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河南華東起重機(jī)械設(shè)備公司
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衍架式起重機(jī)故障分析，衍架式起重機(jī)防護(hù)措施
時間：2022-08-21來源：起重機(jī)廠家瀏覽次數(shù)：203
衍架式起重機(jī)由于具有起重靈活、操作簡單、安裝及拆卸方便等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于施工企業(yè)的橋梁架設(shè)工地上。因此確保衍架式超重機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，對提高工作效率、降低生產(chǎn)成本、防止人身傷亡、樹立良好的企業(yè)信譽(yù)等方面起著非常重要的作用。然而由于種種原因，衍架式起重機(jī)在使用過程中會出現(xiàn)這樣那樣的事故，給施工企業(yè)造成了不必要的損失。本文在對衍架式起重機(jī)安全事故進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一些具體的防護(hù)措施。
1 衍架式起重機(jī)事故分析
衍架式起重機(jī)事故的最大比例是載荷的墜落。鋼絲繩的損壞、傳動和承載系統(tǒng)零部件的損壞、載荷嚴(yán)重超重、操作失誤和維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)榷际窃斐奢d荷墜落的最主要原因。因此，為了防止起重機(jī)事故，必須著重解決好設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)、維護(hù)等幾個環(huán)節(jié)中的問題。在多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，通過對衍架式起重機(jī)多起事故隱患進(jìn)行分析總結(jié)，本人認(rèn)為造成起重機(jī)事故的原因主要有以下幾個方面：
1.1 承載系統(tǒng)零部件的損壞
1.1.1 鋼絲繩損壞
（1）動、定滑輪組碰撞引起鋼絲繩擠軋或折斷；
當(dāng)?shù)蹉^吊起物品上升，如果起升機(jī)構(gòu)的上升限位開關(guān)失靈，而吊車司機(jī)又未察覺，仍然繼續(xù)上升操作時，會引起動滑輪組碰撞定滑輪組或小車架，造成鋼絲繩被結(jié)構(gòu)件邊緣或滑輪輪緣擠壓切割；或者由于電機(jī)的扭矩和傳動系統(tǒng)的能量全部被鋼絲繩吸收，超過了鋼絲繩的承載極限，以至折斷；
（2）鋼絲繩纏繞混亂引起打結(jié)或折斷；
在起吊過程中，如果鋼絲繩離開卷筒繩槽或輪槽，或當(dāng)?shù)蹉^放下后，但吊鉤繼續(xù)下降，引起鋼絲繩松弛，均易造成鋼絲繩纏繞混亂；
（3）下降限位開關(guān)失靈，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
當(dāng)?shù)蹉^放下載荷后，如果由于起升機(jī)構(gòu)的下降限位開關(guān)失靈，吊車司機(jī)繼續(xù)進(jìn)行下降操作，卷筒將鋼絲繩全部放完后仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則鋼絲繩反向混亂纏繞，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
（4）鋼絲繩接頭損壞；
（5）鋼絲繩嚴(yán)重磨損后，用戶沒有定期更換，導(dǎo)致最后拉斷。
1.1.2 吊鉤損壞
大多數(shù)吊鉤采用鍛造，大噸位起重機(jī)采用板鉤。如果在制造過程中未進(jìn)行無損傷檢查，鍛造缺陷未及時發(fā)現(xiàn)，用戶在使用過程中可能產(chǎn)生斷裂等事故。如果鍛鉤的材質(zhì)未嚴(yán)格控制，濫用材料，也會產(chǎn)生吊鉤損壞事故。
