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【摘 要】本文针对辽宁抚顺挖掘机厂生产的QUY250型250t履带式起重机塔式工况前、后撑臂根部存在的碰撞挤压隐患，进行技术改造，取得很好的效果，避免了前、后撑臂发生碰撞，确保吊机安全稳定运行。
【关键词】QUY250 ;履带式起重机; 前撑臂; 后撑臂 ;碰撞
一、概述
辽宁抚顺挖掘机厂（以下简称抚挖）生产的QUY250型250t履带式起重机，广泛应用于各类吊装施工作业。为了满足各种复杂环境和吊装作业的施工要求，QUY250型履带吊安装、拆卸和工况变换非常频繁。在频繁的安装、拆卸和工况变换作业中发现：在塔式工况安装、拆卸作业时，前、后撑臂根部会发生碰撞，该部位没有任何接近警报或停止装置，若无人监护和指挥操作不当，极易发生互相碰撞、挤压，导致塔式副臂前撑臂挤压受损而报废。而更换受损前撑臂价值高，且定做需等待很长时间，导致QUY250型履带吊塔式状态在较长时间内无法正常使用。本文针对这个安全隐患问题进行分析、策划，并实施行之有效的技术改造。
二、 问题及隐患
抚挖QUY250型履带式起重机前、后撑臂結构如图1所示， 在塔式工况安装过程中的前、后撑臂安装、塔式工况起重臂扳起和扑倒过程中都存在前、后撑臂碰撞、挤压隐患，轻则导致机械损坏，重则造成吊机倾翻的重大安全事件。下面详细介绍这三个作业过程中潜在的前、后撑臂碰撞挤压隐患。
1、前、后撑臂安装作业
副臂变幅钢丝绳穿绕完成后，在后撑臂头部挂设钢丝绳，利用辅助吊机将前、后撑臂升高，同时利用前撑臂的重力和缓慢释放副臂变幅卷扬钢丝绳的共同协作下，前、后撑臂开始缓慢分离，直至后撑臂与防后倾固定油缸连接。在这个过程中，因副臂变幅钢丝绳道数多，前撑臂自重轻，不足以使前撑臂一直保持在初始位置，被辅助吊机一起带至高处，导致前、后撑臂根部间距非常小，如图2所示，如果操作或监护不当就会发生碰撞挤压。
2、塔式工况起重臂扳起作业
在QUY250型履带式起重机塔式工况起重臂扳起操作过程中，收紧主变幅卷扬钢丝绳，主变幅拉杆受力，主臂缓慢起升，随着主臂起升水平角度逐渐增大，主、副臂之间的夹度逐渐减少，副变幅拉杆将被收紧，为防止副臂头部提前从地面悬空，保证主副臂之间夹度在一定合理的范围内，必须放出副变幅卷扬钢丝绳，增大前后撑臂之间角度，使得副臂头部滚轮在一段时间内始终着地。在上述起重机扳起作业过程中，如若操作、监护不当，进行副臂变幅卷扬钢丝绳收紧动作，副臂将被扳起，持续该动作将引起前、后撑臂碰撞挤压。
3、塔式工况起重臂放倒作业
在QUY250型履带式起重机塔式工况起重臂放倒操作过程中，放出主变幅卷扬钢丝绳放出，缓慢放倒主臂，副臂头部滚轮着地后，继续放倒主臂，主、副臂之间夹角不断增大。在此过程中，为避免副臂拉杆不受力后搁置到副臂臂架上，并随着臂架放平不断移动，撞击臂架导致损坏，必须适当收紧副臂变幅钢丝绳，保证副臂拉杆悬空在臂架上方，在收紧副臂变幅钢丝绳过程中，前、后撑臂将不断的接近，若操作或监护不当，就会造成前后、支撑臂互相碰撞挤压，从而导致事故的发生。
三、 原因分析
对抚挖QUY250型履带式起重机主臂臂头结构进行观察、测量和分析发现，与前、后撑臂连接的两只销孔在水平方向的间距非常小，前撑臂侧面二分之一的宽度远大于销孔在水平方向间距，当前、后撑臂都处于高角度状态时，前撑臂与后撑臂根部就会发生碰撞，可以得出碰撞问题的本质原因是臂头上与前、后撑臂连接的两个销孔水平距离设计不合理，而此处没有设计任何安全防护装置防止碰撞的发生。为了进一步确认该设计的不合理，查阅了公司现有的从日本购进的同吨位机型CKE2500和多个厂家生产的其它吨位的履带吊，它们的臂头前、后撑臂连接的销孔在水平方向上都保持了一定的安全距离。
