1. 现有起升机构制动系统存在安全隐患
起重机械是现代工业生产不可缺少的设备，从码头集装箱的装卸、炼钢厂钢水包的吊运、重大设备的安装、机械零件的加工等大小物体的吊运到建筑施工输送人员和材料的升降机，都离不开起重机械。因此，起重机械作业引起的伤害事故也屡屡发生。
在这些事故中，由起重机械起升机构制动系统失灵或其他原因至使制动器不下闸而造成的坠落溜钩事故占有相当大的比例。如2004年广东某中心的擦窗机在使用过程中，驱动链条断裂，主制动器不起作用，而附加制动器因间隙较大而造成擦窗机吊篮坠落，致使2死1伤；2005年广东省某市1台码头固定起重机因变幅驱动机构的制动器失效，造成起重臂趴臂，致使1人死亡；2005年某大厦使用的2台STT403型塔式起重机在吊装钢构件时，因变频控制系统中制动器打开时间与电机产生制动力矩不相适应造成溜钩，致使建筑物受损；2006年广州某公司的1台40 t门座起重机在吊运1个集装箱（重量36.1 t）过程中，因起升机构变速器内的离合器在运行过程中自动分离，使电机至卷筒的传动中断，造成吊钩连同所吊的集装箱突然下坠（此时制动器不起作用），砸在下方1台集装箱半挂车拖头的司机室顶，司机当场死亡；2007年某钢厂钢水包坠落，致使32人死亡，也是由于起升机构制动器未能立即制动，而造成钢水包溜钩坠落的。
起升机构安全事故的频繁发生，促使人们对以往起重机械起升机构制动系统的安全性和可靠性重新审视，做进一步探究。国内外现有的起重机械制造标准和技术条件以及所有的教科书都只要求：起重机械的起升机构和部分变幅机构，若采用卷筒强制驱动，由钢丝绳提升重物或实现起重机械起重臂变幅的最终安全装置仅仅是制动器，而这些工作机构的制动系统通常只有1、2套间接式的制动器来防止起升机构的溜钩和坠落。事实上，在使用中，由于机械或电气等方面的原因，经常出现因制动装置失灵、失效，导致起吊重物溜钩坠落、起重臂趴臂、倒臂、施工升降机下行超速坠落，造成机毁人亡的重大安全事故。因此，起重机械的起升机构制动系统只要求安装间接式制动装置（制动器）来实现最终的安全保护是远远不够的，很难保证起升机构的安全性能和可靠性能。为此，按照现有对起重机械起升机构制动系统的安全要求，是远远不够的。
2. 增加第二套直接式制动安全装置
（1）选择卷筒为制动体
在起升机构卷筒处增加离心式附加制动器（国内外通常在安全性要求较高场合采用的1种二次安全保护装置），当主制动器失效工作机构超速坠落时，该附加制动器将卷筒制停。这种附加制动器结构较复杂，其最致命的缺点还是对坠落物体实施间接制动。
（2）选择起升钢丝绳为制动体
①当起重机械起升机构的起升速度为某一固定速度时，可将起升钢丝绳置于限速器轮上。此时，若制动器失效，起升机构的钢丝绳在重物作用下超速坠落，达到限速器动作速度时，限速器动作，通过连杆拉动钢丝绳夹紧装置，直接将超速的钢丝绳制停，达到防止重物坠落事故发生的目的。这种 限速器 夹绳装置 是纯机械式的组合安全装置，已成功应用于SS200人货2用施工升降机的提升机构，减少或杜绝了强制式驱动的升降机因制动器失灵造成施工吊笼超速坠落事故的发生。
