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1、物料提升機安全技術,4.1物料提升機的類型、特點及安全要求一、概述物料提升機是一種在多層或高層建筑施工中采用卷揚機或曳引機為提升機構，以型鋼導軌架支撐和導引吊籠運行，專門載運物料，禁止載運人員的垂直運輸機械。為了適應和保證建筑施工安全作業，物料提升機從自誕生后長期作為施工企業可自制的簡易機具設備發展成為完全意義上的建筑起重機械設備。2003年6月17日，國家質檢總局依據國務院373號令頒布的特種設備安全監察條例將物料提升機納入特種設備目錄中的施工升降機實行制造許可證管理。在施工升降機的分類中，物料提升機屬鋼絲繩式（SS型）貨用施工升降機。2005年，國家質檢總局和國家標準化管理委員會于6月8日2、發布施工升降機（BG/T10054-2005）參考龍門架及井架物料提升機安全技術規范（JGJ88-92）行業標準，對鋼絲繩式貨用施工升降機（即物料提升機）的各項安全技術要求作出了規定，并于2005年12月1日開始實施，2006年，由湖北省建設工程質量安全總站提出，湖北省質量技術監督局于8月30日發布鋼絲繩式貨用施工升降機安全技術規范地方標準，于2006年10月1日起開始實施，因此，我們湖北省各建筑工地安裝使用的物料提升機應符合上述國家標準及地方標準規定的各項安全技術要求,二、物料提升機的類型、特點物料提升機的類型很多，按導軌架的結構特點可分為龍門架（雙立柱）與井架（單柱）兩種，常見的產品機型有3、雙柱單籠，單柱單籠及單柱雙籠三種；按提升機構的特點可分為卷揚機驅動（無對重）和曳引機驅動（有對重）兩種；按導軌架架設方法的特點可分為自升式（有自升平臺）和非自升式（無自升平臺）兩種。我們湖北省建筑施工現場常用的物料提升機產品綜合上述不同特點形成了卷揚機驅動的自升式龍門架物料提升機和曳引機驅動的井架單籠物料提升機或雙籠物料提升機兩類三種機型（其構造參見圖4.1-1）（一）卷揚機驅動的自升式龍門架物料提升機的特點1、導軌架由組焊件標準節通過高強螺栓連接組裝成雙立柱，并以組焊件自升平臺套裝連接在兩懸立的立柱頂部，形成穩定的門式結構（俗稱龍門架）。由于結構部件均是焊接鋼結構且兩立柱位于吊籠兩側中心軸線4、上，可以全截面與建筑結構錨固連接；加上自升平臺可自行上、下運行成為導軌架高處拆裝作業平臺，并限制了懸立的單柱任意擺動，因此適應高層建筑施工需要，具有快速、穩定、安全地跟隨建筑結構的增高而自行增高，以及吊籠的提升高度較大的優點。最大架設高度的設計與實現主要受卷揚機驅動卷筒容繩量的限制，產品目前設計的最大架設高度可達120m。,2、提升機構是單筒卷揚機，簡單經濟，并可安裝在物料提升機的基礎底架上，適應狹窄的施工現場，消除了提升鋼絲繩沿施工現場地面的運行段，并可選擇免遭墜物打擊，操作視野好，無水的地點安裝電氣操作控制柜，從而改變了傳統的將卷揚機與基礎底架相分離的安裝方式，提高了物料提升機在建筑工地安5、全文明施工作業的水平。3、提升鋼絲繩是獨立的單根，通過動滑輪以雙繩提升吊籠，從而保證鋼絲繩的安全系數不小于標準規定的8。