门座起重机起重臂断裂事故的原因分析

定滑轮 轴 与 起 重 臂 变 幅 动 滑 轮 轴 之 间 的 距 离 为 40. 78 m （ 出事故时的长度 2. 5 圈钢丝绳长度的 1 / 4 ） ，说明此时起重臂已发生变形弯曲现象 。 起重臂整体在防后倾支撑顶块附近出现向下弯 曲变形； 防后倾支撑顶块位置处的主弦杆轴心向下 弯曲，偏心变形量达到 100 mm； 防后倾支撑顶块位 置处的主弦杆管壁被严重压扁，管壁与管壁之间的 空隙只有 24 mm。变形位置处的起重臂在以上各节 起重臂、吊钩和钢丝绳的自重以及变幅钢丝绳的拉 力，根销的支反力作用下，先后出现 2 上主弦杆在 变形位置处的屈曲、弯折变形和断裂现象。当 2 上 主弦杆断裂后，2 下主弦杆也在裂纹和焊接热影响 区处断裂。在起重臂往下放时，整机出现抖动，此 时 4 主弦杆已经开始屈曲，屈曲到一定程度后起重 臂的下坠速度就越来越快，直至破坏。 起重臂在 4 主弦杆都断裂后起重臂前部在变 幅钢丝绳、 主副吊钩和起重臂自重的作用下以一 定角度向下坠落， 直接撞击圆筒支撑， 使起重臂 在斜腹杆位置被劈开， 其中左侧半片仍与前部连 接，右侧半片因弯折角度过大被折断掉落 。
参考文献 ［ 1］ 孙 智，江 利，应 展 鹏 . 失 效 分 析— — —基 础 与 应 用 ［ M］ ． 北京： 机械工业出版社，2005. ［ 2］ 廖景娱 . 金属构件失效分析［ M］ ． 北京： 化学工业出 版社，2011. ［ 3］ 陈明，曹标，谭莹，等 . 摩托车发动机排气阀断裂原 《起重运输机械》 2013 （ 3 ） J］ ． 热加工工艺，2007 ，36 （ 14 ） ： 47 － 49. 因分析［ ［ 4］ 崔岳贤，王长利 . 金属断口分析［M］ ． 哈尔滨： 哈尔 滨工业大学出版社，1998. 作者地址： 江苏省南京市光华东街 5 号 邮 编： 210007 收稿日期： 2012 － 09 － 09
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75. 8ʎ 。起重机变幅卷筒轴承座位置处的起重臂上 下限位已失效， 限位控制器轴与变幅卷筒轴的连 接销已脱落在右侧的机台地面上。 变幅卷筒轴转 动时限位控制器轴已不会转动。 脱落的连接销成 “ 7 ” 字形， 且已锈迹斑斑， 未发现有其他变幅限 位装置。 检查起重机在变幅卷筒端部， 还有 5 圈空余 绳槽 （ 已锈蚀） ，其中近 3 圈绳槽上有油迹， 说明 变幅钢丝绳已绕过这 3 圈。 ， “起重 据了解，该机的操作系统问题不断 量、幅度、 角度等显示装置 ” 不能正常显示， 打 开就显示在 40 50 t 范围内跳动， 超载报警一直 处于报警状态， 故显示装置在操作起重机期间一 直处于关闭状态。 在事故发生前起重臂曾经放下 至地面以防台风， 且放下起重臂时感觉到整机在 抖动，便当即停止了变幅操作。 对该机主弦杆断口部位取样做材料化学成分 和机械性能分析， 结果化学成分和抗拉强度、 屈 服限和延伸率与 Q345 标准相符合。 对该机的 4 根主弦杆断口两侧部位 8 处钢管外 表面做磁粉探伤，未发现超标缺陷。
该机起重臂变幅限位控制器轴与变幅钢丝绳 卷筒轴的 “铁丝 ” 连接销脱落后使变幅上下限位 失效。在小幅度作业时没有相关人员监护导致起 重臂防后倾支撑顶块与防后倾支撑相撞击， 使起 重臂主 弦 杆 严 重 压 扁。 上 主 弦 杆 产 生 局 部 屈 服、 下主弦杆产生早期裂纹是事故发生的直接原因 。 该机的幅度、 角度、 起重量等显示装置长期 处于失效状态是导致该事故的主要原因 。 而 “铁 丝” 连接销脱落后， 使用、 维护人员缺乏日常维 护检查也是该事故发生的原因。 这次事故的发生说明起重机的使用单位平常 维护保养的重要性， 司机的正确操作和责任心也 十分重要。这给起重机的管理部门也敲响了警钟， 说明要加强对起重机的维护保养工作监督 。
作 地 邮 者： 唐建富 址： 杭州 市 凯 旋 路 211 号 浙 江 省 特 种 设 备 检 验 研 究院 编： 310020 收稿日期： 2012 － 03 － 07 《起重运输机械》 2013 （ 3 ）
