电动葫芦安全技术

钢丝绳电动葫芦是一种小型起重工具，普遍在各个行业当中使用。钢丝绳电动葫芦的安全问题非常重要，本文归纳总结了钢丝绳电动葫芦的安全技术要点。

一、认识钢丝绳电动葫芦

（一）钢丝绳电动葫芦的结构

钢丝绳电动葫芦（以下简称电动葫芦）是由电动机、减速器、制动器等组合为一体，最后经卷筒卷放起重绳或链轮卷放起重链条，以带动取物装置升降的起重葫芦。电动葫芦既可以单独安装在工字钢上，也可以配套安装在电动或手动单梁、双梁、悬臂、龙门等起重机上使用。

根据电动葫芦有无运行机构和运行机构型式，分为：固定式电动葫芦、单梁小车式电动葫芦和双梁小车式电动葫芦。

无运行机构、固定使用的电动葫芦，按其安装方式不同，可分为支承式和悬挂式两种型式。

钢丝绳电动葫芦的主要组成部分有：行走机构、电机、传动机构、卷筒和钢丝绳。

图. 钢丝绳电动葫芦结构示意图

（二）电动葫芦属不属于特种设备

根据国家质检总局《关于修订〈特种设备目录〉的公告》（2014年第114号），额定起重量≥3t且提升高度≥2m的起重机属于特种设备。电动葫芦作为《特种设备目录》内起重机械的零部件时，则纳入整机管理体系中。单独的电动葫芦不属于特种设备。

但《特种设备目录》中把电动单梁起重机列在桥式起重器大类中。

二、电动葫芦的安全风险

电动葫芦属于起重设备，由于操作因素、设备因素和环境因素等因素，存在导致起重伤害、物体打击、高处坠落等主要风险。

1. 操作因素主要有：

（1）起吊方式不当、捆绑不牢造成的脱钩、起重物散落或摆动伤人；

（2）违反操作规程，如歪拉斜吊、超载起重、人处于危险区工作等造成的人员伤亡和设备损坏，以及因操作人员不按规定使用安全装置造成的超载、过卷扬、出轨、倾翻等事故；

（3）指挥不当、动作不协调造成的碰撞等。

2. 设备因素主要有：

（1）吊具失效，如吊钩、钢丝绳及其固定零件等损坏而造成的重物坠落；

（2）起重设备的操纵系统失灵或限重器、限位器、制动器等安全装置失效而引起的事故，如制动装置失灵而造成重物的冲击和夹挤；

（3）构件强度不够导致的事故，如电动葫芦固定件失效造成坍塌、坠落而造成的事故；

（4）电源线、电器破损、绝缘不良、未规范接地等而造成的触电事故；

（5） 因啃轨、超磨损、或弯曲造成的电动葫芦出轨、脱轨等。

3 环境因素主要有：

（1）因场地拥挤、杂乱造成的碰撞、挤压事故；

（2）因亮度不够和遮挡视线造成的碰撞事故等。

（3）因雷电、阵风、龙卷风、台风、地震等强自然灾害造成的出轨、倒塌、倾翻等设备事故；

三、电动葫芦的安全技术要点

（一）主要的技术标准

GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》

GB 6067.1-2010 《起重机械安全规程 第1部分：总则》

JB/T 9008.1-2014 《钢丝绳电动葫芦 第1部分：型式与基本参数、技术条件》

GB 8918-2006 《重要用途钢丝绳》

GB/T 29086-2012 《钢丝绳 安全 使用和维护》

GB 5226.2-2002 《机械安全 机械电气设备 第32部分：起重机械技术条件》

GB50278-2010《起重设备安装工程施工及验收规范》

（二）电动葫芦的工作环境

（1）电动葫芦工作环境温度一般为-20℃~40℃，吊运熔融金属的电动葫芦工作环境温度为-10℃~60℃。

（2）当最高温度为40℃时的相对湿度不应超过50%，电气设备应能正常工作。在较低温度下可允许较大的湿度，例如20℃时可为90%。

（三）电动葫芦的使用性能

（1）应按使用等级和载荷状态级别，合理地选用相应工作级别的电动葫芦。电动葫芦起升机构的工作级别，按照载荷状态级别、机构载荷谱系数、使用等级及总使用时间，分为M1~M8共8个级别。