但是驅動卷筒固有的強制性卷繞鋼絲繩提升吊籠的方式，加上必須反復、多層卷繞，經過動滑輪增加180的不斷彎折，鋼絲繩正常工作的工況惡劣，成為易損件，易斷件，而且是單根懸掛吊籠，鋼絲繩沿卷筒長度的工作位置不斷變化，各層卷繞的直徑不一樣，傳動平穩性不夠好，因此：,（1）額定提升速度受到安全運行要求的限制，國家標準規定不允許大于37.8m/min，且不允許配置對重，產品實際設計的額定提升速度，目前均小于30m/min且無對重；（2）斷繩及因斷繩導致的吊籠墜落成為最危險多發性工況，因此對6、斷繩保護裝置的性能及可靠度要求最高。產品目前對預防斷繩后吊籠的墜落保護很重視，設有斷繩防墜安全器，停靠防墜安全器，分別控制吊籠運行和停層兩種工況；對于預防斷繩的松繩或跳出卷筒、滑輪的保護重視不夠，常見缺失或可靠度不夠的現象，且多與防墜安全器可靠度不高相伴，應予完善。,（二）曳引機驅動的井架物料提升機的特點1、提升機構，產品已普遍淘汰了卷揚機而采用了曳引機，以多根鋼絲繩懸掛吊籠與對重，以鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力驅動吊籠與對重同時反向運行，因此：（1）額定提升速度較高，主要受結構穩定性及防墜安全器型式的限制，產品目前設計的額定提升速度普遍大于30m/min，小于37.8m/min，相應配置瞬7、時式防墜安全器。（2）由于多繩懸掛吊籠與對重，單根松弛或斷繩不易導致吊籠與對重墜落，因此鋼絲繩在曳引輪繩槽內打滑，懸掛裝置斷裂以及由此導致的吊籠超速下降或墜落成為最危險工況。（3）有對重平衡吊籠，省電能，降低使用成本。（4）產品目前未采用變頻調速，因此，起動或制動過程，特別是下降制動過程有明顯沖擊現象。,2、導軌架是單立柱式的井架結構（谷稱井架），目前，在我省建筑工地常見的井架是由型鋼標準桿件組成的完全螺栓連接結構，加工簡單，其強度和剛度不如以組焊部件標準節組裝而成的立柱，與附墻架的連接方式也通常不能貫穿立柱全截面，加上無自升平臺，安裝勞動強度大，危險性大，因此宜近距離附墻，架設高度不宜太高，8、產品目前設計的最大架設高度是80m左右。（1）單柱單籠型產品，吊籠被井架包容，井架截面大，但登機立面不能貫穿斜撐桿件，必須在每層矩形立面四角采取加固措施。對重通常懸掛在井架外側，避開吊籠的進出通道。,（2）單柱雙籠型產品，兩吊籠懸掛在井架兩外側，井架截面減小，對重通常懸掛在井架內，避開吊籠的進出通道。此種機型的井架若改成進組焊部件標準節組裝的立柱，并使附墻桿貫穿立柱截面，將大大增強井架的穩定性和架設高度，這種改進產品過去與現在均有，只是成本會增加。（3）單柱雙籠，雙籠各自獨立運行，共用井架，提高了物料提升機生產能力和效率，節省了施工用地。,三、物料提升機與人貨兩用提升機的區別近幾年，曳引機驅動9、的物料提升機通過消化室內電梯技術和齒輪齒條式施工升降機技術，演變推出了允許載運人員和物料兩用的鋼絲繩式提升機，施工升降機（GB/T1005-2005）對這兩種提升機應具有的安全性能規定了不同的要求。列表如下：,人貨兩用提升機在施工升降機分類中屬鋼絲繩式人貨兩用施工升降機（參見本教材第三章有關內容）,4.2物料提升機基礎、附墻及主要部件一、基礎與附墻物料提升機應安裝在鋼筋砼固定基礎上，當安裝高度超過產品設計的最大獨立高度（即導軌架不需要任何輔助穩固措施可保證吊籠正常安全運作作業的安裝高度）必須附墻。