀锌处理 防止生锈 4 3梯子 扶手和护栏 见图6b A 与水平面呈不大于65度的阶梯两边应设置1米高以上的扶手 每侧竖杆中间应设有横杆 阶梯的蹐板宽应大于300 梯级间隔小于300 扶手间宽度应大于600 B 高出地面2M以上的直梯应设护圈 见图6a 其护圈直经为600 800 侧面应有3 5条板条与各圈均匀连接 每条护圈的间距为 侧面为3条板条的为900 侧面有5条板条的为1500 且任何一个100 的范围内可承受1000N的垂直力且无永久变形 C 当梯子设在塔身内部 其侧面的最大空隙不允许一个直径为600 球体穿过 否则应设置护栏 见图7a和图8 正方形塔身边长不得大于750 否则应设置护圈 见图7b 等边三角形塔身边长不得大于1100 否则应设置护圈 见图7c 直角等腰三角形塔身边长不得大于1100 否则应设护圈 见图7e 筒状塔身直径不得大于1000 且梯子与塔身距离应大于600而小于800 否则应设置护圈 见图7f 快装式塔机 整体拖运 不借助辅助吊装机械 用本身装置的机构进行安装的塔机 的塔身因宽度或直径较小可不设防护圈 600的球体从塔身的最大空隙中穿不过 否则应设置防护圈图8 4 4 平台 走道 踏脚板和栏杆4 4 1在操作 维修处应设置平台 走道 踏脚板和栏杆 见图1 图2 4 4 2 离地面2M以上的平台和走道应用金属材料制作 并具有防滑性能 如使用圆孔 栅格或钢板网等不能形成连续平面的材料时 其孔或网格的间隙的大小不应使 20 的球体通过 也就是说每个网孔的截面积应 400 2 见图9 4 4 3 平台和走台的宽度应不小于500 如果局部有防碍时也应保证400 宽 且强度要保证4500N 的均布载荷 人在上面走的每个部位都不会发生永久变形 4 4 4 平台或走道的边缘应设置大于100 高的踢脚板 见图10 4 4 5离地面2M以上的平台或走道栏杆的高度应不低于1m 见图10 4 4 6 当爬梯高度超过10m时应设置休息小平台 第一个小平台的距离应不超过12 5m 以后每个都不超过10m 见图11 4 5 起重臂走道 4 5 1 起重臂符合下列情况的 可不设走道 A 截面高度 850 B 快装式塔机 整体拖运 不借助辅助吊装机械 用本身装置的机构进行安装的塔机 C 变幅小车上设有与小车一起移动的挂篮 图12起重臂走道 起重臂三角形的截面形状有两种 正置式 倒置式4 5 2正置式 1 其净空高 1 8m时 人可从起重臂架里面走 走道和扶手设在里面 图13a 2 其净空高 1 5m 1 8m时 人不能从起重臂架里面走 走道和扶手设在臂架的一侧 图13b 3 其净空高 0 85m 1 5m时 人不能从起重臂架里面走 走道和扶手设在臂架的一侧 图13d 4 5 3倒置式的走道及扶手应设在臂架里面 图13d e 如倒置起重臂高度小于1 5m时 走道应设置在臂架上面 且扶手应设置在走道上边1m的外侧 见图13f 目前使用的QTZ63系列的起重臂架为正置式 其净空高 0 85m 1 5m 人不能从起重臂架里面走 走道和扶手设在臂架的一侧 图13d 4 6 司机室4 6 1小车变幅的塔机起升高度超过去时30M 动臂变幅塔机起重臂铰点高度距轨点或支承面高度超过25M的 在塔机上部应设置有座椅并与塔身一起回转的司机室 司机室应固定在起重臂上 不得悬挂 在正常工作情况下塔机的活动部件不应撞击司机室 在室内应有良好的视野 4 6 2 室内应通风 保暖和防雨 