移動式安全帶懸掛裝置的設計與應用

劉偉，韋俊

（柳州鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，廣西柳州 545002）

前言

水渣是高爐煉鐵的主要副產物之一，柳鋼煉鐵廠目前有5 座高爐，日產水渣1 萬多t。2012 年以前，水渣在各高爐附近渣場落地，通過裝載機裝車，汽車運輸至各用戶，用于生產水泥和超細粉。為了減少場內汽車運輸量，提高水渣運輸效率和安全性，我廠分別于2012年、2015年建設了AB通廊和老區輔材物流站水渣輸送系統，實現了各高爐水渣通過皮帶運輸至主要用戶中強實公司的料場，強實公司消化不完的水渣、強實停產檢修或皮帶故障時，仍需要用汽車轉運水渣。

目前我廠部分水渣轉運汽車、外銷水渣車為普通敞篷貨車，隨著環保要求的不斷提高，這些運輸水渣的汽車需加蓬、加蓋，以減少運輸過程中的水渣撒漏和對廠內外道路、環境的污染。普通敞篷貨車加蓋篷布，需要人工攀爬到車廂頂部，手動對水渣拍緊，將篷布攤開、鋪平，再下到地面將篷布綁扎牢固，貨車司機在車廂頂部拍渣、加蓋篷布過程為高處臨邊作業，現場場地空曠，沒有合適的位置懸掛安全帶，存在高處墜落隱患［1］。由于不具備安全作業條件，不允許在沒有防護措施的情況下上車廂頂作業，一度影響水渣轉運，對我廠生產帶來不利影響。

為了實現環保、安全、高效的通過汽車轉運水渣，在公司、廠部安全部門的要求下，受到我廠機電車間研發配電柜檢修安全帶懸掛裝置的啟發，參考移動式籃球架的結構形式，結合車間生產現場實際，經過多次的討論和改進，最終設計、制作完成了移動式安全帶懸掛裝置，安裝在我廠輔材物流站渣場，該裝置結構簡單，成本低廉，安裝方便，使用效果良好。

1 生產現狀

長期以來，在水渣汽車運輸過程中，由于新生產的水渣較為疏松，密度較低，為了提高運輸效率，裝車過程中裝載較滿，常常高出汽車車廂，車廂頂部呈三角錐形狀，而且廠區道路不夠平整，在汽車運輸過程中，隨著汽車的顛簸、晃動，車廂頂部的水渣容易灑落地面。在公司后勤服務公司、技術中心等管理部門的要求下，提出了水渣車拍渣、加蓋篷布的要求。即水渣裝車完成后，首先使用拍渣板將頂部蓬松的水渣拍緊，然后將車廂頂蓋好篷布，使水渣不易松動、滑落。取得了很好的效果。

在我廠進行水渣運輸的車輛較多，除了少部分加裝了電動、液動棚蓋裝置，能實現自動加蓋外，其余大部分均為普通貨車，需要司機爬到車廂頂部進行拍渣、加蓋操作。汽車裝滿水渣后，頂部高出車廂約1 m，距離地面5 m 左右，司機上下車廂頂只有一個簡易直爬梯，沒有安全護籠，頂部水渣較為疏松，且呈斜面，汽車四周空曠，司機在車頂作業、行走過程中很容易發生摔倒、滑倒，引發高處墜落事故，2021 年度，公司范圍內就發生一起罐車司機裝料完成，上車頂操作完閥門后，從車頂意外摔落的事故。

針對高處墜落事故頻發，造成的后果非常嚴重，在公司征集“十大禁令”后，經過推薦、匯總、統計，推薦“嚴禁高處作業不系安全帶”的單位最多，因此該禁令也成為柳鋼十大禁令的第一條。在嚴峻的安全生產形勢和嚴格的安全要求下，車間也辨識出了水渣車拍渣、加蓋篷布過程中存在的巨大風險，多次向廠部、總調、強實公司反饋，未得到很好的解決，相關方甚至還以影響裝車、運輸為由停止運渣，給我廠生產帶來一定影響。后來本著安全第一的原則，為了保障車間范圍內生產安全，決定自行設計、制作、安裝一種安全帶懸掛裝置［2］，使水渣裝車現場拍渣司機有地方懸掛安全帶，并要求其必須懸掛安全帶，保障其作業安全。

2 移動式安全帶懸掛裝置的設計

2.1 安全帶懸掛裝置形式的選定

由于輔材物流站渣場積渣較高，現場不夠平整，車間申報了計劃對渣場場地進行清理、平整，招標、施工周期較長，未能在安全帶懸掛裝置投用前完成，因此，無法制作固定基礎的安全帶懸掛裝置，受移動式籃球架的啟發，計劃制作、安裝一個移動式的懸掛裝置，拆裝方便，也便于重復使用。

水渣車裝車完成后，司機要上車頂拍渣，拍渣過程中，司機要在車頂來回走動，而且司機站立位置位于汽車中線部位，因此制作安全帶懸掛裝置時，必須選用懸臂式裝置，將懸掛點設置在汽車中線上部，支架在汽車旁邊。

渣場裝運水渣的車輛較多，型號不一致，因此車長、車身高度均有差異，為了保障安全帶懸掛裝置的通用性，裝置設置為直線型，懸掛點設置兩個高度，可水平滑動，滿足不同車輛需求。

