摘要：当前，在建筑工地中使用频率较高的起重设备就是塔式起重机（下文简称塔机），因此塔机的安全运行就显得尤为重要。为此，首先应该了解一下塔机的基本工作原理。塔机在垂直或水平运输重物时主要是通过起升、变幅、回转及行走等四个工作机构来完成。以起升机构垂直运输吊物为例，其基本工作原理是卷扬机、滑轮组及钢丝绳等在减速器的带动下能够改变运动的方向即由旋转运动变为直线运动，进而完成相应的运输任务。在塔机的整个运行过程中，比较容易出问题的是起升工作机构，主要是因为在起升过程中容易发生吊钩冲顶，这也是本文的研究重点。
关键词：塔式起重机；吊钩冲顶；装置；改进
1 高度限位失效是发生吊钩冲顶的主要原因
吊钩冲顶是塔机起升机构工作中经常会出现的问题，所谓吊钩冲顶是指吊钩装置的顶部在上升的过程中，其与变幅小车架底部的距离不到800毫米或是直接撞上小车架的现象。发生吊钩冲顶事故会引发一系列问题，轻则会损坏滑轮组、变幅小车及起升钢丝绳等；重则可能出现吊钩与吊物坠落的现象，甚至造成人身及财产等方面的重大损失，一旦发生此种情况属于安全事故了。
为了防止发生吊钩冲顶事故，福建省有关部门在制定《建筑施工起重机械安全检测规程》中就对此进行了明确，要求塔机上必须要安装相应的限位器，将吊钩的起升上限位置限定在安全、合理的高度上，当吊钩装置顶部在上升过程中，其与变幅小车架底部距离不到800毫米时，这时限位器就发挥作用能够及时阻止其继续上升，避免发生冲顶。当然在升起机构运行中，有上升也有下降，但是限位器只限制上升的高度却不能限制下降的高度。一旦发生吊钩冲顶事故会引发一系列问题，很可能会损坏滑轮组、变幅小车及起升钢丝绳等，从而使维修费用及材料成本等大幅提高，同时项目的施工进度也会受到影响；同时，由于塔机在运行过程中，其升起的高度是非常高的，而且吊运的物体也相当重，如果发生冲顶很容易出现吊钩与吊物坠落的现象，甚至造成人身及财产等方面的重大损失，一旦发生此种情况属于安全事故了。
经过多方面的调查研究，得出有效解决高度限位失效的问题就能够将吊钩冲顶的发生概率控制在百分之二以内的结论。
为此，GB6067《起重机械安全规程__第1部分：总则》中明确规定，塔机上安装的高度限位装置要确保能够在吊具升至上限位置时自动启动切断动力源的设置。高度限位失效问题的解决将能有效减少吊钩冲顶的发生频率，甚至能够将发生概率降到百分之二以内。
通过调查发现出现高度限位失效有多方面的原因，对此进行了总结归纳，主要包括对密封件的密封不够严实、电压不稳定、缺乏相应的岗位安全培训、联轴器的强度不够、行程开关不能正常工作、电线连接处松动、有关人员进行技术交底时不够全面、管理人员缺乏责任心、测量时没有使用专业的工具及塔机运行过程出现振动等十个方面的原因。其中，行程开关不能正常工作是最主要的原因。
2 对行程开关进行改造可以有效降低吊钩冲顶的发生频率
通过拆解行程开关及查看说明书，发现其中的盒体是行程开关的主要构建，而盒体本身又分为上腔室与下腔室两部分，是通过隔板来分隔的，而隔板的上方有很多个叠在一起的微动开关及与微动开关一一对应的记忆凸轮，而在隔板下方设置了蜗轮蜗杆减速装置。上文提到的行程开关出现故障、无法正常工作，主要是由于微动开关出现问题无法发挥作用、或是因为需要拧紧的螺母松动了使得记忆凸轮错位而引起的，进而引发高度限位器也无法正常工作的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对上表进行分析，可以看出高度限位失效主要是由行程开关无法正常工作造成的，由行程开关故障引起的高度限位失效事故占到此类总事故的97.9%。此外，安全人员在日常检查中是无法判定行程开关是否有问题的，必须通过专业人员的拆解检查才能准确判定。
为了有效行程开关出现故障的频率，在实际工作中可以将两个行程开关进行并联，例如行程开关A与行程开关B发生故障的概率分别是15%和10%，在将它们并联的情况下，这两个开关同时出现故障的概率将大大降低、仅为=1.5%，此外对开关进行并联改造成本也相对较低，我们的目标就是以较低的成本有效降低行程开关发生故障的频率。
所谓并联两个行程开关也就是在原有的行程开关旁边再安装另外一个，并且要保证两个开关运转的步调一致，这就需要利用万向节来现实了。测量塔机DXZ行程开关的外部尺寸时，需要查看一下说明书中的相关内容，以利于准确测定出固定螺栓的定位尺寸，并能够精确绘制行程开关的基本尺寸及定位图进行。通过进行实际测量可以发现，在并联两个行程开关的情况下，是无法固定第二个开关的，这时就需要借助一块定位板将两个开关同时固定起来。
在对两个行程开关进行并联时，电路设计是其中比较重要的一个环节。在并联两个行程开关时需要通过电线在第一个开关的控制电路接入点接入第二个开关，两个开关并联后其中任何一个开关启动都能有效限制提升机构的上升高度，在其接近上限位置时会自动切断动力源，吊钩就会停止运动。此外，两个并联的程序开关必须是相同型号的，这样才能保证它们的运转步调一致。
在完成相应的设计工作后，就要进行采购了，需要购买的材料包括DXZ行程开关、电线及万向节等，还需要另外一个定位板。所需材料全部到位后，就可以进行安装了。第一步是安装定位板，然后用万向节把两个行程开关连接起来再将其固定再定位板相应的位置上，同时要将开关的一头接到卷筒转轴上，最后一步就是连接好整个电路。安装完毕后需要分别调试两个行程开关，在两个开关都可以正常工作的情况下在将它们进行并联。根据实际需要，对七十台塔机进行了改造并投入使用，同时还对它们在5-7月这个时间段的工作状况进行观察统计，根据统计数据可以看出经过改造塔机发生吊钩冲顶的概率大大降低，仅为1.4%，完全符合预期目标。然而在这个阶段出现了新的问题，就是某台塔机的两个行程开关的连接出现损坏情况，还引发了冲顶事故。针对这种情况，一方面是在定位板上又焊了一个加强筋，这样做是为了有效降低挠度；另一方面是更换了万向节，选用了质量更好、还能够微调同轴度的万向节，这样即使在定位板有同轴度偏差的问题也能牢固连接行程开关。
3 结论
通过并联行程开关装置这样的改造，可以有效降低塔机发生吊钩冲顶的概率发生频率由此前的9.1%降为2%，一方面可以有效预防由此引发的重大安全事故，确保公司项目的正常实施；另一方面还能够使相关的维修费用大幅降低，降低了公司的运用成本。
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论文作者:龚正轩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
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