履带式起重机起重臂断裂坠落原因分析

       2006年的一个夏夜，天津市某地下工程工地一台履带式起重机在进行地连墙作业时发生起重臂坠落事故，我们受委托对该履带起重机进行了技术分析，作出事故鉴定。 

 

       此台履带式起重机由日本石川岛播磨重工株式会社于1986年生产，型号为1495—3A，起重量100t，最大起升高度48．5m，起重幅度4．7～39m。设备随机资料基本齐全，操作人员持有操作证。履带起重机起重臂坠落后部分损坏。 

 

二、事故过程及原因分析 
 

       据操作者描述，当时正操作履带起重机吊运重0．5t的刷壁器进行刷壁作业，在起臂动作停止时(臂杆此时处于约7O。仰角)发现起重臂下滑，当时采取反起杆操作措施以避免起重臂下滑，但操作无效，立即启动变幅卷筒防逆转安全装置按钮，但该装置也不起作用，致使起重臂快速坠落。现场勘查结果发现：变幅卷筒的带式制动器制动效果不佳，使起重臂在工作位置停不住，另外该台履带起重机变幅卷筒起杆驱动链条因年久失修发生断裂，从链条的磨损情况及链条销轴断裂处断口分析属于疲劳破坏，当操作者采取反起杆操作时，制动器全部打开，由于驱动链条断裂，动力不能传递到卷筒，在重力作用下使起重臂快速下滑；操作者在紧急关头启动变幅卷筒防逆转装置按钮，然而由于安全装置失灵不能正常工作。这套安全装置是利用棘轮棘爪动作防止变幅卷筒逆转，当启动安全装置按钮时棘爪靠气动系统推动摆臂摆动来完成动作，发生事故时摆臂与棘爪摆动轴之间的连接键早已脱落，致使棘爪不能动作无法将变幅卷筒锁死，最终导致起重臂快速坠落，引发事故。 

 

       从断裂的驱动链销轴断口观察，断裂面一侧凸出，一侧凹进。区域3断口表面呈粗粒状、有光泽、呈灰色，具有过载脆性断口的特征，该区域为疲劳瞬断区(失稳扩展区域)。区域2呈细粒状、灰黑色、无光泽、较平坦，该区域为稳定扩展区域。区域1呈细粒状、灰黑色、无光泽、且呈台阶状，有人字形放射状花纹。这是因为在常温下由于过载幅度的突然变化或材料局部机械性质的变化导致裂纹扩展速率变化，而使断口的痕迹或放射状条痕方向改变，在宏观断口上留下裂纹扩展的痕迹，该区域为启裂区域，此处正是疲劳源区所在。断口无明显塑性变形，为典型的疲劳脆性断口。 

 

(1)带式制动器应随着制动带的磨损经常予以调整，以防制动力矩不足。 

(2)驱动链条作为易损件在日常维护保养中应经常检查，使用一定时间后应予以更换，以防不测。 

(3)维修不及时，检查不到位，使安全装置失效，在关键时刻不起作用，引发恶性事故。 

(4)操作人员缺乏经验，对设备性能了解不够。 
 

       该起重机变幅卷筒工作时，卷筒两侧分别装有两套驱动装置(一侧为链轮传动，一侧为齿轮传动)。其中链条驱动装置主要实现起重臂上升(起杆)动作，齿轮传动装置主要实现起重臂下降(落杆)动作，起重臂上升与下降靠卷筒两侧的离心式离合器动作进行切换，停止时靠带式制动器保持平衡。另外，在齿轮传动侧还有一套棘轮棘爪装置，动作后可防止变幅卷筒逆转(当制动力矩不足时起重臂在重力作用下下落)。如果当时操作者起杆作业结束发现起重臂不能保持停止而下滑，此时不采取起杆动作而采取落杆动作，变幅卷筒落杆会通过另一套落杆驱动装置(齿轮传动)将动力传递到变幅卷筒，可以操作起重臂安全下落。