高处作业吊篮安全锁三种试验方法及测试数据对比分析

发表时间:2020/5/11   来源:《科学与技术》2020年第2期   作者:1.李承伟 2.张珑 3.宋翔文
[导读] 通过对高处作业吊篮标准规定防坠落装置
        关键词 摆臂式防倾斜安全锁 整体试验 独立部件试验
        摘要   通过对高处作业吊篮标准规定防坠落装置(摆臂式防倾斜安全锁)整体式及独立部件式试验装置及方法的检测结果的对比分析,探讨了两种试验方式的效果及目的
        高处作业吊篮的国家标准曾有GB 19155-2003版本及现行GB/T 19155-2017版本。
        在GB 19155-2003《高处作业吊篮》中规定:“对摆臂式防倾斜安全锁,悬吊平台工作时纵向倾斜角度不大于8°时,能自动锁住并停止运行”,同时,“安全锁的允许冲击力为2~3倍(50%双吊点悬吊平台自重与75%额定载重量之和所产生的重力)”。
        在GB/T 19155-2017《高处作业吊篮》中规定:防坠落装置(安全锁)三项技术要求:锁绳角度“当平台纵向倾斜角度大于14°的情况发生时,防坠落装置应能自动起作用”、自由坠落距离“下降距离小于500mm”、防坠落装置冲击系数:“装置与设备整体一起试验时,冲击载荷系数小于或等于3;装置作为一独立部件进行试验,冲击载荷系数小于5。”。
        下面介绍三种吊篮防坠落装置(安全锁)的坠落锁绳试验方法,并对试验数据结果加以对比分析。
        一 现场整体试验
       
       
       
       
       
       
       
       
       
        (一) 试验仪器配置:S型拉力传感器、高速显示仪(响应频率1000Hz)组合测试坠落冲击力,斜度计显示安全锁锁绳后吊篮平台的倾斜角度,钢卷尺测量平台锁住后平台两端的高低差(坠落距离)。
        (二) 测试过程:首先在吊篮E端装载砝码,仪器显示工作绳承受拉力达到提升机极限工作荷载6.30kN。将吊篮升到一定高度如离地5m左右,E端提升机内预留工作绳刚刚能提住吊篮,调整吊篮平台角度至水平。启动吊篮提升机,使吊篮平台两端同时下降,E端提升机中的钢丝绳由提升机中退出,吊篮平台坠落,安全锁锁绳,同时停止吊篮提升机工作。仪器显示安全绳承受冲击力峰值、测量平台倾斜角度及通过测量吊篮平台两端高低差即为吊篮平台E端坠落距离。
        (三) 试验结果验证:某次吊篮坠落测试数据如下,提升机工作荷载6.30kN,运行速度8.9m/min,冲击力峰值18.66kN,坠落距离280mm,平台倾斜角度2.8?,冲击系数2.96。经多次吊篮坠落试验验证,冲击系数基本在2~3之间。
        二 实验室整体试验
       
       
       
       
       
       
       
        (一) 冲击力测试仪器同现场整体试验的仪器配置。试验架基本依照标准GB/T 19155-2017中的防坠落装置功能试验条款中试验装置图示的要求,防坠落装置(安全锁)与吊篮篮体连接成一体。
        (二) 试验过程:两边门式刚架,吊篮平台一端钢丝绳悬挂固定,一端用提升机通过工作钢丝绳提升平台,在平台水平状态,使用钢丝绳释放装置让工作钢丝绳与平台瞬间脱开,吊篮平台坠落,安全锁锁住安全钢丝绳,测得安全绳静止载荷(正常工作载荷)及冲击载荷峰值,获得冲击系数。
        (三) 试验结果验证:某次吊篮坠落测试数据如下,安全绳静止、正常工作载荷6.30kN,冲击载荷峰值为8.54kN,坠落距离50mm,平台倾斜角度1.0?,冲击系数1.36。经多次试验,冲击系数为1.3~1.8之间。
        三 安全锁产品独立试验
       
       
       
       
       
       
       
       
       
        (一) 测试仪器:万能试验机或带顶推力显示功能的空心千斤顶。
        (二) 测试过程:安全锁作允许冲击力试验时通过试验机或带顶推力显示功能的空心千斤顶显示安全锁承受的拉力。安全锁下端及安装横梁插销固定,在安全锁锁绳状态,对穿过安全锁的安全绳施加允许冲击载荷值,测试三次,检测安全锁是否损坏,功能是否正常。安全锁作锁绳角度试验时,拔出安全锁安装横梁摆动端的固定插销,通过收绳器收放工作绳,模拟工作绳断裂、松弛,导致安全锁安装横梁倾斜,安全锁摆臂动作,安全锁锁住安全绳,测得安全锁安装横梁的倾斜角度即为安全锁锁绳状态吊篮平台的倾斜角度。
        四 数据对比分析
        2017版高处作业吊篮标准中防坠落装置安全锁的检测是两种形式,一种是整体试验,安全锁作为吊篮的一部分进行试验,检测冲击系数,坠落距离,锁绳角度。另一种是作为独部件进行检测。图示试验装置注明为典型试验装置,依图示应为安全锁作为独立部件的试验装置,但未注明是否允许加设重物上下运行的导向装置,本文中实验室整体试验应基本达到图示试验装置的要求。
        整体坠落试验涉及安全锁、安全锁与篮体的连接、篮体的强度、悬挂装置的强度及悬挂装置的抗倾覆稳定性,即吊篮整体的安全性均经受了实际检验,而非单纯安全锁的检验。
        产品质量的三要素有强度、性能及功能。安全锁首先要保证在允许冲击强度下不损坏,针对ZLP630吊篮,吊篮平台额载状态下单边总承载为6.30kN(即提升机极限工作荷载),如若冲击系数为3,则允许冲击力为18.90kN,因此,ZLP630吊篮的安全锁选用允许冲击力为20kN的安全锁,俗称2t的安全锁。针对ZLP800吊篮,吊篮平台额载状态下单边总承载为8.0kN,如若冲击系数为3,则允许冲击力为24.0kN,因此,ZLP800吊篮的安全锁需要选用允许冲击力为30kN的安全锁,俗称3t的安全锁。
        ZLP630吊篮试验允许冲击力20kN的安全锁在实验室整体检测中,冲击系数一般为1.3~1.8,冲击力最大约12kN,远小于安全锁的允许冲击载荷。而安全锁作为产品检测,应以安全锁承受允许冲击力来检验安全锁的强度。
        坠落距离与安全锁纵向倾斜角度是相关的比例关系。以篮体长6m,倾斜角度8?为例:吊篮平台两端的高低差,h=6×tan8=0.843m,或h=6/sin8=0.835m。即吊篮平台倾斜8?时,吊篮平台的两边倾斜距离差为0.85m左右。正常状态,安全锁坠落状态试验时,安全锁的纵向倾斜角度一般较小,仅在纵向倾斜试验时,由于倾斜速度较慢,倾斜角度才能体现使用状态时的锁绳效能。
        通过对高处作业吊篮防坠落装置(安全锁)三种试验方法的对比分析,吊篮在断绳坠落时吊篮的安全性可通过现场整体试验进行验证,安全锁作为一个独立产品的产品质量可通过安全锁产品独立试验进行验证。而实验室整体试验中安全锁的冲击系数较小,无法检测安全锁的最大承载能力,达不到检验安全锁作为独立产品的质量的目的。
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