内壁为防火材料制造 地板应铺设绝缘层 并配置有防火器材 4 6 3 司机室落地窗应设有防护栏 上玻璃窗应设有雨刮器 4 7 结构件的报废及工作年限塔机主要承载结构件有 标准节 顶升套架 上下支座 回转塔身 起重臂 变幅小车 平衡臂 拉杆 塔帽和吊钩 1 重要受力部件 塔帽与塔身连接耳板 塔帽顶拉板架和标准节连接套 2 主要受力部件 顶升爬爪 套架油缸座 顶升导轮架 上下支座 平衡臂连接耳板及拉杆耳板 起重臂连接耳板和拉杆连接板 4 7 1按计算应力确定报废 当构件的使用应力超过设计应力的15 时应予以报废 直观的说处决于两个因素 一是材料的腐蚀和磨损深度达原厚度的10 二是塔机的工作级别在A5范围内使用超过1 25 105次工作循环 如果长期超负荷运行 必定使材料提前产生疲劳 其使用寿命大打折扣 会提前报废 这样的事故案例较多 因为这种事故的前兆是隐蔽的 所以希望我们的操作人员勤检查并严格按塔机的 安全操作规程 操作和我们的维修人员勤检查保养 发现有疲劳现象特别是疲劳裂纹应立即上报并处理 4 7 2 按主要受力构件的损坏程度确定报废如因故使塔机受损 如塔身 起重臂等部件变形失去整体稳定性又无法修复时应报废 这样的事故案例不多 主要是这种事故的前兆易发现 但还是出现过 主要原因是设备的归属者为了利益而不维修或维修不到位而强行使用所造成的 4 7 3结构件及焊缝出现裂纹 又无法消除裂纹影响 确定报废 这样的事故较多 这种情况发生有三个因素 一是制造质量不合格 材料的使用与设计要求不符 焊缝不合格 二是长期超负荷使用 使材料的交变载荷增大 产生疲劳裂纹 三是设备检查不到位 使小裂纹变成大裂缝 4 8 塔机结构件标志在塔机的主要结构件上如 标准节 起重臂节 拉杆 塔帽 回转塔身 平衡臂 上下支座 顶升套架等部件上应做上可追溯的永久性标志 这样做的好处是 一旦塔机出问题 可根据标识追溯出生产厂商 制作人 材料材质等与事故部件有关联的所有资料 特别是一台塔机多个厂家生产的部件 4 9塔机的后续补充结构件要求塔机出厂后或者说是用了一段时间后 要加高加节时 其加的标准节应与原厂的质量相同 在更换磨损的配件时 其质量应与原厂相同 不得有降低原塔机的使用性能 5 机构及零部件5 1在正常工作或维修时 机构及零部件的运动可能会对人体造成危害的应设有防护装置 对塔机上的零件应牢牢固定 如有可能松动的零件应有防松措施 防止脱落 有的小车在运行过程中 把行走轮或导向轮都跑下来了的 有时在高空维修时将配件或者是工具弄掉下来的事故不少见 5 2 钢丝绳钢丝绳是由许多直径为0 5 2 的优质碳素钢 含碳量0 5 0 8 含硫 0 03 拉伸强度极限为1400 2000N 2 塔机中使用的拉伸强度极限为1600 1800N 2 的钢丝绕制而成 钢丝品质根据内弯次数分为特级 级和 级 起重机采用 级 特级用于载客电梯 级用于系物 捆扎等次要用途 钢丝绳的种类 1 单绕绳 是由若干层钢丝依次围绕一根钢芯绕制而成 其特点是制造简单 刚性大 挠曲性差 不作起重用 作拉索用 见图14a 2 双绕绳 是先由钢丝拧成股 然后再将股拧成绳 这种钢丝绳挠性较好 是起重机常用绳 见图14b 3 三绕绳 是把双绕绳作为股 再由几股拧成绳 这种钢丝绳挠性特别好 但由于制造复杂 并且钢丝较细 容易磨损折断 起重机一般不用 见图14c 5 2 1钢丝绳的选择 根据机构的工作级别和钢丝绳的安全系数确定 工作级别为A4 机构工作级别为M4 