1.1.3 滑輪損壞
如果設(shè)計(jì)欠妥或維護(hù)不當(dāng)，球墨鑄鐵滑輪的輪緣在運(yùn)輸過程中常有碰壞現(xiàn)象。起升機(jī)構(gòu)滑輪組鋼絲繩的最大偏角有嚴(yán)格的限制，否則鋼絲繩磨擦滑輪也會引起輪緣磨損以至損壞。
1.1.4 結(jié)構(gòu)部件損壞
衍架式起重機(jī)的橋架和小車架是起重機(jī)的兩大承載部件。小噸位衍架式起重機(jī)的橋架設(shè)計(jì)主要受剛度條件限制。由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，制造質(zhì)量低劣等原因引起兩大部件損壞時，可能導(dǎo)致載荷墜落。
1.2 起重機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)零部件損壞
衍架式起重機(jī)的起升機(jī)械傳動系統(tǒng)零部件由卷筒、軸、軸承、聯(lián)軸器、減速箱、制動器等組成。由于設(shè)計(jì)錯誤、材質(zhì)缺陷、制造超差、裝配不當(dāng)?shù)榷伎赡軐?dǎo)致傳動系統(tǒng)零部件損壞，因而載荷墜落。
1.3 使用維護(hù)不當(dāng)
1.3.1 誤操作和維護(hù)不當(dāng)
衍架式起重機(jī)的設(shè)計(jì)通常是偏于保守的，也有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此誤操作和維護(hù)不當(dāng)一般不至造成起重機(jī)損壞。但是如果經(jīng)常性地被濫用，就會造成起重機(jī)事故。例如由于吊車司機(jī)判斷失誤，或經(jīng)驗(yàn)不足引起操作失誤；對鋼絲繩、軸承、齒輪、滑輪等沒有定期潤滑常常加快磨損；吊車指揮員對載荷捆綁方法不重視，載荷重心位置不對中，引起不平衡起升，都容易引起損壞。
1.3.2 嚴(yán)重超載會引起最薄弱的零部件損壞
起重機(jī)嚴(yán)重超載會引起最薄弱的零部件損壞。超載的原因很多，例如由于操作人員低估載荷重量，起重機(jī)所起吊的對象與運(yùn)輸車輛或其它設(shè)備并沒有完全脫開，司機(jī)就盲目起吊；或在起升過程中意外地被固定障礙物絆住載荷，此時電動機(jī)最大扭矩全部傳遞給鋼絲繩和起重機(jī)構(gòu)，引起嚴(yán)重超載。
2 衍架式起重機(jī)防護(hù)措施
防止起重機(jī)故障，如防止載荷墜落，或立足于防止可能導(dǎo)致上述事故的差錯，或立足于增強(qiáng)起重機(jī)安全地經(jīng)受這些差錯的能力，沒有一種完全的辦法。本人認(rèn)為防止起重機(jī)事故以下三條基本防線是同等重要。
2.1 第一防線：提高使用者的安全意識和操作水平
起重機(jī)用戶應(yīng)是起預(yù)防事故的第一道防線作用。正確選擇、安裝、試驗(yàn)、操作、檢查和維護(hù)是用戶的責(zé)任。維護(hù)責(zé)任作用就是一個很好例子?？峙伦畛?dǎo)致載荷墜落的錯誤是限位開關(guān)調(diào)整不正確和電機(jī)反相連接，這些都會使限位開關(guān)不起作用。在另一實(shí)例中，維修人員未經(jīng)批準(zhǔn)改裝了起重機(jī)，使安全裝置移位或不起作用。
2.2 第二防線：制造廠
即使用戶正確地盡到了全部責(zé)任，還是不可能避免所有類型的事故。因而，起重機(jī)制造廠應(yīng)提供第二道防線，即供應(yīng)具有較大安全系數(shù)和足夠安全保護(hù)裝置的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
