探讨成品库房起重机械吊具系统优货配置方案

摘要：本文从吊具系统的三种配置形式的安全性能参数分析入手，对成品库房现有在配置系统的优缺点进行了定性定量的分析，并提出了吊具系统配置的优化方案。

关键词：吊具系统；安全可靠度；优化方案



引言

起重机械作为成品库最重要的，数量最大的，也是使用最频繁的特种作业设备，追求和实现其设备在技术层面上的本质安全，对保障安全生产作业具有很重要的意义。吊具作为起重机械三大安全构件之一，其配置系统的安全可靠度很大程度上影响着整个起重生产作业的安全。那么什么样的吊具系统可以在保证成品库生产作业功能实现的基础之上实现其安全可靠度的最大化呢？

1  吊具系统配置的三种形式

    注：本文中的“吊具系统”指的是起重机械本身吊钩以下的吊具单元的总称。

1.1  串联

(1)串联吊具系统配置的形式

吊具串联就是指一个吊具套接另外一个吊具，直至最后把吊运对象固定并吊运移动。如图1所示，就是起重机本身配置吊钩A，串联联接环B，串联电子称吊钩C，再串联牙板吊具D，再同时串联左右两个抱钩E。图1所示是一个典型的吊具串联系统。



(2)串联吊具系统配置的可靠度分析

我们依然用图1所示的吊具系统来分析串联吊具系统的安全性能。图1中的吊具系统中的任何一个吊钩，A或者B或者C或者D，只要出现故障，那么整个吊具系统即失去安全吊运功能。我们用可靠度来表示吊具系统的安全性能，公式表示如下：

K串=k1×k2×…kn

K串为串联吊具系统可靠度值，其值小于1；

k1，k2，…kn，串联吊具系统中，吊具系统组成单元1，2直至n的可靠度值,其值都小于1；

由该公式可以得出以下结论：1、串联的吊钩系统组成单元越多，整个吊钩系统的安全可靠度值越低，即安全越没有保障，或者说危险性越大。2、整个串联吊具系统安全可靠度小于吊具系统组成单元中任意一个吊钩的可靠度。3、提高串联吊具系统可靠度，可以通过减少吊钩系统中串联的吊具系统组成单元的数量来实现。

1.2  并联

(1)并联吊具系统配置的形式

吊具并联就是指几个可单独实现功能的吊具平行装置，当其中一个吊具组成单元不能实现其相对应功能时，不影响整个吊具系统实现其功能。

(2)并联吊具系统配置的安全性能分析

我们用可靠度来表示吊具系统的安全性能，公式表示如下：

K并=1-（1-k1）×（1-k2）×…（1-kn）

K并，并联吊具系统可靠度值，其值小于1，但无限接近于1；

k1，k2，…kn，并联吊具系统中，吊具系统组成单元1，2直至n的可靠度值,其值都小于1；

由该公式可以得出以下结论：1、并联的吊钩系统组成单元越多，整个吊钩系统的安全可靠度值越高，即安全越有保障，或者说危险性越小。2、整个并联吊具系统安全可靠度大于吊具系统组成单元中任意一个吊钩的可靠度。3、提高并联吊具系统可靠度，可以通过增加吊钩系统中并联的吊具系统组成单元的数量来实现。

