起重机的安全防护

安全防护装置的工作原理和安全功能 1．超载限制器 超载限制器也称起重量限制器，是一种超载保护安全 装置。其功能是当载荷超过额定值时，使起升动作不能实 现，从而避免超载。有机械式、电子式等多种类型（见图 7-1），机械式超载限制器通过杠杆、弹簧、凸轮等的作 用带动撞杆，当超载时，撞杆与开关相碰，切断起升机构 的动力源，控制起升机构中止运行。
（6）桥式起重机的端梁外侧（有人行通道时）和两端 面，移动式司机室的走台与梯子接口处的防护栏杆； （7）夹轨器、大车滑线防护板。 2．语句提示与警告 警告语和提示语一般采用黄色背景上黑色文字，属于 这种要求的地方有： （1）流动式起重机的基本臂两侧用文字标志："起重臂 下严禁站人"； （2）流动式起重机的回转尾部两侧用文字标志："作业 半径内注意安全"； （3）各类起重机的额定起重量，用大字标牌设置在结 构的醒目位置，如桥式类型起重机的主梁、臂架起重机的 臂架上。
第四章 起重机的安全防护
第一节 起重机的安全防护装置 第一单元 起重机安全防护装置的种类 第二单元 安全防护装置的工作原理和安全功能 第二节 高处作业的安全防护 第一单元 防护栏杆 第二单元 走台 第三单元 直立梯 第四单元 斜梯 第三节 起重机安全信息使用 第一单元 信号指示 第二单元 危险部位标志 第三单元 信息交流和通讯
1．警告标志 警告标志提示人们注意可能发生的危险，一般采用黄 黑相间倾斜条纹标志，如果标志背景使效果减弱，允许使 用红白相间标志。要求设置警告标志的地方有： （1）吊钩滑轮组侧板、取物装置和起重横梁； （2）臂架类型起重机回转尾部及平衡重； （3）动臂式臂架型起重机的臂架头部； （4）起重机外伸支腿和排障器； （5）除流动式和铁路起重机外，与地面距离小于2m的 司机室和检修吊笼的底边、台车均衡梁和下横梁两侧；
①限制载荷的装置。例如，超载限制器、力矩限制器、 缓冲器、极限力矩限制器等。 ②限定行程位置的装置。例如，上升极限位置限制器、 下降极限位置限制器、运行极限位置限制器、防止吊臂后 倾装置、轨道端部止挡等； ③定位装置。例如，支腿回缩锁定装置、回转定位装 置、夹轨钳和错定装置或铁鞋等； ④其他安全装置。例如，联锁保护装置、安全钩、扫 轨板等。
起重安全信息使用--信号指示 1．信号指示 起重机总电源开合状态在司机室内应有明显的信号指 示，根据需要设置故障信号或报警信号。信号装置应设置 在司机室或有关人员视力、听力可及之处。 2．障碍信号 室外总高在30m以上有相碰可能的起重机，在最高点应 设置红色障碍灯。塔式起重机臂端、港口用的起重机臂端 和装卸桥桥架端也应设置障碍灯。要保证障碍灯电源线路 不受起重机停机的影响。 危险部位标志 起重机上有一些凸出和悬伸的装置或构件，在起重作 业过程中可能对人员造成碰撞、打击或夹挤危险。采用以 对比色为背景的安全色，能提醒人们注意，以便迅速发现 危险部位并作出尽快反应；或在非正常状态下准确识别并 及时采取行动，以避免危险，减少事故的发生。
起重机安全防护装置的种类 起重机的安全防护是指对起重机在作业时产生的各种危险 进行预防的安全技术措施。不同种类的起重机应根据不同 需要安装必要的安全防护装置。安全防护装置是畜配备齐 全，装置的性能是否可靠，是起重机安全检查的重要内容 。 1．按安全功能分类 起重机安全防护装置按安全功能大致可分为安全装置 、防护装置、指示报警装置及其他安全防护措施几类。 （1）安全装置。这是指通过自身的结构功能，可以限 制或防止起重作业的某种危险发生的装置。安全装置可以 是单一功能装置，也可以是与防护装置联用的组合装置。 安全装置还可以进一步分为
3．禁止和停止标志 禁止和停止标志是制止或在一般情况下不准人们的某 种行动而设置的标牌，一般采用红色标志。要求设置这种 标志的地方有： （1）紧急开关； （2）缓冲器、扫轨板、轨道端部止挡和上升极限位置 2 限制器； （3）大小车滑线、电缆卷筒。