基礎與附墻是保證物料提升機在拆裝工況、工作工況及非工作工況始終保持穩定的基本條件，必須滿足以下安全10、技術要求：1、基礎的制作與附墻必須依據物料提升制造廠家的隨機技術資料提供的基礎圖及各項技術要求，結合施工現場實際情況編制專項施工方案，并嚴格按方案實施。,2、基礎應有承受各種規定載荷而不傾翻的穩定性，因此必須有排水措施保證基礎不因積水產生不均勻沉降。當發現基礎有失穩隱患時，應及時采取穩固基礎及導軌架的措施。3、基礎的砼強度不應低于c20，且在砼強度達到設計要求后才能安裝使用。4、導軌架的附墻必須保證導軌架的安裝垂直度偏差值不大于安裝高度的1.5%，而且附墻架的安裝水平傾角不大于8。5、附墻架的安裝間隔距離和導軌架在附墻架以上的自由段高度均不得大于物料提升機安裝使用說明書規定的最大設計值。,6、11、附墻架必須直接和建筑結構錨固連接。連接方式可參考圖4.2-1所例舉的實例（即JGJ88-92附錄三附圖3.2、附圖3.3及附圖3.4三種）結合建筑結構實際情況選擇或設計。7、當導軌架首次安裝因建筑結構施工尚不具備錨固連接條件時，可采用打地錨用纜風繩對導軌架進行臨時穩固。地錨及纜風繩均應符合JGJ88-92行業標準，第七章第三節和第四節的各項規定。一旦建筑結構具備條件，應及時采用附墻架穩固導軌架。8、附墻架的材質應與導軌架的材質相同，其桿件應按壓桿設計，長細比不得大于150，并形成穩定結構。,二、主要部件及附屬設備物料提升機產品主要由基礎底架與地面防護圍欄、導軌架、天梁、吊籠、卷揚機或曳引機及電12、氣操作控制柜等主要部件組成，并應有安裝吊桿、隨行電纜小車及墜落試驗按鈕盒等附屬設備。這些部件及附屬設備應符合以下技術要求，其中所有承重的結構部件或桿件應采用經檢測符合國家標準規定的各項質量指標，有材質證明書的Q235碳素結構鋼制作。,1、導軌架標準節（1）標準節是組成導軌架的標準部件，必須具有互換性，標準節截面內，兩對角線長度的偏差不應大于最長邊的3%，導軌接點截面相互錯位形成的階差不應大于1.5mm。（2）標準節之間的連接螺栓，其直徑不得小于12mm，強度等級不得小于8.8級，其長度應保證擰緊后，螺桿可露出螺母3個螺距。（3）標準節各桿件若是螺栓連接，每一桿件的節點以及接頭的一邊，螺栓數不得13、少于2個。,2、天梁天梁是安裝在導軌架頂部的承重結構件，用于安裝定滑輪，并通過鋼絲繩懸掛吊籠或對重。因此，天梁應有足夠的強度才能承受各種規定的載荷而不會永久變形，且撓度不應大于計算長度的1/700。當自升平臺同時承擔天梁的功能時，也必須滿足這一要求。,3、底架與防護圍欄（1）底架是安裝在導軌架底部及固定基礎頂面的承重結構件，應能承受物料提升機作用其上的所有載荷，并能有效地將載荷傳遞到基礎上。（2）防護圍欄是安裝在基礎四周，防止人員進入到吊籠、對重下方及驅動主機旁發生人員傷亡之事故或設備事故的設施，因此：a）圍欄四周應是全封閉的，高度不小于.5m。b）圍欄的登機門應有機械鎖緊裝置和電氣安全開關，14、使吊籠只有位于底籠規定位置時，門才能開啟，而在門開啟后吊籠不能起動。