履帶式起重機(jī)起重臂斷裂墜落原因分析

       2006年的一個(gè)夏夜，天津市某地下工程工地一臺(tái)履帶式起重機(jī)在進(jìn)行地連墻作業(yè)時(shí)發(fā)生起重臂墜落事故，我們受委托對(duì)該履帶起重機(jī)進(jìn)行了技術(shù)分析，作出事故鑒定。 

 

       此臺(tái)履帶式起重機(jī)由日本石川島播磨重工株式會(huì)社于1986年生產(chǎn)，型號(hào)為1495—3A，起重量100t，最大起升高度48．5m，起重幅度4．7～39m。設(shè)備隨機(jī)資料基本齊全，操作人員持有操作證。履帶起重機(jī)起重臂墜落后部分損壞。 

 

二、事故過程及原因分析 
 

       據(jù)操作者描述，當(dāng)時(shí)正操作履帶起重機(jī)吊運(yùn)重0．5t的刷壁器進(jìn)行刷壁作業(yè)，在起臂動(dòng)作停止時(shí)(臂桿此時(shí)處于約7O。仰角)發(fā)現(xiàn)起重臂下滑，當(dāng)時(shí)采取反起桿操作措施以避免起重臂下滑，但操作無效，立即啟動(dòng)變幅卷筒防逆轉(zhuǎn)安全裝置按鈕，但該裝置也不起作用，致使起重臂快速墜落。現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：變幅卷筒的帶式制動(dòng)器制動(dòng)效果不佳，使起重臂在工作位置停不住，另外該臺(tái)履帶起重機(jī)變幅卷筒起桿驅(qū)動(dòng)鏈條因年久失修發(fā)生斷裂，從鏈條的磨損情況及鏈條銷軸斷裂處斷口分析屬于疲勞破壞，當(dāng)操作者采取反起桿操作時(shí)，制動(dòng)器全部打開，由于驅(qū)動(dòng)鏈條斷裂，動(dòng)力不能傳遞到卷筒，在重力作用下使起重臂快速下滑；操作者在緊急關(guān)頭啟動(dòng)變幅卷筒防逆轉(zhuǎn)裝置按鈕，然而由于安全裝置失靈不能正常工作。這套安全裝置是利用棘輪棘爪動(dòng)作防止變幅卷筒逆轉(zhuǎn)，當(dāng)啟動(dòng)安全裝置按鈕時(shí)棘爪靠氣動(dòng)系統(tǒng)推動(dòng)擺臂擺動(dòng)來完成動(dòng)作，發(fā)生事故時(shí)擺臂與棘爪擺動(dòng)軸之間的連接鍵早已脫落，致使棘爪不能動(dòng)作無法將變幅卷筒鎖死，最終導(dǎo)致起重臂快速墜落，引發(fā)事故。 

 

       從斷裂的驅(qū)動(dòng)鏈銷軸斷口觀察，斷裂面一側(cè)凸出，一側(cè)凹進(jìn)。區(qū)域3斷口表面呈粗粒狀、有光澤、呈灰色，具有過載脆性斷口的特征，該區(qū)域?yàn)槠谒矓鄥^(qū)(失穩(wěn)擴(kuò)展區(qū)域)。區(qū)域2呈細(xì)粒狀、灰黑色、無光澤、較平坦，該區(qū)域?yàn)榉€(wěn)定擴(kuò)展區(qū)域。區(qū)域1呈細(xì)粒狀、灰黑色、無光澤、且呈臺(tái)階狀，有人字形放射狀花紋。這是因?yàn)樵诔叵掠捎谶^載幅度的突然變化或材料局部機(jī)械性質(zhì)的變化導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展速率變化，而使斷口的痕跡或放射狀條痕方向改變，在宏觀斷口上留下裂紋擴(kuò)展的痕跡，該區(qū)域?yàn)閱⒘褏^(qū)域，此處正是疲勞源區(qū)所在。斷口無明顯塑性變形，為典型的疲勞脆性斷口。 

 

(1)帶式制動(dòng)器應(yīng)隨著制動(dòng)帶的磨損經(jīng)常予以調(diào)整，以防制動(dòng)力矩不足。 

(2)驅(qū)動(dòng)鏈條作為易損件在日常維護(hù)保養(yǎng)中應(yīng)經(jīng)常檢查，使用一定時(shí)間后應(yīng)予以更換，以防不測(cè)。 

(3)維修不及時(shí)，檢查不到位，使安全裝置失效，在關(guān)鍵時(shí)刻不起作用，引發(fā)惡性事故。 

(4)操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備性能了解不夠。 
 

       該起重機(jī)變幅卷筒工作時(shí)，卷筒兩側(cè)分別裝有兩套驅(qū)動(dòng)裝置(一側(cè)為鏈輪傳動(dòng)，一側(cè)為齒輪傳動(dòng))。其中鏈條驅(qū)動(dòng)裝置主要實(shí)現(xiàn)起重臂上升(起桿)動(dòng)作，齒輪傳動(dòng)裝置主要實(shí)現(xiàn)起重臂下降(落桿)動(dòng)作，起重臂上升與下降靠卷筒兩側(cè)的離心式離合器動(dòng)作進(jìn)行切換，停止時(shí)靠帶式制動(dòng)器保持平衡。另外，在齒輪傳動(dòng)側(cè)還有一套棘輪棘爪裝置，動(dòng)作后可防止變幅卷筒逆轉(zhuǎn)(當(dāng)制動(dòng)力矩不足時(shí)起重臂在重力作用下下落)。如果當(dāng)時(shí)操作者起桿作業(yè)結(jié)束發(fā)現(xiàn)起重臂不能保持停止而下滑，此時(shí)不采取起桿動(dòng)作而采取落桿動(dòng)作，變幅卷筒落桿會(huì)通過另一套落桿驅(qū)動(dòng)裝置(齒輪傳動(dòng))將動(dòng)力傳遞到變幅卷筒，可以操作起重臂安全下落。