限位開關(guān)也是第二道防線中一個很好的例子。在起重機(jī)械安全技術(shù)檢驗(yàn)規(guī)程中，要求安裝上升限位開關(guān)。由于這個開關(guān)可能失靈而不能防止上、下滑輪組接觸，所以常規(guī)定安裝第二個開關(guān)。
遺憾的是兩個上升限位開關(guān)都有可能受到控制系統(tǒng)故障和反相連接的影響。可以通過規(guī)定安裝反相連接保護(hù)裝置進(jìn)一步防止上、下滑輪組接觸。安裝這種保護(hù)裝置后，如果不慎反相連接，起重機(jī)將不能運(yùn)轉(zhuǎn)。另外安裝一個與相位無關(guān)的動力限制開關(guān)，可以作為第二個限制開關(guān)。
2.3 第三防線：附加主起升機(jī)構(gòu)的安全保護(hù)系統(tǒng)
主起升機(jī)構(gòu)為了防止過載除應(yīng)采用合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法外，采用一些安全保護(hù)裝置也是有利的措施。以下就幾種裝置作簡要介紹：
2.3.1 監(jiān)測保護(hù)裝置
安全保護(hù)系統(tǒng)的基本要求是能提供監(jiān)測起重機(jī)差錯的信號及記錄，防止差錯繼續(xù)擴(kuò)大，并能及時得到糾正。
（1）重量顯示和超載保護(hù)裝置；
該裝置通常采用數(shù)字顯示或指針指示等方式，隨時向操作人員顯示或進(jìn)行記錄，達(dá)到額定起重量時發(fā)出報(bào)警聲音、燈光等信號，超載時通過信號控制使起重機(jī)停止工作（衍架式起重機(jī)起重量≥20t，應(yīng)安裝）。
（2）卷筒超速監(jiān)控器；
起 重機(jī)在起吊重物時，如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，載荷受重力影響而墜落，此時卷筒超速反轉(zhuǎn)，通過卷筒超速監(jiān)控器發(fā)出信號，事故制動器立即動作，剎住卷筒。
（3）防止事故發(fā)生的制動器；
在起重機(jī)正常工作時，事故制動器不起作用。如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，卷筒超速反轉(zhuǎn)由監(jiān)控器發(fā)出信號后，事故制動器動作。事故制動器安裝在卷筒上，常見的有盤式制動器和帶式制動器。
（4）起升高度限位器；
由于誤操作或上升限位的制動器失靈，起升機(jī)構(gòu)的吊鉤滑輪組超過上一定的高度后，起升高度限位器發(fā)出信號，起升機(jī)構(gòu)斷電，載荷不能繼續(xù)起升。衍架式起重機(jī)的高度限位器通常是械式的。
（5）鋼絲繩纏繞監(jiān)控器；
鋼絲繩纏繞監(jiān)控器由導(dǎo)桿和限位開關(guān)組成，固定在起升機(jī)構(gòu)的卷筒上。正常纏繞時，監(jiān)控器導(dǎo)桿和鋼絲繩不接觸。當(dāng)起升鋼絲繩越槽時碰到監(jiān)控器導(dǎo)桿，限位開關(guān)發(fā)出信號，起重機(jī)停止工作。
（6）鋼絲繩斷裂監(jiān)控器；
當(dāng)鋼絲繩斷裂時，監(jiān)控器發(fā)出信號，起重機(jī)停止工作。
（7）起升扭矩限制器；
在主起升減速器上可以采用起升扭矩限制器，扭矩限制器是可調(diào)式，在扭矩超過額定數(shù)值時，轉(zhuǎn)動軸和被動軸之間就打滑，可以限制起重機(jī)承載系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的超載現(xiàn)象。
2.3.2 雙重傳動系統(tǒng)
起重機(jī)正常工作時，電動機(jī)帶動雙套減速箱同時動作。如果一臺減速箱中齒輪、軸、軸承等某個零件損壞，另一臺減速箱可以單獨(dú)承受傳動系統(tǒng)中的載荷，作為備用系統(tǒng)（如圖1）
2.3.3 雙重承載系統(tǒng)
