防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法制動(dòng)距離的測(cè)定

郭炳乾　李月華

【摘要】 施工升降機(jī)的防墜安全器是保證其乘員安全的重要安全裝置，本文結(jié)合防墜安全器的工作原理，闡述正確測(cè)定防墜安全器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法中制動(dòng)距離的測(cè)定。

【關(guān)鍵詞】 施工升降機(jī);防墜安全器;制動(dòng)距離

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.004

Determination of Moving Distance of Fall Arrest Safety Device

by Field Test

Abstract： The anti falling safety device of the construction elevator is an important safety device to ensure the safety of its passengers. This paper，combined with the working principle of the anti falling safety device，expounds the determination of the braking distance in the field test method of the anti falling safety device.

Key words： construction elevator;anti falling safety device;braking distance

GUO Bing-qian，LI Yue-hua

（Liaoning Academy of Safety Science，Shenyang 110004，China）

施工升降機(jī)作為高層建筑施工中必不可少的垂直提升施工設(shè)備，其保證乘員安全的防墜安全器是重要的吊籠防墜安全裝置。使用最廣泛的齒輪齒條傳動(dòng)人貨兩用施工升降機(jī)多數(shù)配置有齒輪錐鼓形漸進(jìn)式防墜安全器，該安全裝置在任何時(shí)候都應(yīng)起作用，包括安裝、拆卸和動(dòng)作后重新設(shè)置之前。

漸進(jìn)式防墜安全器的工作原理概述為：當(dāng)施工升降機(jī)吊籠在正常運(yùn)行時(shí)，防墜安全器軸端的齒輪7與齒條嚙合運(yùn)動(dòng)，處于一種隨動(dòng)的狀態(tài)。離心塊8在彈簧力的拉緊作用下緊貼在離心塊座6上。當(dāng)發(fā)生意外狀況吊籠超速運(yùn)行時(shí)，隨動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速加快，通過(guò)連接軸帶動(dòng)離心塊座6加速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)運(yùn)行速度超過(guò)防墜安全器標(biāo)定的動(dòng)作速度時(shí)，離心塊所受離心力大于彈簧約束力，離心塊與離心塊座開(kāi)始分離。隨著吊籠速度的增加，離心塊8的外端開(kāi)始嚙入錐形鐵芯4內(nèi)壁，從而帶動(dòng)錐形鐵芯4旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)裝在軸端的銅螺母1向內(nèi)移動(dòng)，不斷壓緊碟形彈簧2，使錐形鐵芯4與錐形殼體5內(nèi)側(cè)摩擦片的正壓力不斷增大，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，吸收急劇下降的吊籠的動(dòng)能，直至吊籠停止運(yùn)行。防墜安全器動(dòng)作后，微動(dòng)開(kāi)關(guān)切斷電源，直至安全器復(fù)位后接通。試驗(yàn)載荷為額定制動(dòng)載荷時(shí)，制動(dòng)距離應(yīng)滿(mǎn)足表1的規(guī)定。

TSG Q7016-2016中對(duì)防墜安全器相關(guān)一個(gè)重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目是測(cè)定升降機(jī)吊籠墜籠試驗(yàn)中制動(dòng)距離。GB 10055-2007《施工升降機(jī)安全規(guī)程》11.1.9規(guī)定：防墜安全器只能在有效的標(biāo)定期限內(nèi)使用，有效標(biāo)定期限不應(yīng)超過(guò)一年;防墜安全器的動(dòng)作速度及制動(dòng)距離應(yīng)符合GB/T 10054.1-2014中的要求。墜籠試驗(yàn)即在安全器有效標(biāo)定期限的基礎(chǔ)上驗(yàn)證整機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性，吊籠底板的水平度偏差改變值是否符合規(guī)定以及制動(dòng)距離的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是吊籠加載額定載荷后，通過(guò)試驗(yàn)按鈕盒驅(qū)動(dòng)吊籠上行，考慮吊籠動(dòng)作后施工平臺(tái)的位置以便方便進(jìn)入吊籠復(fù)位，離地約3～10 m。持續(xù)按壓墜落試驗(yàn)按鈕，制動(dòng)器松閘，吊籠將呈自由落體狀態(tài)下落，直至達(dá)到防墜器標(biāo)定動(dòng)作速度時(shí)防墜安全器動(dòng)作，吊籠完全制停，測(cè)定制動(dòng)距離應(yīng)符合要求;當(dāng)防墜安全器動(dòng)作時(shí)，其電氣聯(lián)鎖微動(dòng)開(kāi)關(guān)也應(yīng)動(dòng)作，試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)將防墜安全器復(fù)位。該試驗(yàn)測(cè)定的制動(dòng)距離應(yīng)為從防墜安全器開(kāi)始動(dòng)作到吊籠被制動(dòng)停止時(shí)，吊籠所移動(dòng)的距離。但吊籠何時(shí)達(dá)到標(biāo)定動(dòng)作速度難以確定，無(wú)法直接測(cè)量較為準(zhǔn)確的制動(dòng)距離。