四、 方案对策
由于前、后撑臂根部发生碰撞隐患是厂家设计不合理导致的，无法实现设计变更。为了避免前、后撑臂发生碰撞，确保起重机安全运行，决定为此设计一套安全防护装置，当两撑臂在任何角度下间距小于等于100mm时，停止前、后撑臂动作，以消除碰撞挤压隐患。该功能可以通过安全限位装置停止前撑臂扳起动作或副臂变幅卷扬钢丝绳收紧动作断开其回路控制来实现，设计的关键点有两个：一是要找到合适的行程开关安装位置;二是充分利用周围现有的控制线路，设计一套安全、便捷的回路控制方式。
五、 技术改造
1、安全限位装置选型及安装
对前、后撑臂、主臂臂头上的销孔及周围结构进行尺寸测量和履带吊多次动作实践，寻找满足方案要求的位置，安装位置如图3所示。根据测量数据、控制信号和限位装置碰撞行程长度要求，最终选择欧姆龙的WLNJ型弹簧万向行程开关，技术参数如图 4，任意方向4mm的变形即动作，弹簧万向设计满足各方向的变形。在测量位置焊接出一块约10cm长的钢板，用来固定弹簧万向行程开关，可通过修剪弹簧部分长度来调整所需要的距离。经多次测量检验，该位置、行程开关和安装均符合预期的防护功能要求，安装见图5。
2、控制线路设计和改造
设计思路：将行程开关常闭端串接入副臂变幅卷扬起升控制回路中，当前撑臂扳起与后撑臂间距小于等于100mm即将挤压后撑臂时，通过行程开关动作，断开副臂变幅卷扬起升回路，阻止前撑臂继续扳起，只能进行前撑臂放倒作业。
控制线路改造： 分析QUY250型履带式起重机的电气控制图纸和控制线路在起重机上的布置，综合实现功能、对原有各控制保护、施工便利和改造成本，最终确定将形程开关的接线串联入系统中的塔臂上限位（副臂防后倾油缸限位）回路，如图6所示，红色矩形框为力矩限制器系统内塔臂上限位的回路，此次技术改造的行程开关与蓝色框内塔臂上限位SD3串联，此时改造增加的行程开关动作，同样能够断开塔臂上限位回路，从而停止塔臂的起升动作，实现前撑臂后倾动作的停止，从而实现了在正常工作中当防后倾油缸上的限位损坏不能正常工作时对前后撑臂的保护。此控制线路改造满足了控制功能，并能对防后倾油缸的限位进行重复保护。
控制线路改造施工工艺：
（1）对行程开关固定钢板油漆防腐，对增加的线路进行捆扎保护;
（2）电气线路布控与塔臂防后倾限位控制线路一致，预留足够长度满足工作需求;
（3）同时在线路上靠近防后倾限位端加装快速插头，方便在安拆或工况变更作业时，便捷完成线路的拆接，避免控制线路牵拉受损;
（4）选择改造的控制线路与新增的行程开关近，节省了许多线缆，节约了成本。技术改造所需配件见表1。
图 6 控制线路改造图
表1：技术改造配件清单
名称 规格 数量 单位 备注
行程开关 欧姆龙WLNJ 1 个
十字槽外六角螺丝 M5×50mm 4 套
RVV线缆 3×Φ1.5 5 米
防水对接头 3芯 2 套 公母头
六、 结束语
QUY250型起重机塔况前、后撑臂防碰撞挤压技术改造，解决了塔式工况下前撑臂与后撑臂碰撞挤压隐患，实现了与副臂防后倾的相互联动和副臂防后倾的双重保护，做到牵一发而动全身，无论是技术改造后增加的限位动作还是副臂防后倾油缸上的限位动作，都能有效地停止副臂起升动作，从而避免事故的发生。该技术改造已完成，并已投入使用，经检验这套安全防护装置功能安全、可靠。
作者简介：
