物料提升机安全技术课件

第四章物料提升机安全技术4.1物料提升机的类型、特点及安全要求一、概述物料提升机是一种在多层或高层建筑施工中采用卷扬机或曳引机为提升机构，以型钢导轨架支撑和导引吊笼运行，专门载运物料，禁止载运人员的垂直运输机械。为了适应和保证建筑施工安全作业，物料提升机从自诞生后长期作为施工企业可自制的简易机具设备发展成为完全意义上的建筑起重机械设备。2003年6月17日，国家质检总局依据国务院373号令颁布的《特种设备安全监察条例》将物料提升机纳入特种设备目录中的施工升降机实行制造许可证管理。在施工升降机的分类中，物料提升机属钢絲绳式（SS型）货用施工升降机。2005年，国家质检总局和国家标准化管理委员会于6月8日发布《施工升降机》（BG/T10054-2005）参考《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-92）行业标准，对钢丝绳式货用施工升降机（即物料提升机）的各项安全技术要求作出了规定，并于2005年12月1日开始实施，2006年，由湖北省建设工程质量安全总站提出，湖北省质量技术监督局于8月30日发布《钢丝绳式货用施工升降机安全技术规范》地方标准，于2006年10月1日起开始实施，因此，我们湖北省各建筑工地安装使用的物料提升机应符合上述国家标准及地方标准规定的各项安全技术要求。二、物料提升机的类型、特点物料提升机的类型很多，按导轨架的结构特点可分为龙门架（双立柱）与井架（单柱）两种，常见的产品机型有双柱单笼，单柱单笼及单柱双笼三种；按提升机构的特点可分为卷扬机驱动（无对重）和曳引机驱动（有对重）两种；按导轨架架设方法的特点可分为自升式（有自升平台）和非自升式（无自升平台）两种。我们湖北省建筑施工现场常用的物料提升机产品综合上述不同特点形成了卷扬机驱动的自升式龙门架物料提升机和曳引机驱动的井架单笼物料提升机或双笼物料提升机两类三种机型（其构造参见图4.1-1）（一）卷扬机驱动的自升式龙门架物料提升机的特点1、导轨架由组焊件标准节通过高强螺栓连接组装成双立柱，并以组焊件自升平台套装连接在两悬立的立柱顶部，形成稳定的门式结构（俗称龙门架）。由于结构部件均是焊接钢结构且两立柱位于吊笼两侧中心轴线上，可以全截面与建筑结构锚固连接；加上自升平台可自行上、下运行成为导轨架高处拆装作业平台，并限制了悬立的单柱任意摆动，因此适应高层建筑施工需要，具有快速、稳定、安全地跟随建筑结构的增高而自行增高，以及吊笼的提升高度较大的优点。最大架设高度的设计与实现主要受卷扬机驱动卷筒容绳量的限制，产品目前设计的最大架设高度可达120m。（1）额定提升速度受到安全运行要求的限制，国家标准规定不允许大于37.8m/min，且不允许配置对重，产品实际设计的额定提升速度，目前均小于30m/min且无对重；（2）断绳及因断绳导致的吊笼坠落成为最危险多发性工况，因此对断绳保护装置的性能及可靠度要求最高。产品目前对预防断绳后吊笼的坠落保护很重视，设有断绳防坠安全器，停靠防坠安全器，分别控制吊笼运行和停层两种工况；对于预防断绳的松绳或跳出卷筒、滑轮的保护重视不够，常见缺失或可靠度不够的现象，且多与防坠安全器可靠度不高相伴，应予完善。