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施工升降機(jī)防墜安全器測(cè)試裝置的研究

文檔作者：湯坤林文檔來(lái)源：上海市建設(shè)機(jī)械檢測(cè)中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月12日
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2第00235年卷0第11月期3 0日出版 施工升降機(jī)防墜安全器測(cè)試裝置的研究 建 筑 施 工
BUlLDlNG CONSTRUCrI'ION
● 安會(huì)生產(chǎn)
施工升降機(jī)防墜安全器測(cè)試裝置的研究
口 湯坤林 (上海市建設(shè)機(jī)械檢測(cè)中心200050)
【摘要】根據(jù)施工升降機(jī)防墜安全器的機(jī)械原理，研制出一套與其相對(duì)應(yīng)的測(cè)試儀器，以確保施工升降機(jī)防
墜落裝置的安全使用。
【關(guān)鍵詞】施工升降機(jī)防墜落安全器測(cè)試數(shù)據(jù)處理
【中圖分類(lèi)"~-]TU69；73 ／文獻(xiàn)識(shí)別碼 A 【文章編號(hào)】1004—1001(2oo3)0l一0055—56
Study on Safety Testing Device for Prevention of Construction Lift from Falling—-Down
l 研究目的
施工升降機(jī)防墜安全器是施工升降機(jī)中最為重要的安
全裝置，其主要形式有齒輪錐鼓形漸進(jìn)防墜安全器和瞬時(shí)式
防墜安全器，它的性能好壞直接影響到施工人員的人身安
全。如升降機(jī)的吊籠突然遇到斷繩等意外事故，吊籠自由加
速墜落，此時(shí)，當(dāng)?shù)趸\墜落速度達(dá)到防墜器安全動(dòng)作速度時(shí)
會(huì)自動(dòng)打開(kāi)制動(dòng)裝置，將吊籠制停在導(dǎo)軌上，可以防止事故
的發(fā)生。所以，根據(jù)施工升降機(jī)不同的額定速度、吊籠的自
重及載重量，對(duì)防墜器的制動(dòng)力矩、動(dòng)作速度、制停距離等性
能指標(biāo)要求是不一樣的。目前，施工現(xiàn)場(chǎng)使用的絕大部分的
是齒輪錐鼓形漸進(jìn)防墜安全器。
在升降機(jī)使用工地現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)防墜器性能測(cè)定方法是：將
裝有載荷的吊籠突然釋放自由墜落，依靠防墜器自行動(dòng)作將
吊籠制停在導(dǎo)軌上，然后用尺測(cè)定其制停距離，作為判斷防
墜器的性能方法之一。但要判斷防墜器的動(dòng)作速度、制動(dòng)力
矩較為困難，而且上述方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力又不安全，且對(duì)設(shè)備的
損傷比較大，無(wú)法正確地測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，只能定性地了解防
墜器的性能。
根據(jù)《施工升降機(jī)防墜安全器)(JG5058—1995)和《施工
升降機(jī)齒輪錐鼓形漸進(jìn)式防墜裝置》(JGI21—2002)行業(yè)標(biāo)
準(zhǔn)，安全器只能在有效的標(biāo)定期限內(nèi)使用。因此，為了確保施
工升降機(jī)使用的安全，加強(qiáng)對(duì)使用的機(jī)械管理，正確地測(cè)出
防墜器的主要性能指標(biāo)，亟需研制一種科學(xué)的防墜安全器性
能測(cè)試專(zhuān)用設(shè)備。
2 設(shè)計(jì)依據(jù)
2．1根據(jù)《施工升降機(jī)防墜安全器》(JG5058—1995)和《施
工升降機(jī)齒輪錐鼓形漸進(jìn)式防墜安全器》(JG121—2000)標(biāo)
準(zhǔn)要求，其主要技術(shù)參數(shù)為制動(dòng)載荷和動(dòng)作速度，故需要采
集的數(shù)據(jù)主要為載荷和速度，在試驗(yàn)臺(tái)上可轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)
速。
2．2 常用的齒輪錐鼓形漸進(jìn)防墜安全器規(guī)格有SAJ一30、
SAJ一40型，其最大制動(dòng)載荷為40kN。對(duì)于常用的施工升降
