重视电动葫芦门式起重机支腿的检验
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摘要：文章主要结合事例论述电动葫芦门式起重机事故的原因，并提出了电动葫芦门式起重机的支腿连接的检验和日常使用监督措施。
关键词：电动葫芦门式起重机；支腿；倾覆；上横梁；疲劳强度
中图分类号：TH213 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0079-03
电动葫芦门式起重机是一种简易起重机，有单梁和双梁两种。因结构简单、制造容易、自重轻、造价低、安装维修方便等优点得到了较大发展，广泛用于工矿企业、铁路、码头、仓库、料场等场所。然而因电动葫芦门式起重机结构简单，在设计、制作、安装、检验等过程中，未能引起足够重视。在电动葫芦门式起重机的使用过程中，因支腿连接存在缺陷，出现断裂等隐患而产生倾覆的事故时有发生。因此，在检验环节，注重对电动葫芦门式起重机支腿安装质量的检验，是保证安全生产、防范事故发生的一个重要保障。
例：2010年，我市某临时钢结构制作厂内一门式起重机发生事故，当时，操作工正准备吊运物品，在物品起升尚未离开地面时，起重机突然整体向支腿一侧倾斜了，所幸当时隔壁厂房内的20多名工人均未在场，现场无人员伤亡。
1 事故分析
1.1 事故起重主要参数
1.2 事故检验
1.2.1 现场事故主梁一侧上连接横梁（图1）与支腿上端法兰（图2）。
从图2中可以看出，设计上主梁跨度位置两侧与支腿连接的上横梁既未采用矩形钢板法兰螺栓连接，也未采用矩形钢板连接法兰焊接的方式，而是在主梁跨度位置两侧与支腿连接的上横梁做成了一根工字钢伸出的形式，与支腿法兰无法对接，在现场连接时只能采用垫钢板的方式与上横梁焊接连接，可能是由于厂家制造工艺水平问题或是现场安装问题，现场安装时4条支腿所垫钢板厚度较悬殊，无法保证上横梁与支腿法兰的有效接触面积，不符合GB3811的要求，易失稳。起重机运行时易扭转、变形，产生摇晃，不符合要求的支腿焊接处因受力不均等现象极易产生断裂，在起重机运行摇晃、扭转振动的情况下造成撕裂倾覆。
1.2.2 起重机大车轨道轨距偏差、大车轨道全程标高差和同一截面高低差等均不符合标准。特别是两轨道接头间隙过大，最大间隙达到25mm，大车经过时产生较大的震动。
1.2.3 起重机下横梁的大车驱动电机（锥形制动电机）制动器调整不同步。由于左侧大车驱动电机制动器调整过松，右侧大车驱动电机制动器调整过紧，因而造成在大车运行时，左侧大车运行速度高于右侧大车运行速度，造成运行或制动时来回扭转运行。
1.2.4 大车轨道型号与起重机随机文件中的设计型号不符。实物型号为P38，而设计型号为P22。
2 问题原因
采用不合理结构，装配时随意性强制装配，导致局部强度和刚度不足是产生电动葫芦门式起重机倾覆的主要原因。可从下面几个方面来分析其问题的原因：
2.1 设计资料原因
未注重产品设计文件的重要性。很多使用单位在订购起重机时，设计或制造单位不一定都能按使用单位的要求，对照起重机的主要参数、工作级别等按《起重机设计规范》（GB/T3811）、《起重机设计手册》等要求对起重机金属结构、合理选用材料、结构型式和构造措施，满足结构件在运输、安装和使用过程中的强度（含疲劳强度）、稳定性、刚性和有关安全性方面的要求进行设计。对工作级别为A6、A7、A8的结构件必须进行疲劳强度计算。采用不合理结构，装配时随意性，导致局部强度和刚度不足是产生倾覆的主要原因：电动葫芦门式起重机支腿上方的上横梁由一根独立的工字钢结构组成（如图2所示），未设计连接法兰，易产生应力集中、受力不均匀及刚度不足；支腿法兰设计不符合要求（如图3所示），上横梁不能与之有效接触，只能采取垫钢板的形式焊接。
2.2 制造质量原因
制造原因主要体现在：未采用设计的图纸，制作时，没有按使用单位对电动葫芦门式起重机提出具体要求后设计的图纸，而是采用相近或类似的图纸进行加工制作；未制作有效的连接方式，上横梁与支腿组对时，一是在上横梁与支腿连接处各制作一个法兰板，通过在法兰板相对应的位置钻孔，在现场采用螺栓连接，二是在上横梁与支腿连接处各制作一个法兰板，不通过法兰板钻孔通过螺栓连接，而是在现场采用焊接连接。而本例中未采用上述两种方法。
2.3 安装原因
在现场组装时，由于4个上横梁与支腿法兰面不在同一平面上，安装时采用强制组装，使上横梁存在扭曲的较大内应力；没有按焊接规范焊接，焊接质量差，焊缝根部未焊透、未熔合；在安装中任意加垫钢板、加大焊缝，各焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝，焊缝的布置未对称于构件重心。
2.4 使用环节原因