（二）曳引机驱动的井架物料提升机的特点1、提升机构，产品已普遍淘汰了卷扬机而采用了曳引机，以多根钢丝绳悬挂吊笼与对重，以钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力驱动吊笼与对重同时反向运行，因此：（1）额定提升速度较高，主要受结构稳定性及防坠安全器型式的限制，产品目前设计的额定提升速度普遍大于30m/min，小于37.8m/min，相应配置瞬时式防坠安全器。（2）由于多绳悬挂吊笼与对重，单根松弛或断绳不易导致吊笼与对重坠落，因此钢丝绳在曳引轮绳槽内打滑，悬挂装置断裂以及由此导致的吊笼超速下降或坠落成为最危险工况。（3）有对重平衡吊笼，省电能，降低使用成本。（4）产品目前未采用变频调速，因此，起动或制动过程，特别是下降制动过程有明显冲击现象。2、导轨架是单立柱式的井架结构（谷称井架），目前，在我省建筑工地常见的井架是由型钢标准杆件组成的完全螺栓连接结构，加工简单，其强度和刚度不如以组焊部件标准节组装而成的立柱，与附墙架的连接方式也通常不能贯穿立柱全截面，加上无自升平台，安装劳动强度大，危险性大，因此宜近距离附墙，架设高度不宜太高，产品目前设计的最大架设高度是80m左右。（1）单柱单笼型产品，吊笼被井架包容，井架截面大，但登机立面不能贯穿斜撑杆件，必须在每层矩形立面四角采取加固措施。对重通常悬挂在井架外侧，避开吊笼的进出通道。三、物料提升机与人货两用提升机的区别近几年，曳引机驱动的物料提升机通过消化室内电梯技术和齿轮齿条式施工升降机技术，演变推出了允许载运人员和物料两用的钢丝绳式提升机，《施工升降机》（GB/T1005-2005）对这两种提升机应具有的安全性能规定了不同的要求。列表如下：提升钢丝绳卷筒或曳引轮滑轮节径与钢丝绳直径的比值防坠安全器的功能钢丝绳在卷筒的绕层允许值钢丝绳供加节增高部分的处置要求根数安全系数物料提升机≥1≥8≥20允许防坠单功能可多层缠绕无强制性规定人货两用提升机≥2≥12≥30或31必须限速、防坠双功能1层或有自动绕绳系统时2层不得采用绳夹等有伤钢丝的绳固定方式人货两用提升机在施工升降机分类中属钢丝绳式人货两用施工升降机（参见本教材第三章有关内容）2、基础应有承受各种规定载荷而不倾翻的稳定性，因此必须有排水措施保证基础不因积水产生不均匀沉降。当发现基础有失稳隐患时，应及时采取稳固基础及导轨架的措施。3、基础的砼强度不应低于c20，且在砼强度达到设计要求后才能安装使用。4、导轨架的附墙必须保证导轨架的安装垂直度偏差值不大于安装高度的1.5%，而且附墙架的安装水平倾角不大于±8°。5、附墙架的安装间隔距离和导轨架在附墙架以上的自由段高度均不得大于物料提升机安装使用说明书规定的最大设计值。6、附墙架必须直接和建筑结构锚固连接。连接方式可参考图4.2-1所例举的实例（即JGJ88-92附录三附图3.2、附图3.3\及附图3.4三种）结合建筑结构实际情况选择或设计。7、当导轨架首次安装因建筑结构施工尚不具备锚固连接条件时，可采用打地锚用缆风绳对导轨架进行临时稳固。地锚及缆风绳均应符合JGJ88-92行业标准，第七章第三节和第四节的各项规定。一旦建筑结构具备条件，应及时采用附墙架稳固导轨架。8、附墙架的材质应与导轨架的材质相同，其杆件应按压杆设计，长细比不得大于150，并形成稳定结构。二、主要部件及附属设备物料提升机产品主要由基础底架与地面防护围栏、导轨架、天梁、吊笼、卷扬机或曳引机及电气操作控制柜等主要部件组成，并应有安装吊杆、随行电缆小车及坠落试验按钮盒等附属设备。这些部件及附属设备应符合以下技术要求，其中所有承重的结构部件或杆件应采用经检测符合国家标准规定的各项质量指标，有材质证明书的Q235碳素结构钢制作。