機(jī)，其升降速度一般在40m／min左右，而對(duì)于變頻高速施工
升降機(jī)，其升降速度一般在lOOm／min左右。
收稿日期：2002—12—16 3 設(shè)計(jì)方案的選定
至軋斷發(fā)生吊鉤墜落。
3 防止起重鋼絲繩纏繞的措施
明乎上述原因，我們就可以針對(duì)性采取措施，防止起重
鋼絲繩纏繞。同時(shí)，提倡使用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，不宜使用6×19
的鋼絲繩。如必須使用時(shí)，必須做到以下幾點(diǎn)：
3．1使用有兩個(gè)滑輪的吊鉤，以拉開(kāi)鋼絲繩的距離，提高抗
繞性能。
3．2塔吊每次安裝或升高以后，必須放盡鋼絲繩“繞頭”，并
將鋼絲繩反轉(zhuǎn)過(guò)頭，使吊鉤預(yù)先反轉(zhuǎn)45。，以進(jìn)一步提高其
2003年第1期
抗繞性能；
3．3應(yīng)控制使用高度，一般起重臂高度超過(guò)50m，或起吊額
定載荷時(shí)吊鉤已轉(zhuǎn)過(guò)45。，則必須換用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。
3．4 一旦發(fā)生鋼絲繩纏繞，此時(shí)，絕對(duì)禁止運(yùn)轉(zhuǎn)起重卷?yè)P(yáng)
機(jī)，應(yīng)將塔吊回轉(zhuǎn)到在建建筑物旁臨時(shí)平臺(tái)處先解除纏繞．
才能重新操作起重卷?yè)P(yáng)機(jī)。
使用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩時(shí)，也應(yīng)注意第3．2、3．4點(diǎn)，在高度
十分高時(shí)，可再考慮采用第3．1點(diǎn)。
同時(shí)，應(yīng)養(yǎng)成支起鋼絲繩筒后再收放鋼絲繩的習(xí)慣，防
止鋼絲繩“繞頭“的產(chǎn)生。
一55—
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2第00235年卷O第1月l期3 0日出版 施工升降機(jī)防墜安全器測(cè)試裝置的研究 建 筑 施 工
BUILDlNG CONSTRUCTION
司
圖l 防墜安全器性能測(cè)試原理圖
圖中：l、磁調(diào)速器2、電磁調(diào)速電機(jī)3、減速器4、制動(dòng)
器5、飛輪6、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器7、支架8、被試防墜安全器
9、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀l0、微機(jī)處理器ll、打印機(jī)
在防墜器性能測(cè)試原理圖中，電磁調(diào)速電機(jī)(圖中2)安
裝于減速器(圖中3)的高速軸上，調(diào)速器(圖中1)用于調(diào)節(jié)
電磁調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減速器(圖中3)高速軸另一端裝一飛
輪(圖中5)，用于模擬施工升降機(jī)的載荷，當(dāng)防墜器(圖中8)
動(dòng)作制動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的飛輪釋放能量產(chǎn)生制動(dòng)力矩。在測(cè)試時(shí)，
首先調(diào)試防墜器離心塊動(dòng)作速度，由于每次調(diào)試動(dòng)作塊后，
飛輪(圖中5)在慣性力的作用下自動(dòng)停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，為了使
飛輪快速停轉(zhuǎn)，由帶式制動(dòng)器(圖中4)制停飛輪，達(dá)到快速
停轉(zhuǎn)的目的。在減速器輸出軸上裝有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(圖中
6)用來(lái)接收防墜器制動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)，然后再通
過(guò)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀(圖中9)，將由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速
信號(hào)變換成電信號(hào)輸入微機(jī)處理器(圖中l(wèi)0)，由微機(jī)處理
