新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器設(shè)計(jì)及實(shí)踐

翟永剛，王 霞

（國(guó)家能源神東煤炭集團(tuán)公司設(shè)備維修中心，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

0 引言

目前天車(chē)鉤頭吊索具防脫裝置（圖1）是在天車(chē)吊鉤的上根部連接一個(gè)整體卡板，整體卡板位于吊鉤的鉤頭內(nèi)，在整體卡板和天車(chē)吊鉤的上根部之間設(shè)有壓力彈簧，整體卡板被壓力彈簧頂住緊靠在天車(chē)吊鉤的鉤頭內(nèi)壁上，吊有重物的吊帶/鋼絲/鏈環(huán)進(jìn)入天車(chē)吊鉤內(nèi)部被整體卡板卡住，使鋼絲繩被圍住不能脫鉤。卸掉重物時(shí)需要手工向吊鉤內(nèi)扳動(dòng)整體卡板，給鋼絲繩留出脫鉤的空隙。這種天車(chē)鉤頭吊索具防脫裝置的不足是:由于整體卡板前端部經(jīng)常受到鏈環(huán)的磨損，使卡板容易變形，使防脫裝置失效，影響天車(chē)的安全使用。神東公司設(shè)備維修中心主要承修神東公司13 個(gè)礦井的綜采設(shè)備，設(shè)備體積大，維修期間會(huì)多次利用天車(chē)吊運(yùn)，天車(chē)使用頻次高。鑒于以上情況，結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)發(fā)明制作一種新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器，材質(zhì)結(jié)實(shí)可靠，性能優(yōu)于原廠裝配產(chǎn)品，該新型逆止器經(jīng)過(guò)3 次試裝、改進(jìn)后最終確定外觀樣式及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，通過(guò)公司安監(jiān)部門(mén)評(píng)估確定，目前使用效果良好?，F(xiàn)就新型天車(chē)鉤頭吊索具防脫裝置的設(shè)計(jì)理念和制作方法進(jìn)行分享，圖2 為日常所見(jiàn)的逆止器損壞情況。

圖1 現(xiàn)有的天車(chē)鉤頭吊索具防脫裝置

圖2 吊鉤使用的擋繩器現(xiàn)狀

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 新型天車(chē)吊鉤防脫鉤逆止器設(shè)計(jì)原理

新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器（圖3）整體成型，不使用輔助彈力配件，主要采用杠桿原理，通過(guò)右側(cè)配重臂（動(dòng)力臂）自重所受重力傾向，通過(guò)支點(diǎn)（轉(zhuǎn)軸）將力傳到左側(cè)阻力臂，左側(cè)卡板受到垂直向上推力，使卡板與天車(chē)鉤頭內(nèi)測(cè)緊密貼合，此時(shí)天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器處于閉合狀態(tài)，當(dāng)工作人員使用天車(chē)吊鉤時(shí)，需要手動(dòng)將配重臂向上推起或?qū)⒖ò逑蚶飺軇?dòng)，打開(kāi)卡板開(kāi)口，掛好吊帶/鋼絲/鏈環(huán)后釋放配重臂，使新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器處于自由狀態(tài)，此時(shí)卡板處于閉合狀態(tài)，能夠切實(shí)保證吊裝安全（圖4）。

圖3 新型防脫鉤逆止器

圖4 新型防脫鉤逆止器安裝至吊鉤模擬圖

1.2 新型天車(chē)吊鉤防脫鉤逆止器制作及裝配方法

1.2.1 制作方法

本產(chǎn)品主要材料選用5 mm 厚Q355 鋼板，根據(jù)天車(chē)吊鉤實(shí)際外形尺寸進(jìn)行制圖，主要零件（逆止器卡板）利用數(shù)控火焰切割機(jī)依據(jù)圖紙進(jìn)行切割下料，打磨表面毛刺，下料后人工將逆止器進(jìn)行鈑金調(diào)整，利用鉗工工具進(jìn)行折彎，鉸接軸安裝孔用手電鉆打孔為11 mm。同樣方法加工配重塊，配重塊使用30 mm 后Q355 鋼板數(shù)控氣割成型，打磨表面毛刺，配重塊也用手電鉆鉆11 mm孔，鉸接銷(xiāo)軸使用12.9 級(jí)M10×100、M10×30 非全牙螺栓替代，根據(jù)實(shí)際使用需求，將銷(xiāo)軸螺栓長(zhǎng)度進(jìn)行加工制作，確保能夠合適裝配無(wú)冗余現(xiàn)象。