,4、吊籠吊籠是裝載運輸物料的籠形承重結構件，因此：（1）吊籠底板應防滑，能排水，其強度應能滿足使用要求；（2）吊籠頂部應封板，其強度應能滿足安裝檢修的使用要求，且在籠頂四周設有高度不小于1.1m的防護欄桿；籠內凈高不應小于2m。（3）吊籠兩側立面應全高封閉，應能防止物料伸出籠外；（4）吊籠門的高度不小于1.5m，開啟后的門洞高度不小于1.8m，能有效防止物料伸出籠外和方便裝卸工人的進出。（5）吊籠門應有機械鎖緊和電氣安全開關，使門不能自動開啟，一旦開啟后吊籠停止運行不能起動。,5、卷筒、滑輪與曳引輪卷筒與曳引輪是驅動主機上直15、接驅動鋼絲繩運行的機械旋轉部件；滑輪則是導引或改變鋼絲繩運行方向的機械旋轉部件，因此：（1）卷筒、滑輪與曳引輪均應裝配良好，運轉靈活，且有防止鋼絲繩脫出的防護措施；（2）多層纏繞的卷筒應有排繩措施，且卷筒兩端外緣與最外層鋼絲繩之間的距離不應小于鋼絲繩直徑的2倍；（3）卷筒節徑、曳引輪節徑、滑輪直徑與鋼絲繩直徑之比不應小于20；,6、電氣操作控制柜電氣操作控制柜是物料提升機司機直接操作控制吊籠安全運行作業的電氣設備，因此應具有：a）行程控制、報警顯示；b）樓層自動停靠控制和樓層停靠顯示；c）超載控制、報警顯示；d）樓層聯絡信號；e）急停開關。7、電纜小車電纜小車是防止吊籠隨行電纜因風力影響意外掛16、拉損壞，沿導軌運行導引電纜保持相對穩定位置的機械部件，因此應裝配良好，運轉靈活并有適當的重量牽直電纜和防止電纜脫出的措施。,8、安裝吊桿 安裝吊桿是用來拆裝導軌架標準節的專用設備，通常安裝在自升平臺高空作業，因此：（1）安裝吊桿鋼絲繩直徑不應小于6mm，安全系數不應小于8；（2）安裝吊桿的額定起重量不應小于標準節自重的1.25倍；額定提升速度不宜大于10m/min；（3）應采用按鈕開關操作，上升和下降按鈕應互鎖且是自動復位型；停止按鈕開關則是非自動復位型，隨時可切斷總電源。（4）安裝吊桿應有回轉鎖定措施，可定位吊裝標準節。（5）安裝吊桿應采用有自鎖性能的蝸輪蝸桿減速器或保證標準節懸吊停止在任一17、高度不會因自重自行下滑的措施。9、墜落試驗按鈕盒 墜落試驗按鈕盒是在安裝使用過程對斷繩防墜器的性能及有效性、可靠性進行吊籠模擬斷繩墜落試驗時專用的便攜式操作按鈕盒，應符合國家有關電氣標準的規定和試驗時的安全要求。,4.3物料提升機安全裝置一、斷繩防墜安全器與停層防墜安全器標準規定，物料提升機的每一個吊籠必須安裝斷繩防墜安全器與停層防墜安全器這兩種斷繩防護裝置。前者是在吊籠提升鋼絲繩松馳后或斷繩時起作用，能夠將裝有額定載重量，以額定速度下降的吊籠制停；后者是在吊籠停層后，人員進入吊籠前起作用，能夠使吊籠操作失效不能啟動而且斷繩也不會墜落。兩者的制動裝置在近幾年的物料提升機產品中均采用了夾持導軌依18、靠純機械自鎖夾緊力制動的安全鉗。,1、安全鉗是關鍵的安全部件，必須符合以下安全技術要求；（1）必須經型式試驗檢驗合格，取得有資質的檢測機構出據的有效檢測報告和樣品合格證。安裝使用的安全鉗還應有出廠檢驗報告和質量合格證、安裝使用說明書及標明使用有效期的產品銘牌。有效期應為兩年。有效期結束后，應經有資質的檢測機構重新檢測和重新標定使用有效期、禁止超期安裝使用。