2、天梁天梁是安装在导轨架顶部的承重结构件，用于安装定滑轮，并通过钢丝绳悬挂吊笼或对重。因此，天梁应有足够的强度才能承受各种规定的载荷而不会永久变形，且挠度不应大于计算长度的1/700。当自升平台同时承担天梁的功能时，也必须满足这一要求。3、底架与防护围栏（1）底架是安装在导轨架底部及固定基础顶面的承重结构件，应能承受物料提升机作用其上的所有载荷，并能有效地将载荷传递到基础上。（2）防护围栏是安装在基础四周，防止人员进入到吊笼、对重下方及驱动主机旁发生人员伤亡之事故或设备事故的设施，因此：a）围栏四周应是全封闭的，高度不小于１.5m。b）围栏的登机门应有机械锁紧装置和电气安全开关，使吊笼只有位于底笼规定位置时，门才能开启，而在门开启后吊笼不能起动。4、吊笼吊笼是装载运输物料的笼形承重结构件，因此：（1）吊笼底板应防滑，能排水，其强度应能满足使用要求；（2）吊笼顶部应封板，其强度应能满足安装检修的使用要求，且在笼顶四周设有高度不小于1.1m的防护栏杆；笼内净高不应小于2m。（3）吊笼两侧立面应全高封闭，应能防止物料伸出笼外；（4）吊笼门的高度不小于1.5m，开启后的门洞高度不小于1.8m，能有效防止物料伸出笼外和方便装卸工人的进出。（5）吊笼门应有机械锁紧和电气安全开关，使门不能自动开启，一旦开启后吊笼停止运行不能起动。6、电气操作控制柜电气操作控制柜是物料提升机司机直接操作控制吊笼安全运行作业的电气设备，因此应具有：a）行程控制、报警显示；b）楼层自动停靠控制和楼层停靠显示；c）超载控制、报警显示；d）楼层联络信号；e）急停开关。7、电缆小车电缆小车是防止吊笼随行电缆因风力影响意外挂拉损坏，沿导轨运行导引电缆保持相对稳定位置的机械部件，因此应装配良好，运转灵活并有适当的重量牵直电缆和防止电缆脱出的措施。8、安装吊杆安装吊杆是用来拆装导轨架标准节的专用设备，通常安装在自升平台高空作业，因此：（1）安装吊杆钢丝绳直径不应小于6mm，安全系数不应小于8；（2）安装吊杆的额定起重量不应小于标准节自重的1.25倍；额定提升速度不宜大于10m/min；（3）应采用按钮开关操作，上升和下降按钮应互锁且是自动复位型；停止按钮开关则是非自动复位型，随时可切断总电源。（4）安装吊杆应有回转锁定措施，可定位吊装标准节。（5）安装吊杆应采用有自锁性能的蜗轮蜗杆减速器或保证标准节悬吊停止在任一高度不会因自重自行下滑的措施。9、坠落试验按钮盒坠落试验按钮盒是在安装使用过程对断绳防坠器的性能及有效性、可靠性进行吊笼模拟断绳坠落试验时专用的便携式操作按钮盒，应符合国家有关电气标准的规定和试验时的安全要求。4.3物料提升机安全装置一、断绳防坠安全器与停层防坠安全器标准规定，物料提升机的每一个吊笼必须安装断绳防坠安全器与停层防坠安全器这两种断绳防护装置。前者是在吊笼提升钢丝绳松驰后或断绳时起作用，能够将装有额定载重量，以额定速度下降的吊笼制停；后者是在吊笼停层后，人员进入吊笼前起作用，能够使吊笼操作失效不能启动而且断绳也不会坠落。两者的制动装置在近几年的物料提升机产品中均采用了夹持导轨依靠纯机械自锁夹紧力制动的安全钳。2、安全钳的制动元件有多种型式，常用的有双面偏心块式和双面楔块式（见图4.3-1）偏心块或楔块均是钢件，与导轨的接触面加工有齿或花纹，以增加与导轨的摩擦力，偏心块或楔块只要与导轨接触便随着吊笼继续下降而自行夹紧，不需要任何其它的外力帮助将吊笼制停在导轨上。