對于吊鉤、滑輪組、鋼絲繩等承載零部件，都可以采用工作、備用雙重承載系統(tǒng)，當(dāng)工作承載系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用承載系統(tǒng)自動投入工作。雙重吊鉤組分為內(nèi)吊鉤和外吊鉤，分別承受最大起重重量，吊鉤墊圈、螺母、軸承、橫梁等也是雙重的，起重機(jī)正常工作時，雙重吊鉤組同時承受起吊載荷。當(dāng)其中一套損壞時，另一套可以單獨(dú)承受起重載荷，而且損壞的零件又不會從起重機(jī)上掉下來。
此系統(tǒng)由于定滑輪和動滑輪間鋼絲繩拉力基本上是平衡的，所以由單根鋼絲繩子吊住時載荷不會產(chǎn)生明顯的晃動。但在鋼絲繩子纏繞時，吊鉤組在起升和下降過程中必須保持沿垂線運(yùn)動。
衍架式起重機(jī)事故的最大比例是載荷的墜落。鋼絲繩的損壞、傳動和承載系統(tǒng)零部件的損壞、載荷嚴(yán)重超重、操作失誤和維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)榷际窃斐奢d荷墜落的最主要原因。因此，為了防止起重機(jī)事故，必須著重解決好設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)、維護(hù)等幾個環(huán)節(jié)中的問題。在多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，通過對衍架式起重機(jī)多起事故隱患進(jìn)行分析總結(jié)，本人認(rèn)為造成起重機(jī)事故的原因主要有以下幾個方面：
1.1 承載系統(tǒng)零部件的損壞
1.1.1 鋼絲繩損壞
（1）動、定滑輪組碰撞引起鋼絲繩擠軋或折斷；
當(dāng)?shù)蹉^吊起物品上升，如果起升機(jī)構(gòu)的上升限位開關(guān)失靈，而吊車司機(jī)又未察覺，仍然繼續(xù)上升操作時，會引起動滑輪組碰撞定滑輪組或小車架，造成鋼絲繩被結(jié)構(gòu)件邊緣或滑輪輪緣擠壓切割；或者由于電機(jī)的扭矩和傳動系統(tǒng)的能量全部被鋼絲繩吸收，超過了鋼絲繩的承載極限，以至折斷；
（2）鋼絲繩纏繞混亂引起打結(jié)或折斷；
在起吊過程中，如果鋼絲繩離開卷筒繩槽或輪槽，或當(dāng)?shù)蹉^放下后，但吊鉤繼續(xù)下降，引起鋼絲繩松弛，均易造成鋼絲繩纏繞混亂；
（3）下降限位開關(guān)失靈，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
當(dāng)?shù)蹉^放下載荷后，如果由于起升機(jī)構(gòu)的下降限位開關(guān)失靈，吊車司機(jī)繼續(xù)進(jìn)行下降操作，卷筒將鋼絲繩全部放完后仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則鋼絲繩反向混亂纏繞，引起鋼絲繩打結(jié)或折斷；
（4）鋼絲繩接頭損壞；
（5）鋼絲繩嚴(yán)重磨損后，用戶沒有定期更換，導(dǎo)致最后拉斷。
1.1.2 吊鉤損壞
大多數(shù)吊鉤采用鍛造，大噸位起重機(jī)采用板鉤。如果在制造過程中未進(jìn)行無損傷檢查，鍛造缺陷未及時發(fā)現(xiàn)，用戶在使用過程中可能產(chǎn)生斷裂等事故。如果鍛鉤的材質(zhì)未嚴(yán)格控制，濫用材料，也會產(chǎn)生吊鉤損壞事故。
1.1.3 滑輪損壞
如果設(shè)計(jì)欠妥或維護(hù)不當(dāng)，球墨鑄鐵滑輪的輪緣在運(yùn)輸過程中常有碰壞現(xiàn)象。起升機(jī)構(gòu)滑輪組鋼絲繩的最大偏角有嚴(yán)格的限制，否則鋼絲繩磨擦滑輪也會引起輪緣磨損以至損壞。
1.1.4 結(jié)構(gòu)部件損壞
衍架式起重機(jī)的橋架和小車架是起重機(jī)的兩大承載部件。小噸位衍架式起重機(jī)的橋架設(shè)計(jì)主要受剛度條件限制。由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，制造質(zhì)量低劣等原因引起兩大部件損壞時，可能導(dǎo)致載荷墜落。