2．按安全检查项目分类 起重机安全防护装置按安全检查的要求不同，可分"应 装"和"宜装"两个要求等级。 （1）应装。它是指强制要求必须装设的安全防护装置。 应装而未装，或装置丧失安全功能，要限期整改，甚至停 止起重机的使用。 （2）宜装。它是指非强制性要求的安全装置，当条件 不具备时暂不要求，有条件时最好安装。 各种类型的起重机应按《起重机械安全规程》规定要 求装设安全防护装置，并须在使用中及时检查、维护，使 其保持正常工作性能。如发现性能异常，应立即进行修理 或更换。
2．力矩限制器 力矩限制器是臂架式起重机的超载保护安全装置。臂 架式起重机是用起重力矩特性来反映载荷状态的，而力矩 值是由起重量、幅度（臂长与臂架倾角余弦的乘积）和作 业工况等多个参数决定的，控制起来比较复杂。电子式力 矩限制器可以综合多种情况，较好地解决这个问题。下面 以流动式起重机的力矩限制器为例说明其工作原理。这种 力矩限制器由载荷检测器、臂长检测器、角度检测器、工 况选择器和微型计算机构成（见图7-2）。当起重机进入 工作状态时，将实际各参数的检测信号输入计算机，经过 运算、放大、处理后，显示相应的数值，并与事先存入的 额定起重力矩值比较。当实际值达到额定值的90%时，发 出预警信号；当超载时，则一边发出警报信号，同时起重 机停止向危险的方向（如起升、伸臂、降臂、回转）继续 动作。
表7－1 斜梯尺寸
与水平面夹角 梯级间距/mm 梯级间距 踏板宽度/mm 踏板宽度 30° 160 310 35° 175 280 40° 185 249 45° 200 226 50° 210 208 55° 225 180 60° 235 160 65° 245 145
第二，斜梯高度大于 10m时，应在7.5 m处设休息平台。 再往上，每隔6～10m应设休息平台。 第三，梯侧应设栏杆。 第四，梯子踏板、走台平面应有防滑性能。
图7-2 力矩限制器工作原理 (a)橡胶缓冲器 (b)弹簧缓冲器 (c)液压缓冲器 1-撞头 2-弹簧 3-油缸 4-弹簧 5-芯棒 6-活塞
弹簧缓冲器可将大部分撞击动能迅速转化为弹簧的压缩 势能，由于结构简单，对环境条件不敏感，因而得到最广 泛的应用，适用于运动速度为50-120 m/min的情况。其缺 点是反弹力较大，对起重机有冲击作用（见图7-3b）。现 在已有两种改进形式来减缓反弹力，一种是带止弹机构的 弹簧缓冲器；另一种是弹簧摩擦式缓冲器。 液压缓冲器是由油缸活塞挤压油液作功来消耗受到撞 击时的动能，从而起到缓冲作用的（见图7－3C）。其特 点是可以吸收比弹簧缓冲器大得多的冲击动能，且无反弹 作用。适用于运动速度更大的情况。其缺点是构造复杂， 环境温度高会影响油液的性能。
直立梯 直立梯是与地平面垂直的钢制梯，固定在起重机上或安装 在建筑物上供登起重机用。其主要危险是登梯者脱手、脚 部滑脱造成倾倒、仰翻或滑落等坠落事故。安全对策是合 理的梯宽；梯级间隔均匀且不过大；设置护笼护圈和直梯 登上平台的扶手。各种梯子的强度、刚度应考虑能承受 1500 N的移动集中载荷。对直立梯的具体要求如下：
防护栏杆设在可能发生坠落的临边敞开边缘处，防止人员 滑跌坠落，防止平台上放置的器具、零件、材料意外坠落 伤人。栏杆常采用钢管结构，应考虑承受300 N的移动水 平载荷。对防护栏杆的具体要求如下： 第一，栏杆高度应为 1050mm，并设有间距为 350mm 的水平横杆。栏杆底部应设置高度不小于70mm的围护板。 第二，栏杆上任何一处都应能承受IkN来自任何方向的 载荷而不产生塑性变形。 第三，为在空中润滑或维修而在臂架上所设栏杆的扶 手，应能悬挂安全带挂钩，并能承受4.5 kN的载荷而不被 破坏。
第一，梯级间距宜为300 mm，且所有梯级间距应相等；踏杆距 前方立面不应小于 150mm，梯宽不应小于300 mm。 第二，当梯子高度大于 10 m时，每隔6～8 m应设休息平台。 第三，当梯子高度大于5 m时，应从2 m起装设直径为650～800 mm的安全圈，相邻圈间距为 500 mm。安全圈之间用 5根均匀分布 的纵向连杆连接。安全圈的任何位置都应能承受1kN的力而不破断 。 第四，直立梯通向边缘敞开的上层平台时，梯两侧扶手顶端应 比最高一级踏杆高出1050 mm，扶手顶端向平台弯曲。