项青燕（1977.07-），女，大学本科毕业，工程师，主要从事起重机械技术管理工作。
杨玉川（1973.12-），男，专科毕业，工程师，主要从事起重机械技术管理工作。
【关键词】QUY250 ;履带式起重机; 前撑臂; 后撑臂 ;碰撞
一、概述
辽宁抚顺挖掘机厂（以下简称抚挖）生产的QUY250型250t履带式起重机，广泛应用于各类吊装施工作业。为了满足各种复杂环境和吊装作业的施工要求，QUY250型履带吊安装、拆卸和工况变换非常频繁。在频繁的安装、拆卸和工况变换作业中发现：在塔式工况安装、拆卸作业时，前、后撑臂根部会发生碰撞，该部位没有任何接近警报或停止装置，若无人监护和指挥操作不当，极易发生互相碰撞、挤压，导致塔式副臂前撑臂挤压受损而报废。而更换受损前撑臂价值高，且定做需等待很长时间，导致QUY250型履带吊塔式状态在较长时间内无法正常使用。本文针对这个安全隐患问题进行分析、策划，并实施行之有效的技术改造。
二、 问题及隐患
抚挖QUY250型履带式起重机前、后撑臂結构如图1所示， 在塔式工况安装过程中的前、后撑臂安装、塔式工况起重臂扳起和扑倒过程中都存在前、后撑臂碰撞、挤压隐患，轻则导致机械损坏，重则造成吊机倾翻的重大安全事件。下面详细介绍这三个作业过程中潜在的前、后撑臂碰撞挤压隐患。
1、前、后撑臂安装作业
副臂变幅钢丝绳穿绕完成后，在后撑臂头部挂设钢丝绳，利用辅助吊机将前、后撑臂升高，同时利用前撑臂的重力和缓慢释放副臂变幅卷扬钢丝绳的共同协作下，前、后撑臂开始缓慢分离，直至后撑臂与防后倾固定油缸连接。在这个过程中，因副臂变幅钢丝绳道数多，前撑臂自重轻，不足以使前撑臂一直保持在初始位置，被辅助吊机一起带至高处，导致前、后撑臂根部间距非常小，如图2所示，如果操作或监护不当就会发生碰撞挤压。
2、塔式工况起重臂扳起作业
在QUY250型履带式起重机塔式工况起重臂扳起操作过程中，收紧主变幅卷扬钢丝绳，主变幅拉杆受力，主臂缓慢起升，随着主臂起升水平角度逐渐增大，主、副臂之间的夹度逐渐减少，副变幅拉杆将被收紧，为防止副臂头部提前从地面悬空，保证主副臂之间夹度在一定合理的范围内，必须放出副变幅卷扬钢丝绳，增大前后撑臂之间角度，使得副臂头部滚轮在一段时间内始终着地。在上述起重机扳起作业过程中，如若操作、监护不当，进行副臂变幅卷扬钢丝绳收紧动作，副臂将被扳起，持续该动作将引起前、后撑臂碰撞挤压。
3、塔式工况起重臂放倒作业
在QUY250型履带式起重机塔式工况起重臂放倒操作过程中，放出主变幅卷扬钢丝绳放出，缓慢放倒主臂，副臂头部滚轮着地后，继续放倒主臂，主、副臂之间夹角不断增大。在此过程中，为避免副臂拉杆不受力后搁置到副臂臂架上，并随着臂架放平不断移动，撞击臂架导致损坏，必须适当收紧副臂变幅钢丝绳，保证副臂拉杆悬空在臂架上方，在收紧副臂变幅钢丝绳过程中，前、后撑臂将不断的接近，若操作或监护不当，就会造成前后、支撑臂互相碰撞挤压，从而导致事故的发生。
三、 原因分析
对抚挖QUY250型履带式起重机主臂臂头结构进行观察、测量和分析发现，与前、后撑臂连接的两只销孔在水平方向的间距非常小，前撑臂侧面二分之一的宽度远大于销孔在水平方向间距，当前、后撑臂都处于高角度状态时，前撑臂与后撑臂根部就会发生碰撞，可以得出碰撞问题的本质原因是臂头上与前、后撑臂连接的两个销孔水平距离设计不合理，而此处没有设计任何安全防护装置防止碰撞的发生。为了进一步确认该设计的不合理，查阅了公司现有的从日本购进的同吨位机型CKE2500和多个厂家生产的其它吨位的履带吊，它们的臂头前、后撑臂连接的销孔在水平方向上都保持了一定的安全距离。