1.2.2 裝配方法

將配重塊和逆止器卡板部分套至天車(chē)吊鉤溝頭預(yù)安裝部位，用螺栓將配重塊和逆止器卡板部分進(jìn)行聯(lián)接，將逆止器和溝頭進(jìn)行裝配，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)逆止器形狀進(jìn)行微調(diào)，將卡板與溝頭之間相對(duì)位置，配重塊和溝頭位置調(diào)整至最佳位置，使得逆止器和溝頭之間無(wú)卡阻，逆止器在抬起狀態(tài)時(shí)與溝頭無(wú)干涉現(xiàn)象,根據(jù)天車(chē)吊鉤實(shí)際外形尺寸將逆止器再一次加以修整，能夠合適裝配，并且能夠滿(mǎn)足正常使用的需求。最后將天車(chē)吊鉤防脫鉤逆止器進(jìn)行表面處理,噴涂黃色油漆由于警示，在正面明顯位置噴涂天車(chē)噸位標(biāo)識(shí)。裝配完后利用吊鏈和吊帶進(jìn)行試用，保證逆止器動(dòng)作靈活，鉸接銷(xiāo)軸部位無(wú)卡阻，逆止器閉合狀態(tài)下與溝頭閉合嚴(yán)實(shí)、安全可靠。

1.3 新型天車(chē)吊鉤防脫鉤逆止器設(shè)計(jì)可行性論證

（1）逆止推力：現(xiàn)在使用的卡板式鉤頭防脫裝置的按壓彈力實(shí)測(cè)，用數(shù)顯測(cè)力儀的測(cè)量軸垂直頂壓卡板前端位置，反復(fù)測(cè)量按壓卡板實(shí)測(cè)6 個(gè)值（10.4、10.4、10.5、10.4、10.3、10.5）N，平均彈力10.4 N，新設(shè)計(jì)的天車(chē)新型吊鉤吊索具防脫鉤逆止器，采取同樣的方法實(shí)測(cè)彈力為33.6 N，為原彈簧卡板式的3 倍多，所以推力完全可以滿(mǎn)足使用要求。

（2）材料方面：現(xiàn)在使用的卡板式鉤頭防脫裝置材料為1.5 mm厚普通鍍鋅鐵皮制成，新設(shè)計(jì)的天車(chē)新型吊鉤吊索具防脫鉤逆止器材料為5 mm 厚Q355鋼板，材料的優(yōu)越性大大強(qiáng)于前者，具有良好的抗沖擊和抗磨損能力。

圖5、圖6 分別為卡板式鉤頭防脫裝置測(cè)力和新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器測(cè)力，測(cè)力儀器選用臺(tái)灣Motive 單子式推拉力計(jì)（型號(hào)DS2－200N）。

圖5 卡板式鉤頭防脫裝置測(cè)力

圖6 新型防脫鉤逆止器測(cè)力

1.4 新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器創(chuàng)新點(diǎn)

（1）使用方便操作簡(jiǎn)單，大大提高了天車(chē)掛鉤使用安全性，優(yōu)化吊鉤吊索具防脫裝置設(shè)計(jì)理念。

（2）使用材料為Q355鋼板，按照實(shí)際情況重新設(shè)計(jì)新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器，避免了卡板變形、彈簧失效等故障發(fā)生，保證了天車(chē)設(shè)備吊裝使用安全性。

（3）新設(shè)計(jì)新發(fā)明雖屬于小型配件，加工費(fèi)用少，但是解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，節(jié)約維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效率。

2 應(yīng)用情況

2.1 實(shí)際應(yīng)用

（1）經(jīng)過(guò)前期的反復(fù)改進(jìn)、試驗(yàn)環(huán)節(jié)，最終方案擇優(yōu)選用，試驗(yàn)成功，目前該裝置已在神東公司維修中心二廠4 部大噸位（32 t）天車(chē)掛鉤上使用，且使用效果良好（圖7）。

圖7 新型防脫鉤逆止器投入使用

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)原理及易于加工制造等特點(diǎn)，此種新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器可用于不同噸位、不同場(chǎng)合、不同吊裝機(jī)械設(shè)備的吊鉤。

2.2 應(yīng)用中的其他注意事宜

該逆止器鋼材材料可選用優(yōu)于Q355 鋼材力學(xué)性能材料，3處鉸接銷(xiāo)軸可使用高級(jí)別銷(xiāo)軸螺栓進(jìn)行替代，保證鉸接部位能夠可靠聯(lián)接和轉(zhuǎn)動(dòng)靈活即可。另外，為了符合可視化管理要求，需要將逆止器明顯部位進(jìn)行噸位標(biāo)識(shí)標(biāo)記。

3 結(jié)語(yǔ)

總結(jié)了新型天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器的設(shè)計(jì)理念及實(shí)踐應(yīng)用，同時(shí)針對(duì)材料和使用要求做了可行性論證，這樣的設(shè)計(jì)，避免了因吊鉤中吊索具（吊帶、鋼絲、鏈環(huán)）滑脫造成的事故，保證了工作人員的安全，有效遏制因吊鉤中吊索具從鉤頭內(nèi)滑脫造成的事故發(fā)生，讓設(shè)備操作越來(lái)越接近本質(zhì)安全的要求，實(shí)現(xiàn)了使用便捷，安全可靠的安全生產(chǎn)目標(biāo)。根據(jù)目前的設(shè)計(jì)理念和外觀造型，后期可以對(duì)天車(chē)吊鉤吊索具防脫鉤逆止器進(jìn)行優(yōu)化。