由防墜安全器原理可得：制動(dòng)距離L為防墜器在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中齒輪在齒條上運(yùn)動(dòng)的距離，即齒輪分度圓轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡。在防墜安全器制動(dòng)過(guò)程中，螺母與齒輪同軸旋轉(zhuǎn)，且該過(guò)程同步發(fā)生及結(jié)束。即齒輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)n1等同于螺母旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)n2。所以：

n1=L/πmz

n2=l/p

L=πmzl/p1000

其中：m——齒輪模數(shù);

z——齒輪齒數(shù);

p——螺母螺距;

l——指示銷(xiāo)位移（蝶形彈簧壓縮量）。

試驗(yàn)前后使用游標(biāo)卡尺測(cè)量指示銷(xiāo)的深度位移變化即可較為精確的計(jì)算出制動(dòng)距離。

防墜安全器制動(dòng)距離的測(cè)試有試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法，安全器每年的校驗(yàn)檢定多數(shù)通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法校定。試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法有成本低，檢驗(yàn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。但試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法是通過(guò)電機(jī)加速迫使安全器動(dòng)作。其通過(guò)飛輪裝置的慣性或電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩對(duì)安全器施加的載荷與實(shí)際工況會(huì)產(chǎn)生不一致，導(dǎo)致各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)（如制動(dòng)速度、制動(dòng)距離、制動(dòng)載荷、制動(dòng)時(shí)間）與實(shí)際情況出入較大。受試驗(yàn)方法的制約，試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法未能考慮到制動(dòng)沖擊系數(shù)的影響，對(duì)連續(xù)多次模擬加載達(dá)到制動(dòng)力的安全器的制動(dòng)距離難以確定。

參考07年11月某市建筑工地施工升降機(jī)墜落特大事故，造成11人死亡，6人重傷。經(jīng)勘察事故現(xiàn)場(chǎng)，吊籠的防墜安全器已經(jīng)動(dòng)作，且重新檢定動(dòng)作速度、制動(dòng)距離均符合要求。但當(dāng)安全器開(kāi)始制動(dòng)時(shí)，齒輪受到齒條齒面的水平分力作用，約束該齒輪水平位移的背輪承受不住該水平推力，其約束螺栓頭部變截面處發(fā)生剪斷破壞，導(dǎo)致背輪脫落，防墜安全器的齒輪和齒條分離，喪失了防墜安全器的保護(hù)功能。再加上電磁制動(dòng)器的制動(dòng)力矩不足，下背輪的脫落，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)齒輪與齒條的間隙加大，直至徹底分離，使吊籠時(shí)速墜地。通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)檢定合格的防墜器安裝到到該臺(tái)維修保養(yǎng)不到位、背輪的安裝設(shè)計(jì)有缺陷的施工升降機(jī)依然沒(méi)有有效可靠的起到防護(hù)功能。

試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)法有著各自的優(yōu)點(diǎn)以及不足，將兩種方法有效的結(jié)合起來(lái)，才能方便，經(jīng)濟(jì)，快捷的保證防墜安全器的檢測(cè)質(zhì)量，保證施工升降機(jī)安全運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1]??? 起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則：TSG Q7016-2016[S].

[2]??? 施工升降機(jī)安全規(guī)程：GB 10055-2007[S].

[3]??? 貨用施工升降機(jī) 第1部分：運(yùn)載裝置可進(jìn)人的升降機(jī)：GB/T 10054.1-2014[S].

【作者簡(jiǎn)介】

郭炳乾（1988-），男，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)槠鹬貦C(jī)械，電梯，游樂(lè)設(shè)施等機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)。

李月華（1983-），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)槠鹬貦C(jī)械，電梯，游樂(lè)設(shè)施等機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)。