表.钢丝绳电动葫芦的工作级别

（3）电动葫芦的结构型式、基本参数、性能及尺寸均应符合设计要求。

（4）减速器不应渗漏油。

（5）吊钩应转动灵活，在水平面内能转动360°。

（6）当吊钩下降、钢丝绳没有其他外力作用时，钢丝绳应能自由地从卷筒排出；当起升、下降额定载荷，钢丝绳中心线偏离螺旋槽中心线两侧的角度不大于3.5°时应能正常工作。

（7）电动葫芦做静载试验时，应能承受1.25倍额定起重量的试验载荷。试验后各受力件应无裂纹、永久变形和油漆剥落，各连接处应无松动现象。

（8）电动葫芦做动载试验时，应能承受1.1倍额定起重量的试验载荷。试验过程中应工作正常，制动可靠。试验后各受力件应无裂纹、永久变形和油漆剥落，各连接处应无松动现象。

（9）带有运行机构的电动葫芦在额定载荷下应满足如下性能要求：

a）运行过程应无异常现象：

b）1/200的爬坡试验应无异常现象；

c）运行速度的允许偏差应为名义值的±15%（慢速不考核）。

（10）在额定载荷下，制动下滑量不应大于v/100（v为额定载荷下1min稳定起升的距离），且不应大于200mm。

（11）在额定载荷和电动机端电压波动±10%的条件下，电动机和制动器的工作应无异常现象。

（12）起升高度不应小于名义值。

（13）起升速度的允许偏差应为名义值的10%，下降速度的允许偏差应为名义值的-10%~25%（慢速不考核）。

（14）吊钩安全距离不应小于100mm。

图.电动葫芦吊钩安全距离示意图

（15）吊运熔融金属电动葫芦的额定起重量不应大于16t，工作级别不应低于M6。

（16）电动葫芦车轮轮缘内侧与工字钢轨道下翼缘边缘的间隙应为3mm~5mm。

图.电动葫芦车轮轮缘内侧与工字钢轨道下翼缘边缘间隙示意图

（四）电动葫芦主要零部件的安全要求

1. 起升电动机

（1）电动机型式、基本参数、性能及尺寸均应符合产品的设计以及主机的使用要求。

（2）电动机的外壳防护等级不应低于P44（风罩除外）。

（3）电动机在额定电压下的堵转转矩、最大转矩及堵转电流应符合规定。

（4）电动机的引出线应有相序标志。电动机的接线盒处应有接地螺钉，接地螺钉的附近应设置接地标志，此标志应保证在电动机使用期内始终清晰。

（5）电动机各紧固螺栓应有防松措施。

（6）电动机的制动应平稳、可靠，静制动力矩满足设计要求。

图. 电动葫芦锥形转子自制动电动机

2. 起重吊钩

（1）应根据电动葫芦额定起重量、机构工作级别和吊钩强度等级，选择合适的起重吊钩。

（2）起重吊钩的力学性能应符合GB/T10051.1《起重吊钩 第1部分：力学性能、起重量、应力及材料》的规定。

（3）在吊钩组醒目处应标示额定起重量，并设置钩口闭锁装置。吊运熔融金属的电动葫芦不宜设置闭锁装置。

（4）电动葫芦使用锻造吊钩应符合GB/T10051.2《起重吊钩 第2部分：锻造吊钩技术条件》的规定，吊钩表面应光洁，不应有裂纹、折叠等缺陷，吊钩内部不应有裂纹、白点等影响使用安全的缺陷。吊钩上的缺陷不允许焊补。

（5）起重吊钩使用前和使用中应进行检查，锻造吊钩检查应符合GB/T 10051.3《起重吊钩 第3部分：锻造吊钩使用检查》的规定。

表. 锻造吊钩使用检查标准

表.锻造吊钩使用检查周期

3. 钢丝绳

（1）钢丝绳应符合GB/T20118《一般用途钢丝绳》的要求，优先采用线接触型钢丝绳，公称抗拉强度不低于1570MPa。当电动葫芦吊运熔融金属时，应采用性能不低于GB8918《重要用途钢丝绳》规定的金属绳芯或金属股芯的耐高温钢丝绳。