1.2 起重機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)零部件損壞
衍架式起重機(jī)的起升機(jī)械傳動系統(tǒng)零部件由卷筒、軸、軸承、聯(lián)軸器、減速箱、制動器等組成。由于設(shè)計(jì)錯誤、材質(zhì)缺陷、制造超差、裝配不當(dāng)?shù)榷伎赡軐?dǎo)致傳動系統(tǒng)零部件損壞，因而載荷墜落。
1.3 使用維護(hù)不當(dāng)
1.3.1 誤操作和維護(hù)不當(dāng)
衍架式起重機(jī)的設(shè)計(jì)通常是偏于保守的，也有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此誤操作和維護(hù)不當(dāng)一般不至造成起重機(jī)損壞。但是如果經(jīng)常性地被濫用，就會造成起重機(jī)事故。例如由于吊車司機(jī)判斷失誤，或經(jīng)驗(yàn)不足引起操作失誤；對鋼絲繩、軸承、齒輪、滑輪等沒有定期潤滑常常加快磨損；吊車指揮員對載荷捆綁方法不重視，載荷重心位置不對中，引起不平衡起升，都容易引起損壞。
1.3.2 嚴(yán)重超載會引起最薄弱的零部件損壞
起重機(jī)嚴(yán)重超載會引起最薄弱的零部件損壞。超載的原因很多，例如由于操作人員低估載荷重量，起重機(jī)所起吊的對象與運(yùn)輸車輛或其它設(shè)備并沒有完全脫開，司機(jī)就盲目起吊；或在起升過程中意外地被固定障礙物絆住載荷，此時電動機(jī)最大扭矩全部傳遞給鋼絲繩和起重機(jī)構(gòu)，引起嚴(yán)重超載。
2 衍架式起重機(jī)防護(hù)措施
防止起重機(jī)故障，如防止載荷墜落，或立足于防止可能導(dǎo)致上述事故的差錯，或立足于增強(qiáng)起重機(jī)安全地經(jīng)受這些差錯的能力，沒有一種完全的辦法。本人認(rèn)為防止起重機(jī)事故以下三條基本防線是同等重要。
2.1 第一防線：提高使用者的安全意識和操作水平
起重機(jī)用戶應(yīng)是起預(yù)防事故的第一道防線作用。正確選擇、安裝、試驗(yàn)、操作、檢查和維護(hù)是用戶的責(zé)任。維護(hù)責(zé)任作用就是一個很好例子?？峙伦畛?dǎo)致載荷墜落的錯誤是限位開關(guān)調(diào)整不正確和電機(jī)反相連接，這些都會使限位開關(guān)不起作用。在另一實(shí)例中，維修人員未經(jīng)批準(zhǔn)改裝了起重機(jī)，使安全裝置移位或不起作用。
2.2 第二防線：制造廠
即使用戶正確地盡到了全部責(zé)任，還是不可能避免所有類型的事故。因而，起重機(jī)制造廠應(yīng)提供第二道防線，即供應(yīng)具有較大安全系數(shù)和足夠安全保護(hù)裝置的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
限位開關(guān)也是第二道防線中一個很好的例子。在起重機(jī)械安全技術(shù)檢驗(yàn)規(guī)程中，要求安裝上升限位開關(guān)。由于這個開關(guān)可能失靈而不能防止上、下滑輪組接觸，所以常規(guī)定安裝第二個開關(guān)。
遺憾的是兩個上升限位開關(guān)都有可能受到控制系統(tǒng)故障和反相連接的影響。可以通過規(guī)定安裝反相連接保護(hù)裝置進(jìn)一步防止上、下滑輪組接觸。安裝這種保護(hù)裝置后，如果不慎反相連接，起重機(jī)將不能運(yùn)轉(zhuǎn)。另外安裝一個與相位無關(guān)的動力限制開關(guān)，可以作為第二個限制開關(guān)。
2.3 第三防線：附加主起升機(jī)構(gòu)的安全保護(hù)系統(tǒng)
