基于能量意外释放理论的起重机分类方法

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Abstract：On the basis of research on essential security atributes of cranes，a new method for classification of cranesaccording to the Energy Release Theory is put forward in the paper to realize the classifed supervision for cranes from thesingle concept and emphasize the essential safety thought in the principle of hazard classifcation.According to the factorsafecting safety，the basic parameters representing energy hazard properties of cranes are taken for calculation，with the CO-ordinate graph of equal energy CU1We to be drawn in order to find out corresponding categories in the coordinate graph.Themethod is simple and practicable，scientifc and reasonable，and accurate。

Keywords：Unexpected Energy Release Theory；crane；classification起重机是在-定范围内垂直提升并水平搬运重物的多动作起重机械，其数量众多，形式多样，作业环境复杂，所吊运的重物更是多种多样。现行起重机的分类方法突出了起重机结构、取物装置和用途或是运移方式等方面的特点，在起重机设计、制造、使用环节应用广泛。然而，安全属性是起重机的本质属性，在起重机安全监管领域，如何基于起重机的本质安全属性将起重机进行科学合理的分类，为实现分类监管提供依据，是值得探讨和研究的课题。

1 起重机现有分类方法国内的 GB/T 20776-2006《起重机械分类》标准中规定，起重机分为桥架型起重机、臂架型起重机和缆索型起重机 ；以桥架型起重机为例 ，又分为梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、半门式起重机和装卸桥等。国家质检总局颁布的《特种设备目录》将起重机分为：桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、流动式起重机、铁路起重机、门座起重机、缆索起重机、桅杆起重机、旋臂式起重机等。其中桥式起重机又分为通用桥《起垂运输机械》 2013(8)式起重机、电站桥式起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机、冶金桥式起重机、架桥机、电动单梁起重机、电动单梁悬挂起重机、电动葫芦桥式起重机和防爆梁式起重机。稍作比较不难看出，特种设备 目录 中起重机分类方 法与 GB/T20776-2006中的分类方法有相似的地方，但也存在不-致甚至是矛盾的地方。

国际上，由于各国经济技术政策、工业基础和管理体系的差异，起重机的分类方法也不尽相同，如美国机械工程师协会制定的起重机及附件的标准和规范 ASME B30，将起重机分为单轨起重机、堆垛用起重机、活节悬臂起重机、施工用塔式起重机、龙门座起重机、塔式起重机、汽车起重机、桅杆起重机、浮式起重机等。反映了美国劳工部职业安全卫生管理局 (OSHA)以职业安全为目的实施对起重机安全管理的特点。

除此以外，起重机还有多种分类方法。如：按照取物装置和用途分，有吊钩起重机、抓斗起重机、电磁起重机、冶金起重机、堆垛起重机、集装箱起重机和救援起重机等；按运移方式分，有固定式起重机、运行式起重机、自行式起重机、- - 拖引式起重机、爬升式起重机、便携式起重机、随车起重机等；按驱动方式分，有支承起重机、悬挂起重机等；按使用诚分，有车间起重机、机器房起重机、仓库起重机、贮料场起重机、建筑起重机、工程起重机、港 口起重机、船厂起重机、坝顶起重机、船上起重机等。

随着技术进步，起重机的结构形式越来越多，高参数化越来越明显，应用领域也越来越广泛。

经常会遇到新型的结构形式和新出现的使用诚有时很难确定属于哪-类的问题，在监管部门实施制造和安装许可、型式试验时也往往面临划类困难、项目繁多、覆盖范围不够科学准确的困扰。

原因就在于现有的起重机分类方法不能真正从安全技术管理的角度对起重机进行科学分类 ，仅仅是考虑了起重机某个局部特点 (如金属结构形式、取物装置、驱动方式)或使用诚，没有能综合反映起重机整体危险水平，重点不突出，也不够科学 严谨 ，并且显得 十分复杂。从安全属性来说 ，起重机采用哪种结构只是外在的形式 ，应鼓励设计制造者根据不 同的现场尺寸和使用要求设计制造出满足力学性能要求的更多的结构形式，不是将其限制在某些固定的型号规格 内。安全监管工作的 目标是预防和减少事故，尤其是重大事故 的发生 ，安全监管要考虑安全和经济关系的协调 ，必须把有限的力量集中在危险性 大的设备上，实现分类监管。

这就有必要基于新的理论基创照起重机 的安全属性将起重机进行科学合理的分类 ，为实现分类监管提供依据。

2 基于能量意外释放理论的起重机分类原则能量意外释放理论认为，人体受到伤害都可以归结为-种或若干种能量的异常或意外释放，把各种能量对人体的伤害归结为伤亡事故的直接原因，从而决定了以对能量源及能量传送装置加以控制作为防止或减少伤害发生的最佳手段的原则。常见的起重机是通过输入电能转化为机械能，实现物料的搬运。如果由于某种原因该能量失去了控制，发生了异常或意外的释放，则就会发生事故，如断绳造成的重物坠落就是势能的意外释- - 6 --放，啃轨造成了动能异常转移为热能等。防止或减少起重机的各类伤害事故就是要研究起重机的能量转化、传送、控制过程，避免能量意外释放作用于人或机器设备，造成人员伤亡或机械设备的损坏。所以，可以说对起重机安全问题的认识和管理，除作业人员以外就是对起重机能量的认识和管理。

安全性能是起重机应该具备的基本属性，是投入使用的前提，所以，起重机的科学分类应体现起重机的本质安全属性，而起重机的潜在危险性在-定意义上是-种能量危险性。

3 基于能量意外释放理论的起重机分类方法3.1 表征起重机能量安全属性的参数起重机的参数是表明起重机工作性能的指标，是设计 和 选 用 起重 机 的依 据。国家标 准 GB6974.2-1986《起重机械名词术语-起重机械参数》中介绍了国内目前已生产制造与使用的各种类型起重机械的主要技术参数，主要有起重量、跨度、幅度、起重力矩、起重倾覆力矩、轮压、起升高度、运动速度、工作级别等。起重量、起重力矩、起重倾覆力矩、轮压属于质量和载荷参数；幅度、起升高度属于起重机尺寸参数；跨度属于与起重机运行线路有关的参数；工作级别属于-般性能参数；运动速度还包括运行速度、起升速度、变幅速度、回转速度。

从能量意外释放理论分析，意外释放的机械能 (动能和势能)是造成起重机事故的主要能量形式。起重机的能量危险性与其所吊重物的质量、起升高度以及吊运时的运行速度有关。吊运的重物越重、起升高度越高、吊运时速度越快，则起重机发生事故时释放的能量越大，危害也越大，对其设计、制造、检验、使用和管理的要求越高。

故选取起重量、起升高度和运动速度这 3个参数表征起重机能量危险性，因为只有这 3个参数与起重机的势能和动能直接相关。

起重机危险性能量可表述为E 1 MgH0.5My M(9.8日0.5 )式中：E为机械能；E 为势能；E2为动能；《起重运输机械》 2013(8)