（2）当吊钩下降到最低极限位置时，钢丝绳在卷筒上的剩余安全圈（固定绳尾的圈数除外）至少应保持2圈。在此安全圈下，绳端固定装置应在承受2.5倍钢丝绳最大工作静拉力时不发生导致松动的变形。

（3）电动葫芦钢丝绳的使用和维护应符合GB/T 29086《钢丝绳 安全 使用和维护》的规定。

（4）钢丝绳绳端应可靠固定。当采用楔形接头时，钢丝绳固定端穿出楔块后应余留200mm以上，余留绳头末端钢丝不应松散叉开，应用细软铁丝将松散叉开部位扎紧，扎紧长度为钢丝绳直径的4倍以上。当采用绳夹方式固定时，绳夹应根据钢丝绳公称直径的大小选用，夹紧钢丝绳处应光滑、平整、不应有毛刺，绳夹安装应符合下列要求：

a） 绳夹数量应符合要求：

表. 钢丝绳夹的数量

b） 钢丝绳夹安装应把夹座扣在钢丝绳的工作段（长边）上，U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上。

c） 钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置。

d） 钢丝绳夹间的距离等于6～7倍钢丝绳直径，绳头距最后一个绳卡的长度不少于14倍钢丝绳直径。

（5）钢丝绳固定件应定期进行检查，检查可拆卸的楔形接头或绳夹等装置本身的变形、磨损、是否产生裂纹与滑动，以及装置内部和绳端内的断丝及腐蚀情况，以确保绳端固定的紧固可靠性。如果检查绳端固定装置附近或绳端固定装置内有明显断丝或腐蚀，可将钢丝绳截短再重新装到绳端固定装置上，且钢丝绳的长度应满足于吊钩在下限位时卷筒上缠绕的圈数（2圈）要求。

4. 滑轮

吊运熔融金属的电动葫芦不应使用铸铁滑轮。

5. 导绳器

（1）电动葫芦应设置导绳器或采取其他防乱绳措施。

（2）采用导绳器时，应能保证当吊钩下降，钢丝绳没有其他外力作用时钢丝绳仍能自由地从导绳器的出绳口排出来。当起升、下降额定载荷，钢丝绳对卷筒轴线垂直面的偏角为±3°时，仍能正常工作。