②当起重机械起升机构的起升速度为多种速度时， 限速器 夹绳装置 是不能满足要求的其主要原因是：起重机械的起升速度一般是轻载快速，重载低速，如果限速器用某一固定速度来控制夹绳装置动作是不能达到目的的。即限速器动作速度设置过大，不能保证重载时及时制停，另外还会给制动带来较大的加速度，损坏钢丝绳；限速器动作速度设置过小，轻载时容易发生误动作。因此，起重机械起升机构的起升速度为多种速度时，可选用 旋转编码器+电磁铁+夹绳装置 ，利用旋转编码器中的PLC设定某一加速度。其主要原理是：利用旋转编码器中的PLC设定某一类起重机械起升机构起升速度的变化量即加速度，当加速度达到设定值时旋转编码器中的PLC即发出指令给电磁铁，电磁铁行程发生变化，通过联动机构使夹绳装置动作将超速的钢丝绳制停，直接达到防止重物坠落的目的。
3. 二次安全保护装置的研制与应用
起重机械起升机构制动系统二次安全保护装置由速度检测装置（限速器）或加速度检测装置（旋转编码器）、触发联动机构（连杆或电磁铁）、制动装置（楔形夹绳装置）等组成。
当起重机械起升机构的提升速度为某一固定速度时，可利用限速器绳轮测取提升钢丝绳的速度，当提升钢丝绳的速度超过安全速度时，限速器上的偏心棘轮通过连杆关闭驱动电机电源。如果继续超速，触发联动机构将使一对带有曲面揳块动作，在弹簧力作用下将下行超速的钢丝绳夹在固定楔块套内。在摩擦力作用下，钢丝绳在楔块套内越拉越紧达到自锁，直至将超速下坠重物制停。楔块与钢丝绳的间隙是根据钢丝绳的大小由调整垫片进行调整。根据需要可设计成刹单绳、双绳或多绳。该装置安装于卷扬机与钢结构架体（导向地轮）之间的水泥地基上。
当起重机械起升机构的起升速度为多种速度时，可利用旋转编码器测取转动部件的角加速度，当起升钢丝绳的加速度超过设定安全加速度时，电磁铁关闭驱动电机电源，并通过联动机构触发制动装置，将超速下坠重物制停。该装置安装于起重机的金属结构上。
起重机械起升机构的起升速度为某一固定速度的直接式二次安全保护装置已成功应用于垂直升降提升设备，并取得了满意的效果，解决了在非断绳情况下的超速坠落的技术难题。
起升速度为多种速度的起重机械的起升机构的直接式二次安全保护装置的研制还处于设计、研究阶段，需解决的主要技术问题是：
（1）针对各种不同类型的起重机械起升机构速度变化，确定测速装置（旋转编码器）对起升机构允许的速度变化率即加速度该加速度要满足起升机构在低速重载和高速轻载工况下，制动装置在不损坏钢丝绳和减少对钢结构件冲击的条件下使超速坠落重物制停；
（2）触发联动机构的结构设计，应满足电磁铁接到电信号，其有效行程能推动连杆使制动装置在弹簧力作用下立即释放，同时切断起升机构电源；
（3）制动装置的性能要满足制动装置夹紧可靠的要求，同时制动楔块又不能损伤钢丝绳，将制动加速度控制在允许的范围内，具体工作是：
①针对不同起升重物的需要，对制动钳体的夹紧弹簧（U形弹簧或板簧）的夹持力进行计算、试验，确定夹紧弹簧的几何尺寸和材料；
②对楔形制动钳体进行几何尺寸和自锁角（摩擦角）、工作行程的设计、试验，减小制动时钳体对钢丝绳的损坏和钢结构件的冲击，使制动装置的制动距离在标准允许的范围内；
③根据不同起重机械主要受力状况，通过计算和试验确定制动装置的安装位置，减小因突然制动对各类起重机械主要受力结构件的冲击。
4. 结束语
对起重机械起升机构制动系统实施直接式的二次安全保护，是很有必要的，也是很现实的。该装置的研制应用，还需要解决许多技术问题。起重机械起升机构制动系统二次安全保护装置若能研制成功，将大大提高起重机械起升机构的安全性能，减少或杜绝超速坠落事故发生，对起重机械事业的发展具有重大的积极意义。