新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器设计及实践

翟永刚，王 霞

（国家能源神东煤炭集团公司设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯 017000）

0 引言

目前天车钩头吊索具防脱装置（图1）是在天车吊钩的上根部连接一个整体卡板，整体卡板位于吊钩的钩头内，在整体卡板和天车吊钩的上根部之间设有压力弹簧，整体卡板被压力弹簧顶住紧靠在天车吊钩的钩头内壁上，吊有重物的吊带/钢丝/链环进入天车吊钩内部被整体卡板卡住，使钢丝绳被围住不能脱钩。卸掉重物时需要手工向吊钩内扳动整体卡板，给钢丝绳留出脱钩的空隙。这种天车钩头吊索具防脱装置的不足是:由于整体卡板前端部经常受到链环的磨损，使卡板容易变形，使防脱装置失效，影响天车的安全使用。神东公司设备维修中心主要承修神东公司13 个矿井的综采设备，设备体积大，维修期间会多次利用天车吊运，天车使用频次高。鉴于以上情况，结合多年工作经验，现发明制作一种新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器，材质结实可靠，性能优于原厂装配产品，该新型逆止器经过3 次试装、改进后最终确定外观样式及各项技术参数，通过公司安监部门评估确定，目前使用效果良好。现就新型天车钩头吊索具防脱装置的设计理念和制作方法进行分享，图2 为日常所见的逆止器损坏情况。

图1 现有的天车钩头吊索具防脱装置

图2 吊钩使用的挡绳器现状

1 设计方案

1.1 新型天车吊钩防脱钩逆止器设计原理

新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器（图3）整体成型，不使用辅助弹力配件，主要采用杠杆原理，通过右侧配重臂（动力臂）自重所受重力倾向，通过支点（转轴）将力传到左侧阻力臂，左侧卡板受到垂直向上推力，使卡板与天车钩头内测紧密贴合，此时天车吊钩吊索具防脱钩逆止器处于闭合状态，当工作人员使用天车吊钩时，需要手动将配重臂向上推起或将卡板向里拨动，打开卡板开口，挂好吊带/钢丝/链环后释放配重臂，使新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器处于自由状态，此时卡板处于闭合状态，能够切实保证吊装安全（图4）。

图3 新型防脱钩逆止器

图4 新型防脱钩逆止器安装至吊钩模拟图

1.2 新型天车吊钩防脱钩逆止器制作及装配方法

1.2.1 制作方法

本产品主要材料选用5 mm 厚Q355 钢板，根据天车吊钩实际外形尺寸进行制图，主要零件（逆止器卡板）利用数控火焰切割机依据图纸进行切割下料，打磨表面毛刺，下料后人工将逆止器进行钣金调整，利用钳工工具进行折弯，铰接轴安装孔用手电钻打孔为11 mm。同样方法加工配重块，配重块使用30 mm 后Q355 钢板数控气割成型，打磨表面毛刺，配重块也用手电钻钻11 mm孔，铰接销轴使用12.9 级M10×100、M10×30 非全牙螺栓替代，根据实际使用需求，将销轴螺栓长度进行加工制作，确保能够合适装配无冗余现象。

1.2.2 装配方法

将配重块和逆止器卡板部分套至天车吊钩沟头预安装部位，用螺栓将配重块和逆止器卡板部分进行联接，将逆止器和沟头进行装配，根据实际情况对逆止器形状进行微调，将卡板与沟头之间相对位置，配重块和沟头位置调整至最佳位置，使得逆止器和沟头之间无卡阻，逆止器在抬起状态时与沟头无干涉现象,根据天车吊钩实际外形尺寸将逆止器再一次加以修整，能够合适装配，并且能够满足正常使用的需求。最后将天车吊钩防脱钩逆止器进行表面处理,喷涂黄色油漆由于警示，在正面明显位置喷涂天车吨位标识。装配完后利用吊链和吊带进行试用，保证逆止器动作灵活，铰接销轴部位无卡阻，逆止器闭合状态下与沟头闭合严实、安全可靠。

1.3 新型天车吊钩防脱钩逆止器设计可行性论证

（1）逆止推力：现在使用的卡板式钩头防脱装置的按压弹力实测，用数显测力仪的测量轴垂直顶压卡板前端位置，反复测量按压卡板实测6 个值（10.4、10.4、10.5、10.4、10.3、10.5）N，平均弹力10.4 N，新设计的天车新型吊钩吊索具防脱钩逆止器，采取同样的方法实测弹力为33.6 N，为原弹簧卡板式的3 倍多，所以推力完全可以满足使用要求。

（2）材料方面：现在使用的卡板式钩头防脱装置材料为1.5 mm厚普通镀锌铁皮制成，新设计的天车新型吊钩吊索具防脱钩逆止器材料为5 mm 厚Q355钢板，材料的优越性大大强于前者，具有良好的抗冲击和抗磨损能力。

图5、图6 分别为卡板式钩头防脱装置测力和新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器测力，测力仪器选用台湾Motive 单子式推拉力计（型号DS2－200N）。

图5 卡板式钩头防脱装置测力

图6 新型防脱钩逆止器测力

1.4 新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器创新点

（1）使用方便操作简单，大大提高了天车挂钩使用安全性，优化吊钩吊索具防脱装置设计理念。

（2）使用材料为Q355钢板，按照实际情况重新设计新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器，避免了卡板变形、弹簧失效等故障发生，保证了天车设备吊装使用安全性。

（3）新设计新发明虽属于小型配件，加工费用少，但是解决实际生产中存在的问题，节约维护成本，提高生产效率。

2 应用情况

2.1 实际应用

（1）经过前期的反复改进、试验环节，最终方案择优选用，试验成功，目前该装置已在神东公司维修中心二厂4 部大吨位（32 t）天车挂钩上使用，且使用效果良好（图7）。

图7 新型防脱钩逆止器投入使用

（2）根据设计原理及易于加工制造等特点，此种新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器可用于不同吨位、不同场合、不同吊装机械设备的吊钩。

2.2 应用中的其他注意事宜

该逆止器钢材材料可选用优于Q355 钢材力学性能材料，3处铰接销轴可使用高级别销轴螺栓进行替代，保证铰接部位能够可靠联接和转动灵活即可。另外，为了符合可视化管理要求，需要将逆止器明显部位进行吨位标识标记。

3 结语

总结了新型天车吊钩吊索具防脱钩逆止器的设计理念及实践应用，同时针对材料和使用要求做了可行性论证，这样的设计，避免了因吊钩中吊索具（吊带、钢丝、链环）滑脱造成的事故，保证了工作人员的安全，有效遏制因吊钩中吊索具从钩头内滑脱造成的事故发生，让设备操作越来越接近本质安全的要求，实现了使用便捷，安全可靠的安全生产目标。根据目前的设计理念和外观造型，后期可以对天车吊钩吊索具防脱钩逆止器进行优化。