斜梯 斜梯是与地平面呈30°～75°角的钢制梯，两侧或一侧装 有扶栏。其主要危险是登梯（尤其下梯）时从梯上滑落或 从扶栏侧翻坠落而造成伤害。安全对策是踏步高、宽适当 ，设置扶手栏杆，并在超高斜梯的梯间设置休息平台。其 具体要求如下： 第一，在整架斜梯中，所有梯级间距应相等。梯级间 距和踏板宽度应根据斜梯的倾角确定（见表7-1）。
（2）防护装置。这是指通过设置实体障碍，将人与危险 隔离。例如，走台栏杆、暴露的活动零部件的防护罩、导 电滑线防护板、电气设备的防雨罩，以及起重作业范围内 临时设置的安全栅栏等。 （3）安全信息提示和报警。这是用来显示起重机工作 状态的装置，是人们用以观察和监控系统过程的手段，有 些装置与控制调整联锁，有些装置兼有报警功能。属于此 类装置的有：偏斜调整和显示装置、幅度指示计、水平仪、 风速风级报警器、登机信号按钮、倒退报警装置、危险电 压报警器等。 （4）其他安全防护措施。它包括照明、信号、通讯、 安全色标等。
图7-2 力矩限制器工作原理
3．缓冲器 缓冲器配置在轨道运行式起重机上，与处于同一水平 高度的轨道端部止挡配合使用，是具有吸收运动机构的碰 撞动能、减缓冲击性能的安全装置。当在同一跨度轨道上 的两台起重机相撞，或起重机的大车（或小车）冲向行程 终点时，缓冲器可以将碰撞动能转化为弹性势能吸收。缓 冲器有橡胶缓冲器、弹簧缓冲器及液压缓冲器多种类型。 缓冲器与起重机结构的固定连接和缓冲器的止挡件，应按 起重机额定速度碰撞的条件进行计算。缓冲器安全检查的 主要指标是安装牢固可靠、元件完好和吸收动能的能力。 橡胶缓冲器利用碰撞时橡胶的弹性变形实现缓冲。由 于吸收能量少，一般用于运动速度较低的起重机（见图73a）。
走台 走台和平台是根据操作、维修、检查的需要，在起重机上 设置的工作面和通道。仅作通路用的走道、平台应考虑承 受1500N的移动集中载荷；对于可能要堆放物料的平台应 考虑承受3000N的移动集中载荷。对走台的具体要求如下 ： 第一，走台宽度（从栏杆到设备运动部分之间的最小 距离）对电动桥式起重机不应小于500mm，人力驱动的起 重机不应小于400mm。 第二，上空有相对移动构件或物体的走台，净空高度 不应小于 1800mm。 第三，走台应能承受3kN移动的集中载荷而无塑性变形 。 第四，走台平面应有防滑性能。
高处作业的安全防护--防护栏杆 起重机金属结构高大，一般桥式起重机的主梁高度都在 10m以上，塔式起重机甚至高达几十米。为了获得作业现 场清楚的观察视野，司机室往往设在高处，很多设备也安 装在高处结构上，这样，起重司机正常操作、高处设备的 维护和检修以及安全检查，都需要登高作业。为防止人员 从高处坠落，防止高处坠落的物体对下面人员造成打击伤 害，在起重机上凡是高度不低于2m的一切合理作业点， 2m 包括进入作业点的配套设施，如高处的通行走台、休息平 台、转向用的中间平台，以及高处作业平台等，都应予以 防护。安全防护的结构和尺寸应根据人体参数确定。其强 度、刚度要求应根据走道、平台、楼梯和栏杆可能受到的 最不利载荷考虑。
图7-1 起重量限制器 (a)杠杆式
图7-1来自百度文库起重量限制器 (b)偏心式
图7-1 起重量限制器 (c)三心偏斜轮式
电子式超载限制器是由传感器、运算放大器、控制执行器 和载荷指示计等部分组成，将显示、控制和报警功能集于 一身。当起重机起吊物品时，传感器产生变形，把载荷重 量转化为电信号，经过运算放大，指示出载荷的数值。当 载荷达到额定值的 90%时，发出预警信号；当载荷超过额 定载荷时，切断起升机构的动力源。超载限制器广泛用于 桥式类型起重机和升降机。有些臂架类型起重机（如塔式 起重机、门座起重机）将超载限制器与力矩限制器配合使 用。