四、 方案对策
由于前、后撑臂根部发生碰撞隐患是厂家设计不合理导致的，无法实现设计变更。为了避免前、后撑臂发生碰撞，确保起重机安全运行，决定为此设计一套安全防护装置，当两撑臂在任何角度下间距小于等于100mm时，停止前、后撑臂动作，以消除碰撞挤压隐患。该功能可以通过安全限位装置停止前撑臂扳起动作或副臂变幅卷扬钢丝绳收紧动作断开其回路控制来实现，设计的关键点有两个：一是要找到合适的行程开关安装位置;二是充分利用周围现有的控制线路，设计一套安全、便捷的回路控制方式。
五、 技术改造
1、安全限位装置选型及安装
对前、后撑臂、主臂臂头上的销孔及周围结构进行尺寸测量和履带吊多次动作实践，寻找满足方案要求的位置，安装位置如图3所示。根据测量数据、控制信号和限位装置碰撞行程长度要求，最终选择欧姆龙的WLNJ型弹簧万向行程开关，技术参数如图 4，任意方向4mm的变形即动作，弹簧万向设计满足各方向的变形。在测量位置焊接出一块约10cm长的钢板，用来固定弹簧万向行程开关，可通过修剪弹簧部分长度来调整所需要的距离。经多次测量检验，该位置、行程开关和安装均符合预期的防护功能要求，安装见图5。
2、控制线路设计和改造
设计思路：将行程开关常闭端串接入副臂变幅卷扬起升控制回路中，当前撑臂扳起与后撑臂间距小于等于100mm即将挤压后撑臂时，通过行程开关动作，断开副臂变幅卷扬起升回路，阻止前撑臂继续扳起，只能进行前撑臂放倒作业。
控制线路改造： 分析QUY250型履带式起重机的电气控制图纸和控制线路在起重机上的布置，综合实现功能、对原有各控制保护、施工便利和改造成本，最终确定将形程开关的接线串联入系统中的塔臂上限位（副臂防后倾油缸限位）回路，如图6所示，红色矩形框为力矩限制器系统内塔臂上限位的回路，此次技术改造的行程开关与蓝色框内塔臂上限位SD3串联，此时改造增加的行程开关动作，同样能够断开塔臂上限位回路，从而停止塔臂的起升动作，实现前撑臂后倾动作的停止，从而实现了在正常工作中当防后倾油缸上的限位损坏不能正常工作时对前后撑臂的保护。此控制线路改造满足了控制功能，并能对防后倾油缸的限位进行重复保护。
控制线路改造施工工艺：
（1）对行程开关固定钢板油漆防腐，对增加的线路进行捆扎保护;
（2）电气线路布控与塔臂防后倾限位控制线路一致，预留足够长度满足工作需求;
（3）同时在线路上靠近防后倾限位端加装快速插头，方便在安拆或工况变更作业时，便捷完成线路的拆接，避免控制线路牵拉受损;
（4）选择改造的控制线路与新增的行程开关近，节省了许多线缆，节约了成本。技术改造所需配件见表1。
图 6 控制线路改造图
表1：技术改造配件清单
名称 规格 数量 单位 备注
行程开关 欧姆龙WLNJ 1 个
十字槽外六角螺丝 M5×50mm 4 套
RVV线缆 3×Φ1.5 5 米
防水对接头 3芯 2 套 公母头
六、 结束语
QUY250型起重机塔况前、后撑臂防碰撞挤压技术改造，解决了塔式工况下前撑臂与后撑臂碰撞挤压隐患，实现了与副臂防后倾的相互联动和副臂防后倾的双重保护，做到牵一发而动全身，无论是技术改造后增加的限位动作还是副臂防后倾油缸上的限位动作，都能有效地停止副臂起升动作，从而避免事故的发生。该技术改造已完成，并已投入使用，经检验这套安全防护装置功能安全、可靠。
作者简介：
项青燕（1977.07-），女，大学本科毕业，工程师，主要从事起重机械技术管理工作。
杨玉川（1973.12-），男，专科毕业，工程师，主要从事起重机械技术管理工作。