（2）安全鉗應能適應建筑施工的環境條件且便于在安裝使用中維護和實施墜落試驗。（3）安全鉗不應影響吊籠正常運行；動作后應制動可靠，不損壞結構，而且只要吊籠提起便能復位，不影響吊籠繼續正常運行。（4）安全鉗對于額定速度大于37.8m/min的物料19、提升機，必須是非瞬時式的。（5）安全鉗的安裝、檢修均應由專業人員進行。,2、安全鉗的制動元件有多種型式，常用的有雙面偏心塊式和雙面楔塊式（見圖4.3-1）偏心塊或楔塊均是鋼件，與導軌的接觸面加工有齒或花紋，以增加與導軌的摩擦力，偏心塊或楔塊只要與導軌接觸便隨著吊籠繼續下降而自行夾緊，不需要任何其它的外力幫助將吊籠制停在導軌上。因此安全鉗具有較好安全性能。由于雙面楔塊式安全鉗對導軌的損傷較小，而且容易復位，因此得到廣泛應用。,二、制動裝置 物料提升機卷揚機或曳引機的制動裝置在安裝使用說書中一般未作為安全裝置介紹，但仍是保證吊籠安全正常作業的重要裝置。標準規定，禁止采用帶式制動器，而且每個吊籠必須20、設置獨立的提升機構和獨立的制動裝置并滿足如下安全技術要求：1、制動器應是摩擦型的，并經型式試驗檢驗合格，有產品銘牌和出廠合格證。2、在主電源斷電或電控失壓時均能自動運作。3、制動器應能使裝有1.25倍額定載重量，以額定提升速度運行的吊籠停止運動。4、制動器的額定制動力距不應小于物料提升機額定力距的1.5倍。,三、超載保護裝置物料提升機應安裝吊籠超載保護裝置，并應符合如下安全技術要求：1、超載保護裝置應對吊籠內載荷，吊籠自重載荷、吊籠頂部載荷均有效。2、當載荷達到額定載重量的90%時，應能發出警示信號；載荷達到額定載重量的110%前，應能使吊籠無法啟動。,四、限位裝置物料提升機安裝時必須設置吊籠21、運行的上、下行程限位開關，防止吊籠超出最大工作位置或最小工作位置發生“沖頂”或墩底事故，并符合以下安全要求：1、上限位開關應采用非自動復位型，動作后應切斷總電源中止吊籠運行；其安裝位置應保證吊籠在導軌架上部的越程安全距離不小于2m。2、下限位開關可采用自動復位型，動作后可切斷控制電源中止吊籠下行，其安裝位置應保證吊籠在接觸到底架緩沖器前完全止停。3、上、下限位開關均禁止用于停層。,五、緩沖器 物料提升機的基礎底架應安裝吊籠及對重使用的緩沖器，防止吊籠及對重直接沖擊底架并吸收或減輕沖擊力。緩沖器不應被對重或裝有1.25倍額定載荷的吊籠完全壓縮，物料提升機的緩沖器常用彈簧型，禁止使用廢舊輪胎、木方22、等物取代。,六、使用防護設施物料提升機使用時必須有以下防護設施：1、層站防護門（或欄桿）及聯絡裝置 建筑物各層站均應有防護門或防護欄桿，保證吊籠停層后才能開啟，且任何情況下不能向站外開啟阻擋 吊籠運行通道。對于雙吊籠物料提升機，應有各自的登機防護門。各層站還應有與物料提升機司機的聯絡裝置，至少應能向司機發出本層站要求停靠或啟動的清晰指令。2、上料口防護棚在物料提升機地面防護圍欄登機口上方必須搭設防護棚，防止高處墜物傷人。其寬度應大于地面防護圍欄寬度；長度至少大于3m，當物料提升機高度超過30m時應大于5m，其材料強度應能承受10Kpa的均勻靜載荷，也可采用50mm厚木板架設或采用兩層竹笆，是下23、竹笆間距應不小于600mm。