器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送到打印機(jī)(圖中l(wèi)1)，由打印機(jī)
描繪出防墜器制動(dòng)過(guò)程中力矩動(dòng)作速度曲線(xiàn)，再由打印機(jī)以
數(shù)字形式打印出制動(dòng)力矩、動(dòng)作速度、制動(dòng)時(shí)間。實(shí)現(xiàn)防墜器
的參數(shù)測(cè)定。
防墜器制動(dòng)距離L的測(cè)量：
￡：1『 ：
式中 一防墜器齒輪節(jié)圓直徑(mm)
s-一螺桿的螺矩(mm)
f_ 防墜器動(dòng)作后碟形彈簧壓縮量(mm)
所以，測(cè)定防墜器的制動(dòng)距離L，只需防墜器每次動(dòng)作
后測(cè)定一下碟形彈簧壓縮量l即可。
防墜器性能測(cè)試儀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由A／D變換器、微處理器
及其專(zhuān)用軟件、打印機(jī)等單元組成，如圖2所示：
采用軟
塹壁 堡 墊堡量H 奎墊墨
圖2 測(cè)試儀器結(jié)構(gòu)框圖
將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀0一+5V范圍內(nèi)電壓信號(hào)送入A／D變換
一56一
器。由A／D變換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入微機(jī)處理
器，微機(jī)處理器將數(shù)據(jù)存入32K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并將數(shù)據(jù)變換
成l0進(jìn)制數(shù)字，在顯示器上顯示出來(lái)。采樣結(jié)束后，軟件的
數(shù)據(jù)模塊對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終將獲得的曲線(xiàn)和數(shù)據(jù)輸
出給PP40打印機(jī)。
本儀器采用精密穩(wěn)壓電源，避免了由于電網(wǎng)波動(dòng)所造成
的干擾，并且采用現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的方法，擴(kuò)大了量模，提高了精
度。
軟件的數(shù)據(jù)處理模塊有二大功能：一是計(jì)算出原始曲
線(xiàn)，二是求出相應(yīng)曲線(xiàn)的最大值、最小值、平均值及時(shí)間。
為了求出采樣值的最大、最小值，我們采用了兩個(gè)寄存
器，分別存放最大值和最
小值，最大值寄存器賦值
為0000H，最小值寄存器
賦值為FFFFH。將第一個(gè)
采樣值與最大寄存器數(shù)值
比較：如果大于最大寄存
器數(shù)值，則將采樣值送入
最大值寄存器，再處理下
一個(gè)采樣值，如果小于最
大值寄存器內(nèi)的數(shù)值則將
該數(shù)值與最小值寄存器內(nèi)
的數(shù)值相比較；如果小于
它，則將該數(shù)據(jù)存入最小
值寄存器內(nèi)。反之，則處理
下一個(gè)采樣值，將這些采
樣值處理之后，將最大、最
小值寄存器內(nèi)的數(shù)值乘以
標(biāo)定系數(shù)即可。微機(jī)處理
器的主要流程框圖如圖3
所示。
程序開(kāi)始
采樣頻本輸入
標(biāo)定參數(shù)輸入
鍵盤(pán)掃描
、、
、— ／
Yl‘
信號(hào)采集
信號(hào)存儲(chǔ) ．
信號(hào)顯示
<
＼ ／
Yl
數(shù)據(jù)處理
曲線(xiàn)描繪
數(shù)值打印
N
N
圖3 微機(jī)處理器主要流程圖
為了求得某范圍內(nèi)被
測(cè)量的平均值采用了如下方法：對(duì)采樣點(diǎn)再乘以標(biāo)定系數(shù)。
一 1
，v一．
即
式中 廣每點(diǎn)的采樣值
^L 采樣點(diǎn)數(shù)
卜平均值
4 結(jié)束語(yǔ)
施工升降機(jī)防墜安全器測(cè)試裝置的研制，可方便地進(jìn)行
施工升降機(jī)防墜安全器的測(cè)試標(biāo)定，是生產(chǎn)廠家和檢驗(yàn)測(cè)試
機(jī)構(gòu)必備的檢驗(yàn)設(shè)備O通過(guò)對(duì)防墜安全器的周期性檢驗(yàn)測(cè)
試，可使現(xiàn)場(chǎng)使用的施工升降機(jī)的安全裝置的完好性得到保
證。
《建筑施工》第25卷

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03-05