时 安全系数为5 5 在63型塔机上一般选用的钢丝绳规格为 6 19 6股 每股19根丝 直径为 7 7 变幅 和 12 5 主卷扬机 钢丝直径为 0 5 0 9 抗拉强度应为1890N 2 钢丝的破断拉力总和应大于35 98 6KN 多股不扭转钢丝绳 所谓不扭转钢丝绳就是绳中各相邻层股的捻向相反 交互捻 这种钢丝绳在卷筒上接触表面大 抗挤压强度高 寿命长且受力时其自由端不会发生旋转 特别适用于起升高度大的工况 见图15 A 5 2 2钢丝绳的安装 维修 保养 检验及报废为了提高钢丝绳的使用寿命 必须选择合格的产品 正确安装和经常进行保养 在实践中应注意以下几点 1 在卷绕系统的设计中应尽量减少钢丝绳的弯折次数 就是说不要使钢丝绳通过太多的滑轮 并尽量避免使钢丝绳反向弯折 因反向弯折的破坏作用比同向弯折大二倍 会导致钢丝绳过早疲劳损坏 见图16 2 滑轮和卷筒的直径与钢丝绳直径的比值越大对钢丝绳寿命越有利 滑轮和卷筒的直径计算应按公式 Domin kh dr式中 Domin 按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小卷绕直径 kh 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数 按下表选取 dr 钢丝绳的直径 3 滑轮与卷筒的材料应采用铸铁或尼龙 因材料较软 有利于提高钢丝绳的使用寿命 4 钢丝绳在使用中应加强保养 定期润滑可防止锈蚀 减少钢丝绳内外磨损 提高使用寿命 5 按GB T5972 2006 3 5 确定钢丝绳报废标准 a 断丝的性质和数量 塔机设计中不允许钢的丝绳寿命无限长 对于6股的钢丝绳 它的断丝主要发生在外表 容易发现和计算 b 绳端断丝 当绳端或附近有断丝时 表明该部位应力很大 可能是绳端安装不正确 如整根钢丝绳长度够的话可把绳端截去 c 断丝的局部聚集 如断丝紧靠在一起形成局部聚集 如聚集长度在6d d为钢丝绳公称直径 内或集中在一支绳股里 该钢丝绳应报废 d 断丝的增加率 在有些使用场合 疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因 当断丝逐渐增加 间隔时间不断缩短时 该绳应报废 e 绳股断裂 出现整根绳股断裂 该钢丝绳子应报废 f 绳径减小 包括绳芯损坏所至的情况 一般绳减小原直径的10 而对抗扭钢丝绳则减小3 就应报废 g 弹性降低 现象是绳径减小 捻距增大 钢丝之间绳子股之间缺少空隙 绳股凹处出现细微的褐色粉末 应报废 h 外部磨损 表面磨损其直径小于公称直径的7 应报废 i 外部和内部腐蚀 腐蚀在海洋或工业污染的大气中特别易发生 它不仅使钢丝绳的金属断面减少导致破断强度降底 还将引起表面粗糙 产生裂纹从而加速疲劳 应报废 j 变形 钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形 变为波浪形 笼状形 绳股挤出 钢丝挤出 绳子径局部增大 绳子径局部减小 部分被挤扁 扭结 弯折等 如检查后达到报废条件的应予以报废 k 由于受热和电弧的作用引起的损 钢丝绳的断丝报废数量与机构工作级别 钢丝绳结构形式 捻向 外层绳股承载钢丝数量及长度范围有关 以塔机常用的6 19不扭转钢丝绳为例 机构工作级别为M5 在6d d为钢丝绳公称直径 范围内最多许断6根丝 5 2 3钢丝绳端部的固接应采用下列五种方式 