,3、操作棚（1）操作棚應滿足安裝電氣操作控制柜、卷揚機等設備的安裝操作維護的要求，并具有良好的操作視野和充足的照明，棚頂強度應不小于上料口防護棚的要求，并不得漏雨。（2）操作棚內還應在明顯位置掛有物料提升機的安全操作規程和維護保養規程4、地面鋼絲繩防護措施吊籠提升鋼絲繩在地面部份應架起，使之不拖地面或被水浸泡。必須穿越道路時，應挖溝槽并加以保護措施，嚴禁在鋼絲繩穿行區域內堆放物料。,4.8物料提升機常見事故分析物料提升機事故是指物料提升機在拆、裝作業及施工作業中發生的嚴重設備損壞和人身傷亡事件。這些事故是可以預防、杜絕或減少損害程度的。一、設備事故分析（一）常見事24、故及原因1、提升鋼絲繩斷繩。原因：（1）鋼絲繩已過度磨損、斷絲或已銹蝕、彎折、壓扁等，到達報廢標準仍繼續使用，在工作中被拉斷；（2）鋼絲繩在運行中脫出卷筒被迅速絞結拉斷，或脫出滑輪被結構件嚴重擠壓剪斷或嚴重磨損后拉斷，防脫出的措施缺失或失效是重要原因；（3）吊籠無超載保護，鋼絲繩嚴重超載補拉斷。,2、吊籠墜落損壞。原因：（1）提升鋼絲繩斷繩，防墜安全器失效；（2）提升鋼絲繩未斷繩，吊籠超速下降未停止。其中吊籠超速的原因：a）卷揚機斷軸；b）鋼絲繩在曳引輪繩槽內打滑，吊籠超載。其中吊籠超速下降未能制停的原因：a）無限速保護裝置，b）制動器失靈。3、吊籠“沖頂”，結構損壞，原因：（1）上限位開關失25、效，操作失誤，（2）對重安裝定位錯誤，使對重落底前，吊籠可以上行撞擊導軌架頂部結構。,（二）處置措施（1）必須在查清事故原因的基礎上編制事故物料提升機的修復、改造方案，并嚴格按方案實施。對設計不合理的，應更改設計，實施改造；對已永久變形的承重結構件或桿件，以及已損壞的安全部件、螺栓連接件等應予以更換。事故物料提升機修復后必須經過嚴格的技術檢測、試驗和鑒定，達到出廠時的安全技術性能要求才能恢復使用。（2）每次事故后應針對事故原因加強和完善對物料提升機安裝使用的管理措施和檢修制度，提高人員素質和管理水平。,二、人身傷亡事故分析（一）常見事故及原因1、墜落事故。原因：（1）無視“禁止載運人員”規定，26、利用吊籠上、下樓層，意外隨吊籠墜落。（2）建筑物層站無防護門或防護欄桿，人員在吊籠未停靠穩定或啟動時進出吊籠，意外從建筑物高處墜落。2、擠壓剪切事故。原因：（1）違章攀爬導軌架，被運動的吊籠或對重擠壓或剪切；（2）在吊籠底部頂部或導軌架上檢修調試，未采取安全防護措施，吊籠或對重意外啟動運行被擠壓或剪切。3、落物打擊事故。原因：（1）違章立體交叉作業，下方人員被上方作業面意外落物打擊。（2）吊籠違章載物運行，物料伸出籠外或吊籠門失去封閉保護功能，物料意外從籠內灑落籠外打擊地面人員。4、觸電事故。原因：（1）主電路電線電纜絕緣破壞，人體接觸；（2）無漏電保護裝置、無地線及避雷防護措施，人體造意外電擊。（3）物料提升機在輸電線路最小安全距離范圍內，又未采取有效的防護措施而意外帶電傷害人員。,（二）處置措施（1）人身傷亡事故一旦發生，應立即啟動應急救援予案，爭分奪秒搶救傷員生命，并防止事故的繼發。（2）應查明事故原因，消除安全隱患，加強完善安全防護措施，強化人員安全意識，嚴格執行安裝、操作及維修各項安全作業規程，并針對事故補充、完善安全操作規程。,