主起升機(jī)構(gòu)為了防止過載除應(yīng)采用合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法外，采用一些安全保護(hù)裝置也是有利的措施。以下就幾種裝置作簡要介紹：
2.3.1 監(jiān)測保護(hù)裝置
安全保護(hù)系統(tǒng)的基本要求是能提供監(jiān)測起重機(jī)差錯的信號及記錄，防止差錯繼續(xù)擴(kuò)大，并能及時得到糾正。
（1）重量顯示和超載保護(hù)裝置；
該裝置通常采用數(shù)字顯示或指針指示等方式，隨時向操作人員顯示或進(jìn)行記錄，達(dá)到額定起重量時發(fā)出報(bào)警聲音、燈光等信號，超載時通過信號控制使起重機(jī)停止工作（衍架式起重機(jī)起重量≥20t，應(yīng)安裝）。
（2）卷筒超速監(jiān)控器；
起 重機(jī)在起吊重物時，如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，載荷受重力影響而墜落，此時卷筒超速反轉(zhuǎn)，通過卷筒超速監(jiān)控器發(fā)出信號，事故制動器立即動作，剎住卷筒。
（3）防止事故發(fā)生的制動器；
在起重機(jī)正常工作時，事故制動器不起作用。如果傳動系統(tǒng)零部件損壞，卷筒超速反轉(zhuǎn)由監(jiān)控器發(fā)出信號后，事故制動器動作。事故制動器安裝在卷筒上，常見的有盤式制動器和帶式制動器。
（4）起升高度限位器；
由于誤操作或上升限位的制動器失靈，起升機(jī)構(gòu)的吊鉤滑輪組超過上一定的高度后，起升高度限位器發(fā)出信號，起升機(jī)構(gòu)斷電，載荷不能繼續(xù)起升。衍架式起重機(jī)的高度限位器通常是械式的。
（5）鋼絲繩纏繞監(jiān)控器；
鋼絲繩纏繞監(jiān)控器由導(dǎo)桿和限位開關(guān)組成，固定在起升機(jī)構(gòu)的卷筒上。正常纏繞時，監(jiān)控器導(dǎo)桿和鋼絲繩不接觸。當(dāng)起升鋼絲繩越槽時碰到監(jiān)控器導(dǎo)桿，限位開關(guān)發(fā)出信號，起重機(jī)停止工作。
（6）鋼絲繩斷裂監(jiān)控器；
當(dāng)鋼絲繩斷裂時，監(jiān)控器發(fā)出信號，起重機(jī)停止工作。
（7）起升扭矩限制器；
在主起升減速器上可以采用起升扭矩限制器，扭矩限制器是可調(diào)式，在扭矩超過額定數(shù)值時，轉(zhuǎn)動軸和被動軸之間就打滑，可以限制起重機(jī)承載系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的超載現(xiàn)象。
2.3.2 雙重傳動系統(tǒng)
起重機(jī)正常工作時，電動機(jī)帶動雙套減速箱同時動作。如果一臺減速箱中齒輪、軸、軸承等某個零件損壞，另一臺減速箱可以單獨(dú)承受傳動系統(tǒng)中的載荷，作為備用系統(tǒng)（如圖1）
2.3.3 雙重承載系統(tǒng)
對于吊鉤、滑輪組、鋼絲繩等承載零部件，都可以采用工作、備用雙重承載系統(tǒng)，當(dāng)工作承載系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用承載系統(tǒng)自動投入工作。雙重吊鉤組分為內(nèi)吊鉤和外吊鉤，分別承受最大起重重量，吊鉤墊圈、螺母、軸承、橫梁等也是雙重的，起重機(jī)正常工作時，雙重吊鉤組同時承受起吊載荷。當(dāng)其中一套損壞時，另一套可以單獨(dú)承受起重載荷，而且損壞的零件又不會從起重機(jī)上掉下來。
此系統(tǒng)由于定滑輪和動滑輪間鋼絲繩拉力基本上是平衡的，所以由單根鋼絲繩子吊住時載荷不會產(chǎn)生明顯的晃動。但在鋼絲繩子纏繞時，吊鉤組在起升和下降過程中必須保持沿垂線運(yùn)動。
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