2.2 移動式安全帶懸掛裝置的方案設計

輔材物流站渣場總長度為120 m，為了盡可能滿足多輛汽車同時使用，安全帶懸掛裝置總長120 m，水渣轉運常用貨車的長度有16 m、12 m 兩種，可滿足6～8 輛汽車同時拍渣要求，兩端設置鋼絲繩支架，采用籃球架形勢的支架［3］，使用混凝土蓋板作為配重，大車的車廂頂高度約4 m，因此支架高度確定為5.5 m，設置5 m、5.5 m 兩種高度的防墜鋼絲繩，用于掛安全帶。為了保證鋼絲繩強度，中間每隔20 m，設置一個中間支架，共5 個中間支架，鋼絲繩分段拉設。正視圖如圖1 所示，俯視圖如圖2所示，側視圖如圖3所示。

圖3 側視圖

圖紙說明：1、移動式安全帶懸掛裝置；2、配重塊；3、可移動支架；4、爬梯；5、鍍鋅鋼絲繩；6、花籃螺絲。

2.3 移動式安全帶懸掛裝置的尺寸及受力核算

可移動支架外形尺寸如圖4 所示，支架長3 m，寬2 m，高5.5 m，懸臂長2.5 m。在移動支架上，放置了混凝土蓋板配重，蓋板配重總長1 m，寬2 m，高1.2 m。兩個移動支架間距20 m。

圖4 可移動支架外形尺寸圖

普通C20 混凝土容重在2 360～2 400 kg/m3，考慮蓋板間的空隙，此處蓋板配重的容重按2 000 kg/m3估算，配重總重約4 800 kg。不考慮可移動支架自身的重量，可移動支架懸臂末端可以單獨承受縱向拉力為47 040 N，水平拉力為8 552 N。

現場試驗時，體重70 kg 的人懸掛在中間時，兩邊支架同時受力，鋼絲繩下墜高度約為1 m。此時，每個支架承受的垂直拉力為343 N，每個支架承受的水平拉力為3 430 N，遠未達到支架的極限承受能力。當兩人同時在一個支架上作業、墜落時，鋼絲繩受的拉力增加，下墜高度會增加，此時縱向拉力翻倍，水平拉力增加不到2 倍，仍在支架的承受范圍內。

2.4 移動式安全帶懸掛裝置的安裝及使用方法

方案設計確定后，委托相關方按設計圖紙，制作了5 個中間支架和2 個端頭支架，支架外形形似籃球架，下半部分為可移動式底座，上半部分為懸臂支架。為了方便運輸，分兩部分制作，完成后運輸到現場再進行組裝。

支架制作完成后，車間先安排挖掘機，對現場計劃安裝移動式安全帶懸掛裝置的場地進行平整，場地總長約120 m，寬約6 m。

場地平整完成后，施工方進場對安全帶懸掛裝置進行安裝，首先將可移動式底座放置在合適的方向和位置，定位準確后，利用現場廢棄的排水溝混凝土蓋板作為配重塊，對底座進行固定，然后吊裝上部懸臂支架。

可移動支架吊裝完成后，在懸臂支架末端安裝鍍鋅鋼絲繩。懸臂支架末端設置有鍍鋅鋼絲繩掛耳，兩個支架之間的鍍鋅鋼絲繩分開拉設，鋼絲繩通過花籃螺絲固定在懸臂支架上，花籃螺絲用于方便調整鍍鋅鋼絲繩的松緊度。鍍鋅鋼絲繩外帶防腐膠套，延長其使用壽命。鍍鋅鋼絲繩設上下兩根，間距0.5 m，滿足不同高度車輛和雙鉤安全帶的使用要求。

3 移動式安全帶懸掛裝置的應用效果

方案確定后，車間于2021 年6 月份安排施工單位施工，5 天內即完成了移動式安全帶懸掛裝置的制安?，F場水渣車裝渣后，將汽車開到支架之間的鋼絲繩正下方，拍渣人員配備雙鉤安全帶，爬上車頂后，首先將安全帶掛鉤掛在兩根鋼絲繩上，再開展拍渣、蓋篷布作業，作業過程中，安全帶掛鉤可隨意滑動，不影響作業。作業完成后再解開安全帶掛鉤，下車。

在初期，汽車司機不習慣使用，車間聯合強實公司，首先對所有相關運輸單位、司機進行培訓，書面傳達了安全最新要求，現場培訓了安全帶懸掛裝置的使用方法，安排專人現場提醒、監督使用。對個別不遵守要求，違反公司十大禁令的司機進行嚴格考核，經過半個月時間的過渡，后續司機都能認真遵守要求，主動懸掛安全帶，很好的保障作業安全。

在使用過程中，發現鋼絲繩松動、損壞后調節、更換不夠方便。對此，可以對移動式安全帶懸掛裝置進行優化和改進，在支架上增加帶護籠的爬梯，從地面直至懸臂末端，維修人員可通過爬梯到達懸臂末端，對鋼絲繩、花籃螺絲進行維修，使用起來更加方便、安全。

4 結語

移動式安全帶懸掛裝置設計應用后，達到了預期的效果，取得了成功，并申報了實用新型專利成果。

移動式安全帶懸掛裝置設計簡單，在使用汽車、罐車裝卸、轉運物料過程中，需要上到車廂頂上操作閥門、整理物料、加蓋篷布的現場都可以應用。