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事故结论
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事故原因分析
限位控制器轴与变幅钢丝绳卷筒轴的连接销 已脱落在右侧的机台地面上， 且已锈迹斑斑， 说 明起重臂上下幅度限位失效已有较长时间 。 起重臂防后倾支撑顶块与防后倾支撑接触时 ， 起重臂的角度为 78. 1ʎ 。已知起重臂根销至回转中 心距离为 2. 75 m，当主副吊钩在幅度 22 m 时， 起 重臂的角度为 72. 6ʎ （ 起重臂过仰限位应动作的角 度） ，事故发生时起重臂处于 75. 8ʎ 。 由勘验结果 可见，起重臂防后倾支撑顶块与防后倾支撑曾经 多次发生碰撞。 下主弦杆在防后倾支撑顶块附近受撞击力作 用下受拉， 而在正常受力时又受压， 在拉压交变 载荷的作用下产生疲劳， 材料微裂纹扩大， 形成 裂纹，在防台风将起重臂放下和扳起过程中，加大 了裂纹的扩展。而上主弦杆在防后倾支撑顶块附近 受撞击力作用下受压，多次以后产生局部屈服。 在事故发生前， 变幅钢丝绳曾在卷筒上继续 走 2. 5 圈的痕迹。 根据变幅卷筒名义直径 1 180 mm，变幅钢丝绳倍率 4 ， 得到出事前 A 字架变幅 — 108 —
t ˑ 65 m； 副钩起重量 （ 幅度） ： 10 t ˑ 70 m； 工作 幅度： 22 70 m； 工作高度： 轨面以上 45 m， 轨 面以下 10 m。 勘验发现，门座起重机起重臂的根节在防后 倾支撑顶块的前部发生断裂； 起重臂根部弯折紧 贴起重机圆筒支撑； 起重臂头部由变幅钢丝绳拉 住，起重臂主弦杆断口位置撞击圆筒支撑 ，4 根主 弦杆分开叉腰式撂在起重机门架平台上； 地面上 撒落了 24 根长短不一的斜腹杆； 主、 副起升吊钩 砸落在地面上。 起重机 A 字 架 上 的 防 后 倾 支 撑 杆 未 见 变 形， 前端部缓冲块已被撞击， 起重臂根节 （ 与机台连 接位置） 严重变形。 检查起重臂， 发现其右防后倾支撑顶块表面 有变形、 锈蚀和橡胶缓冲块印痕， 顶块立柱未见 变形； 左侧顶块表面和立柱未见变形现象， 表面 锈蚀较严重，有缓冲块压痕。 该机 2 防后倾支撑顶块处的主弦杆管子被严 重压扁。左防后倾支撑顶块往根部位置 （ 500 730 mm） 附近有 1 个被撞击的凹坑， 凹坑直径比主弦 杆直径小， 且表面涂层有刮擦的痕迹， 说明与撞
门座起重机起重臂断裂事故的原因分析
王勇玲 浙江省特种设备检验研究院 310020
文章编号： 1001 － 0785 （ 2013 ） 03 － 0107 － 02
Fra Baidu bibliotek唐建富
陆纪法
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事故概况
2011 年 6 月， 某船装码头有 2 台 40 t 门座起 重机待检，一台是 2007 年出厂，另一台是 2009 年 2 月出厂。当 2009 年 2 月出厂的门座起重机进行 定期检验时，司机协助检验人员先将起重臂上升， 升到最小幅度位置后开始下降起重臂， 在起重臂 下降约 20 s 后起重臂断裂，从起重臂上掉下 24 根 斜腹杆。 该 起 事 故 除 导 致 该 门 座 起 重 机 损 坏 外， 还造成 1 名员工受伤。起重机结构见图 1 。
图1
40 t 门座起重机结构图
击物有相对移动。 该机起 重 臂 前 部 在 断 裂 后， 撞 击 圆 筒 支 撑， 主弦杆断口表面、斜腹杆已经严重变形。
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现场勘验
该事故起重机型号为 MQH4070 ，主要参数为： 该机事故后 A 字架变幅滑轮轴与起重臂变幅 主钩起重量 （ 幅度） ： 40 t ˑ 38 m，30 t ˑ 45 m，10 动滑轮轴之间的距离实测为 43. 1 m， 起重臂处于