1.3  串并联混合

串并联混合吊具系统配置形式，理论上认为，可以分成两种情况。

第一种，几个独立的吊钩组成单元或串联吊钩系统并联；其可靠度可用如下公式表示：

K总1=1-（1-k1）×（1-k2）×…（1-kn）

K总1为串并联组合1的总吊具系统可靠度值，其值小于1，但无限接近于1；

k1，k2，…kn，串并联组合1中，吊具系统组成单元或串联吊钩系统1，2直至n的可靠度值,其值都小于1；

第二种，几个独立的吊钩单元或并联功能单元串联，形成一个完整的吊钩系统。其可靠度可用如下公式表示：

K总2=k1×k2×…kn

K总2为串并联组合2的总吊具系统可靠度值，其值小于1，但无限接近于1；

k1，k2，…kn，串并联组合2中，吊具系统组成单元或并联功能单元1，2直至n的可靠度值,其值都小于1；

2  成品库起重机械吊具配置系统的安全性能分析

2.1  成品库吊具系统配置需要实现的生产作业功能

成品库的吊具系统配置需要实现以下生产作业功能：其一、吊装作业；其二、对所吊装的钢卷称重或者复称作业。

2.2  成品库吊具系统配置的安全性能分析

图1所显示的吊具配置系统是我公司成品库目前普遍使用的一种吊具配置系统。其安全性能分析如下：

1）该系统是一个典型的串联系统

2）该系统的可靠度系数计算如下：

K＝kＢ×kＣ1×kＣ2×kＤ1×kＤ左×kD右×kE左×kE右

K——该系统的可靠度系数

kＢ——图1中红色联接环B的可靠度系数

kＣ1——图1中电子称C上部联接环的可靠度系数

kＣ2——图1中电子称C下部联接环的可靠度系数

kＤ1——图1中牙板D上部联接环的可靠度系数

kＤ左——图1中牙板D下部左边联接环的可靠度系数

kD右——图1中牙板D下部右边联接环的可靠度系数

kE左——图1中抱钩E左边联接链条系统的可靠度系数

kE右——图1中抱钩E右边联接链条系统的可靠度系数

说明一：天车本身配置吊钩A不计入该吊具系统

说明二：抱钩链条Ｇ由多节组成，每节链条系串联在一起的一个链条系统，为简便起见，这里视为一个整体。

说明三：左右抱钩看上去好像是并联，但是左右两个抱钩不能单独实现其功能，故其实质仍是串联。

现假定每个组成单元的可靠度为0.95，那么按照上面的公式计算得出，整个系统的可靠度只有0.66。该系统串联单元多达8个，因为串联单元太多，导致系统可靠度降低，危险性增大，安全保障系数减小。

2.3  成品库起重机械吊具系统配置存在的问题

通过本文分析，结合我公司库房实际作业情况，成品库起重机械吊具系统配置存在以下问题：

其一：吊具系统串联单元过多，吊具系统本身的复杂串联本质上降低了吊装（运）操作的安全可靠度；

其二：吊具系统配置不利于提高工作效率。图1所示，抱钩E是钢性的，且成对布置，那么在吊装作业时，为安全起见，必须配备2个库管员配合起重司机进行吊装挂钩工作，如果是吊运距离较远，除了起吊处配备2个库管员挂钩以外，还需要在吊运目的地配备2名库管员取钩。既不安全，也浪费人力。

其三：吊具系统的钢性材质，一方面增加了起重机械的吊运质量，另一方面钢性材质容易对库管员造成撞击，挤压，挫伤等伤害，从而增加了操作的危险性。

3  成品库起重机械吊具系统配置优化解决方案设想

3.1成品库存吊具系统优化方案总体指导原则

保证成品库天车吊具系统作业中“称重”、“吊装（运）”两大功能的实现不受影响；

最大程度的简化系统，实现设备的本质安全；

便于操作，减少对人的潜在危害因素，提高工作效率。

3.2成品库吊具系统优化方案设想

其一：将图1中B串联单元精减，称钩C直接串联至起重机械本身配置的吊钩A上；


其二：将图1中D、E两个组成单元更改为柔性较好的安全带G。优化后的效果如图二所示。

优化后的新方案相比现有的吊具系统构成，有以下几个好处，一是串联单元减少，安全可靠度大大增加；二是柔性安全带，可以减少对作业员的撞击、挤压、挫伤等伤害的可能性；三是柔性安全带可以一人操作，减少一半的劳动力，从面提高一倍的工作效率；三是柔性安全带可以减少对钢卷产品伤害的可能性；四是如果起重机械承重允许的情况下，可以同时使用2根或者更多的安全带同时吊装（运）作业2个或更多的钢卷，更大程度地提高工作效率。

4  结语

通过撰写本文，我认识到，在保证尊重科学的思想前提下，我们的思维不要固守在现有的模式上，要敢于冲破束缚，敢于对现有的设备和人员构成提出疑问，大胆设想，潜心钻研，从而得到完美的问题解决方案。









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