因此安全钳具有较好安全性能。由于双面楔块式安全钳对导轨的损伤较小，而且容易复位，因此得到广泛应用。二、制动装置物料提升机卷扬机或曳引机的制动装置在安装使用说书中一般未作为安全装置介绍，但仍是保证吊笼安全正常作业的重要装置。标准规定，禁止采用带式制动器，而且每个吊笼必须设置独立的提升机构和独立的制动装置并满足如下安全技术要求：1、制动器应是摩擦型的，并经型式试验检验合格，有产品铭牌和出厂合格证。2、在主电源断电或电控失压时均能自动运作。3、制动器应能使装有1.25倍额定载重量，以额定提升速度运行的吊笼停止运动。4、制动器的额定制动力距不应小于物料提升机额定力距的1.5倍。五、缓冲器物料提升机的基础底架应安装吊笼及对重使用的缓冲器，防止吊笼及对重直接冲击底架并吸收或减轻冲击力。缓冲器不应被对重或装有1.25倍额定载荷的吊笼完全压缩，物料提升机的缓冲器常用弹簧型，禁止使用废旧轮胎、木方等物取代。六、使用防护设施物料提升机使用时必须有以下防护设施：1、层站防护门（或栏杆）及联络装置建筑物各层站均应有防护门或防护栏杆，保证吊笼停层后才能开启，且任何情况下不能向站外开启阻挡吊笼运行通道。对于双吊笼物料提升机，应有各自的登机防护门。各层站还应有与物料提升机司机的联络装置，至少应能向司机发出本层站要求停靠或启动的清晰指令。2、上料口防护棚在物料提升机地面防护围栏登机口上方必须搭设防护棚，防止高处坠物伤人。其宽度应大于地面防护围栏宽度；长度至少大于3m，当物料提升机高度超过30m时应大于5m，其材料强度应能承受10Kpa的均匀静载荷，也可采用50mm厚木板架设或采用两层竹笆，是下竹笆间距应不小于600mm。3、操作棚（1）操作棚应满足安装电气操作控制柜、卷扬机等设备的安装操作维护的要求，并具有良好的操作视野和充足的照明，棚顶强度应不小于上料口防护棚的要求，并不得漏雨。（2）操作棚内还应在明显位置挂有物料提升机的安全操作规程和维护保养规程。4、地面钢丝绳防护措施吊笼提升钢丝绳在地面部份应架起，使之不拖地面或被水浸泡。必须穿越道路时，应挖沟槽并加以保护措施，严禁在钢丝绳穿行区域内堆放物料。4.8物料提升机常见事故分析物料提升机事故是指物料提升机在拆、装作业及施工作业中发生的严重设备损坏和人身伤亡事件。这些事故是可以预防、杜绝或减少损害程度的。一、设备事故分析（一）常见事故及原因1、提升钢丝绳断绳。原因：（1）钢丝绳已过度磨损、断絲或已锈蚀、弯折、压扁等，到达报废标准仍继续使用，在工作中被拉断；（2）钢丝绳在运行中脱出卷筒被迅速绞结拉断，或脱出滑轮被结构件严重挤压剪断或严重磨损后拉断，防脱出的措施缺失或失效是重要原因；（3）吊笼无超载保护，钢丝绳严重超载补拉断。2、吊笼坠落损坏。原因：（1）提升钢丝绳断绳，防坠安全器失效；（2）提升钢丝绳未断绳，吊笼超速下降未停止。其中吊笼超速的原因：a）卷扬机断轴；b）钢丝绳在曳引轮绳槽内打滑，吊笼超载。其中吊笼超速下降未能制停的原因：a）无限速保护装置，b）制动器失灵。3、吊笼“冲顶”，结构损坏，原因：（1）上限位开关失效，操作失误，（2）对重安装定位错误，使对重落底前，吊笼可以上行撞击导轨架顶部结构。（二）处置措施（1）必须在查清事故原因的基础上编制事故物料提升机的修复、改造方案，并严格按方案实施。对设计不合理的，应更改设计，实施改造；对已永久变形的承重结构件或杆件，以及已损坏