见图17 1 编结法 图17a 将钢丝绳末端绕过心形套环后 绳头打散 分别插入工作绳股中 然后用细钢丝绳扎紧 捆扎长度L 20 25 d d为钢丝绳直径 同时不小于300 2 楔形套管法 图17b 用特制的钢丝绳斜楔块固定 3 灌铅法 图17c d 将钢丝绳末端拆散 穿入锥形被套内后弯成钩状 然后灌铅固结 4 绳卡固定法 图17e 钢丝绳绕过心形套管后用专用的钢丝绳卡固定 绳卡数量根据钢丝绳直径d确定 当 15 时可用三个卡 每个绳卡之间距离为d 6 8 5 铝合金压头法 图17f 将钢丝绳子端头拆散后分为六股 各股留头错开 留头长度不超过铝套长度 并切去绳芯 弯转1800后再插入主索中 然后套入套管 在汽锤上压成椭圆形 再用压模压制成型 5 3吊钩5 3 1吊钩应符合GB T9462 1999中4 4 1的规定 5 3 2因吊钩是组合件 在内部除焊上两块档绳子板外 其余的部件都是用高强螺栓连接而成的 不得补焊 有下列情况之一的应予以报废 1 用20倍放大镜观察表面有裂纹 2 钩尾和螺纹部分等危险截面及钩筋有永久变形 3 挂绳处截面磨损量超过原高度的10 4 心轴磨损量超过其直径的5 配合间隙太大 5 开口度比原尺寸增加15 5 3 3未装挡绳板和防跳绳卡的吊钩不得使用 5 4卷筒和滑轮5 4 1卷筒和滑轮的直径在5 2 2节已介绍过 5 4 2 卷筒两侧边缘超过最外层钢丝绳的高度应不小于钢丝绳直径的2倍 5 4 3 卷筒上设有钢丝绳固定卡 钢丝绳在放出最大工作长度后 应还有至少三圈保留在卷筒上 见图18 5 4 4 卷筒和滑轮有下列之一情况时应予以报废 a 裂纹和边缘破损 b 卷筒壁磨损量达原壁厚的10 c 滑轮绳槽壁厚的磨损量达原壁厚的20 d 绳槽的磨损量超过相应钢丝绳直径的25 1 5 5制动器 5 5 1塔式起重机的起升 回转 变幅 行走机构都应配备制动器 起升机构的制动器是用来使重物的升降运动停止并使其保持在空中 或用于调整重物的下降速度 回转机构中的制动器可使重物就位时在需要的回转位置停机 用在行走 小车变幅机构的制动器可使其在一定的行程内停机 从而保证重物的起吊和就位 5 5 2 根据GB T13752标准 在63塔机上常见选用的如图19的块式制动器 这种制动器由于松闸装置 电磁铁 直接装在制动臂上 使其结构紧凑 制动快 但在制动时冲击较大 这种制动器的工作原理较简单 当电动机通电运行时电性磁铁同时通电将主弹簧拉开 带动制动块松开 当电动机断电时 电磁铁断电 同时弹簧和制动块回位产生制动力矩将制动轮刹住 5 5 3制动器有下列情况之一的应予以报废 a 有可见裂纹 b 制动摩擦衬垫磨损量达原厚度的50 c 制动轮表面磨损量达1 5 2 d 弹簧出现塑性变形 e 电磁铁杠杆系统空行程超过其额定行程的10 5 6 车轮车轮是变幅小车的主要行走部件 由轮股 轴承和轴组成 车轮有下列情况之一应予以报废 a 可见裂纹 b 车轮踏面厚度磨损量达原厚度的15 c 车轮轮缘厚度磨损时达原厚度的50 6 安全装置 6 1起重量限制器 当起重量大于起重特性表值的110 时 应切断上升方向的电源 但机构可作下降运动 起重量限制器内部结构图中2 4 6 8为微动开关 1 3 5 7为螺钉调节装置 注意 该装置在出厂前已调整到位 千万不得随意调节 6 2 起重力矩限制器塔机装有机械式力矩限制器保护装置 当力矩达到额定值的90 左右时司机室的预报警灯亮 