履帶式起重機起重臂斷裂墜落原因分析

       2006年的一個夏夜，天津市某地下工程工地一臺履帶式起重機在進行地連墻作業時發生起重臂墜落事故，我們受委托對該履帶起重機進行了技術分析，作出事故鑒定。 

 

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

 

二、事故過程及原因分析 
 

       據操作者描述，當時正操作履帶起重機吊運重0．5t的刷壁器進行刷壁作業，在起臂動作停止時(臂桿此時處于約7O。仰角)發現起重臂下滑，當時采取反起桿操作措施以避免起重臂下滑，但操作無效，立即啟動變幅卷筒防逆轉安全裝置按鈕，但該裝置也不起作用，致使起重臂快速墜落。現場勘查結果發現：變幅卷筒的帶式制動器制動效果不佳，使起重臂在工作位置停不住，另外該臺履帶起重機變幅卷筒起桿驅動鏈條因年久失修發生斷裂，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，當操作者采取反起桿操作時，制動器全部打開，由于驅動鏈條斷裂，動力不能傳遞到卷筒，在重力作用下使起重臂快速下滑；操作者在緊急關頭啟動變幅卷筒防逆轉裝置按鈕，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作防止變幅卷筒逆轉，當啟動安全裝置按鈕時棘爪靠氣動系統推動擺臂擺動來完成動作，發生事故時擺臂與棘爪擺動軸之間的連接鍵早已脫落，致使棘爪不能動作無法將變幅卷筒鎖死，最終導致起重臂快速墜落，引發事故。 

 

       從斷裂的驅動鏈銷軸斷口觀察，斷裂面一側凸出，一側凹進。區域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，該區域為疲勞瞬斷區(失穩擴展區域)。區域2呈細粒狀、灰黑色、無光澤、較平坦，該區域為穩定擴展區域。區域1呈細粒狀、灰黑色、無光澤、且呈臺階狀，有人字形放射狀花紋。這是因為在常溫下由于過載幅度的突然變化或材料局部機械性質的變化導致裂紋擴展速率變化，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展的痕跡，該區域為啟裂區域，此處正是疲勞源區所在。斷口無明顯塑性變形，為典型的疲勞脆性斷口。 

 

(1)帶式制動器應隨著制動帶的磨損經常予以調整，以防制動力矩不足。 

(2)驅動鏈條作為易損件在日常維護保養中應經常檢查，使用一定時間后應予以更換，以防不測。 

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

(4)操作人員缺乏經驗，對設備性能了解不夠。 
 

       該起重機變幅卷筒工作時，卷筒兩側分別裝有兩套驅動裝置(一側為鏈輪傳動，一側為齒輪傳動)。其中鏈條驅動裝置主要實現起重臂上升(起桿)動作，齒輪傳動裝置主要實現起重臂下降(落桿)動作，起重臂上升與下降靠卷筒兩側的離心式離合器動作進行切換，停止時靠帶式制動器保持平衡。另外，在齒輪傳動側還有一套棘輪棘爪裝置，動作后可防止變幅卷筒逆轉(當制動力矩不足時起重臂在重力作用下下落)。如果當時操作者起桿作業結束發現起重臂不能保持停止而下滑，此時不采取起桿動作而采取落桿動作，變幅卷筒落桿會通過另一套落桿驅動裝置(齒輪傳動)將動力傳遞到變幅卷筒，可以操作起重臂安全下落。