不合理地使用起重机：起重机大车驱动电机制动器调整不同步，造成在大车运行时，两侧运行速度不一致，造成运行时扭转运行；由于轨道标高超标过大，起重机整体门架长期处于倾斜状态下运行（图3），在荷载状态下，支腿上法兰连接处产生扭矩，受较大剪力；不遵循电动葫芦门式起重机工作级别的规定条件，超工作级别使用，使起重机构件达不到使用寿命就损坏；大车轨道型号与起重机随机文件中的设计型号不符（如表2所示）。通常情况下大车轮内轮缘与大车轨道侧隙值应在20～30mm内，以保证大车轮在转动时其内轮缘与大车轨道侧面间具有一定的游动间隙。而事故起重机大车轮内轮缘与大车轨道侧隙值仅为7mm。由于大车轨距超标，大车运行时使支腿与上横梁连接处产生很大的附加弯矩。
3 支腿连接的检验
在起重机日常的检验工作中，笔者也发现一些电动葫芦门式起重机主梁与支腿连接存在类似不规范的问题。在正常情况下，支腿是由Q235B钢板焊接成的等腰梯形或直角梯形截面箱形立柱，立柱上下焊接不等宽法兰。上法兰宽，下法兰窄，增加门架的强度、刚度和稳定性。当跨度大于30m时，为改善大车运行效果设计有一对柔性支腿。主梁与对称布置在主梁两侧的上横梁通过螺栓将两法兰紧固，并使两支腿间上窄下宽，形成一定的角度，形成“A”字形结构，提高了起重机的稳定性。支腿与地梁间钢板法兰采用螺栓联接。Q235B材质制作，其可焊性好，正常运行情况不易出现缺陷而使起重机发生倾覆的现象。故确保电动葫芦门式起重机支腿连接的质量应注重从下述几个方面进行检验：
3.1 设计资料审核
注重产品设计文件审核：设计资料是否按使用单位的要求，对照电动葫芦门式起重机的主要参数、工作级别等按《起重机设计规范》（GB/T3811）、《起重机设计手册》等要求进行设计；对工作级别为A6、A7、A8的结构件是否进行疲劳强度计算；电动葫芦门式起重机稳定性是否进行了计算，支腿连接是否有装配图纸及说明。
3.2 制造质量检验
电动葫芦门式起重机已纳入制造监检范围，现场检验时应注重：
3.2.1 产品技术文件审核，产品技术文件是起重机质量的保证，是了解该起重机是否经过了检验机构的驻厂监检、每台起重机是否进行出厂检验，制造厂的质量检验部门按标准及产品图样的要求，对产品质量进行检验，并出具产品合格证。
3.2.2 支腿技术指标：刚性支腿与主梁在距离方向的垂直度：H≤H/2000；支腿直线度x≤1.5H1/1000、y≤1.5H1/1000。
3.2.3 每台起重机是否进行总体预装，支腿与主梁、支腿与下横梁、起重机运行机构等分别进行预装，检查零部件的完整性及尺寸的正确性，并应有预装标记。支腿与主梁若不预装，则应采取可靠的工艺方法保证其几何尺寸的正确性。
3.3 安装质量检验
3.3.1 在安装过程中监督施工单位必须严格按照起重机设计图纸施工，按要求进行自检和调试。
3.3.2 起重机安装监检是过程检验，支腿安装时检验人员应到场监检，因电动葫芦起重机主梁及支腿在运输过程中产生微小变形，都会使上横梁与支腿连接的法兰面产生变化，在自然状态下，4个上横梁法兰面与支腿法兰面不在同一平面上，防止施工单位在安装时采用强制组装。设备安装完成后，施工单位应自检，确保起重机车轮水平偏斜、垂直偏斜、同一下横梁上的两车轮同位差符合标准；4个支腿高度差在跨度方向不大于10mm（S≤26mm）或15mm（S≥26mm）。
3.3.3 轨道要求：安装轨道选型符合要求，检验时按设计要求、对照表2对轨道选型；轨道标高、轨距符合要求，防止电动葫芦起重机整体门架处于倾斜状态下或啃轨运行。
4 日常使用监督
电动葫芦起重机因支腿有一定的高度，并根据跨度大小对整机门架的强度有要求，使用单位的使用和管理对电动葫芦门式起重机的安全性有直接影响。使用单位应规范自身的管理和使用电动葫芦起重机，按章作业，每个月从头到尾检查一下结构件的联接情况，包括主梁连接板、主梁与支腿、支腿之间等部位的螺栓、螺母的连接状态是否正常，有无松动；若是焊接，焊缝是否有裂纹等。发现问题应立即停止作业，及时予以处理。
5 结语
由于电动葫芦门式起重机是一种简易起重机，有结构简单、制造容易、自重轻、造价低、安装维修方便等优点，其用途极其广泛，故其在使用环节发生的事故也不少。现在电动葫芦门式起重机已列入制造监检范围。起重机监检人员从源头把关，避免了未经设计、不符合标准的产品流入市场。同时，检验人员在检验时应对其出厂的随机资料进行审核，安装时要对支腿连接部位进行过程监检，日常检验时也应
对支腿连接部位重点检查，并督促使用单位按照规程使用设备，可避免类似事故的发生。
参考文献
[1] 万力.起重机械安装使用维修检验手册[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[2] 电动葫芦门式起重机（JBT5663-2008）[S].
[3] 起重机设计规范（GB3811）[S].
作者简介：傅建俊（1971-），江西丰城人，江西省特种设备检验检测研究院新余分院工程师，研究方向：特种设备安全。