当达到额定值的100 110 时 起升向上断电 小车向外变幅断电 同时发出超载报警声 力矩限制器由两条弹簧板 二处行程开关及调整螺杆组成 通过安装块固接在塔顶后侧的弦杆上 塔机工作时 塔顶发生变形 两条弹簧板之间的距离增大 带动调整螺杆移动 调整螺杆触及行程开关 相应力矩能够报警和切断塔机起升向上和载重小车向外变幅的电路 起到限制力矩的保护作用 现有的力矩限制器将弹簧板改为拉杆式 1 4行程开关 限位开关 2 调整螺母 3 调整螺杆注意 该装置在出厂时已调整好 不得随意调动 6 3行程限位器 6 3 行程限位装置行程限位器有 起升高度限位器 24 幅度限位器 图26 限位器内部结构 见图25 图24 起升高度限位限速器高度限位限速装置 多功能限位器结构 变幅小车限位装置 前后限位 前后限速 6 4回转限位器 左右限位 6 5小车保护装置断轴保护断绳保护防脱绳 6 5风速仪 起重臂走道高于50米的塔机应装配风速仪 当风速大于工作极限风速时 四级风13m s 风压为100Pa 100N mm2 12 8m s 应能发出停止作业的警报 6 6夹轨器 轨道式塔机应安装夹轨器 使塔机在非工作状态下不移动 6 7缓冲器 止挡装置 塔机在轨道上行走和小车在起重臂上行走均需在行程的末端安装止挡装置 当塔机或小车与止挡装置撞击时缓冲器应使塔机或小车平稳的停下来 而不产生猛烈的冲击 该装置是由一根橡皮棒和它的固定装置组成 固定在活动的塔机或小车上 也可固定在轨道上 6 8清轨板 轨道式塔机的台车加上应安装排障清轨板 它与行走轨道之间的垂直距离不大于5 7 操作系统 7 1 操作系统的布置应能避免发生误操作的可能性 使塔机在正常使用中能安全可靠地运行 7 2按人机工程学的功能要求设置所有的控制手柄 按钮及踏板 并有足够的操作空间 7 3对于对操作者的两只手的分工有规定 右手控制起升和行走机构 左手控制回转和小车变幅机构 且操纵杆要轻便灵活 操作行程和操纵力都有规定 7 4在所有的控制手柄 按钮及踏板的装置上应标明用途和操作方向的标志 醒目明了 让操作者一目了然 见图29 图29 右手控制起升和行走 左手控制回转和小车 8 电器系统 因已安排专人讲电器 这里不多讲 只强调一下电气保护 根GB T13752 1992中的要求设置设置短路 过流 欠压 过压及失压保护 零位保护 电阻错相及断相保护 见图30 断相与相序保护装置 9 液压系统 9 1液压系统应有防止过载和液压冲击的安全装置 安全溢流阀的调定压力不得大于系统额定工作压力的110 系统的额定工作压力不得大于液压泵的额定压力 1 空气滤清器 2 滤油器 3 泵4 电机 5 溢流阀6 压力表 7 手动阀 8 单向节流阀 9 双向液压阀10 油缸图31压系统原理图 液压泵站及顶升液压缸主要技术参数 最大工作压力25MPa油缸直径 160mm 额定流量 11L min额定工作压力20MPa活塞杆直径 110mm 油箱容量约90L额定顶升力40t 油缸行程1700mm泵站重量200Kg 顶升速度0 7m min电机功率7 5KW 9 2 顶升液压缸应具有可靠的平衡阀右液压锁 平衡阀或液压锁与液压缸之间不应用软管连接 见图32 图32 液压缸与双向锁联接图 10 安装 拆卸与试验 1 检查安装单位和人员是否具有塔机安装资质证明 2 安装场地在放置起臂全长的窄长范围内应平整 无杂物和障碍 以便平衡臂 起重臂等部件在地面组装和吊装 10 1塔机的安装 拆卸与