（3）导绳器与起升限位器配合使用时，应能保证可靠限位作用。

（4）导绳器是易耗件，应定期检查维护，发现磨损应及时更换。

图.导绳器结构示意图 图.导绳器损坏坠落事故

6. 电控设备

（1）电动葫芦的电控设备传动控制方案的构成应包括下列必要的保护环节：

——紧急断电开关（紧急停止开关应为红色，并且不能自动复位）；

——接地保护；

——失压保护；

——当错相和缺相会引起危险时，应设错相和缺相保护；

——控制电动机正反转的接触器应有电气联锁，宜配机械联锁装置，必要时机械联锁也可加在按钮上。

（2）电控设备的结构设计应符合电动葫芦的使用要求，其外壳防护等级不应低于IP44，对装在符合P44外壳内的电器元件，其防护等级一般采用IP00。

（3）起升电动机应具有如下一种或一种以上的保护功能，具体选用应按电动机及其控制方式确定：

——瞬动或反时限动作的过电流保护，其瞬时动作电流整定值应约为电动机最大电流的1.25倍；

一一在电动机内设置热传感元件；

——热过载保护。

（4）电控设备的外壳表面应光滑，边沿无明显毛刺、开裂等现象。外壳若需涂装，涂装后表面颜色应均匀一致，附着牢固，不应有皱纹、流痕、气泡等现象。

（5）电控设备应固定牢靠，其中所有黑色金属构件、辅件、紧固件等的表面应具有防锈保护。

（6）按钮装置的按钮操作方向应与电动葫芦动作方向一致。

（7）按钮装置进线口应有保护电缆的橡胶套和压紧电缆线的措施。

（8）按钮装置的按钮动作应灵活，触头接触良好，整体结构应无缺陷。

（9）电控设备接地装置的接地螺钉不应小于M6，并有明显的接地标志。

（10）所有导线均应有与电路图（或接线图）一致的牢固标记；

（11）电控设备外壳进出线口应有保护导线、电缆的护套；

（12）对于使用多种操作方式的电动葫芦，应当有联锁保护，以保证在同一时间只能有一种操作方式有效。

（13）使用悬挂式控制装置时，按钮装置的控制回路电压不应超过50V安全电压。所有直接控制各机构动作的操纵按钮都应是自复位的，能够确保在无人操纵时，电动葫芦处于停止状态。

（14）使用悬挂式控制装置时，其装置的连接电缆应采取有效的悬挂承重措施。

（15）吊运熔融金属的电动葫芦应采用遥控或者非跟随式等远离热源的操纵方式，对电动机、电气设备应当采取防护措施。

图. 冶金钢丝绳电动葫芦

（16）按钮装置上应设有紧急停止开关，当有紧急情况时，应能切断动力电源。

（17）电动葫芦绝缘电阻不应小于1MΩ。

（18）电动葫芦接地连接电阻值不应大于0.1Ω。

（五）电动葫芦的安全防护装置及防护措施

1. 极限位置限制器

（1）电动葫芦应设置上升和下降极限位置限位器，且能保证当吊钩起升和下降到极限位置时自动切断动力电源，此时反方向的动作应可以进行。

（2）吊运熔融金属的电动葫芦在上升极限位置应设置不同形式双重限位保护装置，并且能够控制不同的电气回路。

（3）起升高度限位器应动作可靠。当采用断火限位器时，应满足下列要求：

——断火限位器的外壳表面应光滑，边沿无明显毛刺、开裂等现象。

——断火限位器中所有黑色金属构件、辅件、紧固件等的表面应具有防锈保护。

——断火限位器的电气间隙、爬电距离、温升应符合有关规定。

图. 电动葫芦断火限位器示意图

2. 起重量限制器

（1）额定起重量为1t及以上的电动葫芦应装设起重量限制器。当实际起重量超过95%额定起重量时，起重量限制器宜发出报警信号（自动停止型除外）；当实际起重量在100%~110%的额定起重量之间时，起重量限制器起作用，此时应自动切断起升动力电源，但应允许机构作下降运动。

（2）从电动葫芦超载起升至起重量限制器动作停止起升，此时载荷所起升的高度，不应超过名义起升速度1s经过的距离。对于双速电动葫芦，慢速不考核。

图. 电动葫芦重锤限位器和起重量限制器安装示意图

3. 制动器

（1）电动葫芦应设置常闭式工作制动器，制动器的制动安全系数应符合以下要求：

a）工作级别为M5及其以下级别，不应低于1.5；

b）工作级别为M6及其以上级别，不应低于1.75。

（2）采用电动葫芦作为起升机构吊运熔融金属时，其制动器的设置应当符合以下要求：

a）当额定起重量大于5t时，电动葫芦除设置一个工作制动器外，还应在电动葫芦的低速级上设置一个安全制动器；

b）当额定起重量小于或等于5t时，电动葫芦除设置一个工作制动器外，宜在电动葫芦的低速级上设置安全制动器，否则电动葫芦应按1.5倍额定起重量设计。

（3）设置安全制动器时，其功能应满足如下要求：当传动部件失灵或工作制动器失灵导致载荷下坠时，应能可靠地支持住额定载荷。

图. 电动葫芦卷筒设置棘轮棘爪机构作安全制动器

（4）严禁非专业人员调整制动器，不得在有载荷的情况下调整起升、变幅机构的制动器。调整的制动器应使试验载荷可靠制停，对悬挂着的试验载荷作空中起动，此时试验载荷不应出现反向动作。对葫芦起升的起重机，制动距离应不大于1min内稳定起升距离的1/100。