车顶检修作业安全悬挂装置的设计与应用
作者｜北京公交有轨电车有限公司西郊线分公司 柏在刚
来源｜《城市公共交通》2023年第 09 期
摘 要：为解决有轨电车检修人员车顶作业安全问题，分析车顶检修作业现状，根据检修车间实际情况，提出立柱支撑摆臂式悬挂装置的设计方案，研发制作“车顶检修作业安全悬挂装置”。通过对技术性能、安全性能测试验证，该装置可以满足有轨电车车顶检修作业安全需求，具有很好的应用价值和安全效益。
关键词：悬挂装置；设计；安全性
中图分类号：U482.1 文献标志码：B
1 车顶检修作业痛点分析
现代有轨电车车顶日常检修作业主要包括车顶空调、受电弓、蓄电池、高速断路器、逆变滤波器、高压电缆等检修内容，检修人员全程需要在有轨电车车顶作业。在检修库设计建设时，由于受场段面积诸多原因影响，原设计未建设检修作业安全平台和作业安全带悬挂点，导致检修人员在施工时，需要占用大量工作时间搭建脚手架或采用临时作业升降平台对车辆周边进行检修作业安全防护，脚手架及检修平台的搭建需要占用大量的工作时间，导致检修生产效率低下，且安全可靠性不高，不利于检修工作的正常开展。为提高工作效率，确保检修作业安全可靠性，北京有轨电车公司技术部从技术可行性、工艺设计、生产效益等方面综合考虑，技术人员结合日常工作实际，通过现场实地测量、工件强度模拟测试等手段，克服了有轨电车检修库现场上层空间狭小等不利因素，设计开发了一套有利于车顶检修作业的安全悬挂装置，有效杜绝了车顶（高空）检修作业安全风险。此成果的成功运用，很好地解决了企业新老厂房车顶检修作业人员安全隐患，产生了很好的安全效益及经济效率。2 解决措施及实施方案
2.1 设计分析
经检修库实地勘察（图1），由于受检修库上方外侧给排水管道及起重机走行轨（滑道）安装位置限制，车顶外侧位置空间狭小，经过技术部专业人员对车顶外侧空间测量及精准定位，并参考悬臂吊的转向机构原理，通过对选用工件进行受力分析，设计出了立柱支撑摆臂式安全带悬挂装置，其设计草图如图2所示，最终实物如图3所示。
图3 安全悬挂装置实物图
2.2 结构说明车顶检修作业安全悬挂装置不占用上层空间，每隔12m在股道侧靠墙设置立柱，在立柱上方安装摆臂，摆臂下方安装芯轴，通过电机带动减速机将动力传递给芯轴带动摆臂旋转，将36m长高强度滑动轨摆出至车顶，摆臂的旋转角度由行程开关控制，摆臂最大旋转角度为80°。高强度滑动轨与摆臂采用球型螺栓链接，可以自由活动，高强度滑动轨内嵌安全带系挂附件（图4）。
图4 安全带系挂附件
使用时，工作人员在跨越中间的摆臂时无需解开悬挂挂钩，就可以从车顶的一端移动到另一端，极大提高了工作效率，同时避免了频繁解钩可能出现的安全隐患。2.3 安全性能分析对材料屈服强度及安全系数分析（图5）后，在现场进行了强度测试（图6），采用400kg沙袋作为试验砝码，首先对高强度滑动轨进行静载试验，在两立柱间的高强度滑动轨中间点位测得滑动轨与地面距离为5500mm，在所测点位加上砝码静载2h后，测得距离为5498.5mm，卸下砝码测得距离为5500mm。再对高强度滑动轨进行动载试验，将400kg砝码系挂在安全带系挂附件上，从高强度滑动轨的一端滑动至另一端，往返10次，高强度滑动轨运行平稳、无卡阻、无异响。在滑动轨静载、动载试验后，分别对车顶检修作业安全悬挂装置立柱、上托臂、下托臂、摆臂、高强度滑动轨、安全带系挂附件进行检查，均无裂纹、无开焊、无弯曲、无变形。
屈服强度示意图
图5 滑动轨屈服强度与安全系数分析
3 应用价值
车顶检修作业安全悬挂装置制造及安装费用低，产生很好的安全效益及经济效益。避免了车顶作业的安全隐患和事故，解决了企业新老厂房车顶检修作业安全问题，杜绝安全事故发生，产生的安全效益巨大。实现了降本增效，提高车顶检修作业工作效率1~2倍，缩短车顶检修作业安全防护时间3~5倍，践行了企业提质增效精神，实现了企业生产经营的高效率与高效益。此设备适用范围广泛，既可为老旧厂房升级改造提供借鉴，也可为新厂房建设提供技术支持，充分体现了企业“以人为本”的责任担当和人文关怀。
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