一種安全帶試驗機構、試驗機的研發(fā)

劉先遠

摘? 要：該發(fā)明屬于電力安全工器具檢測技術領域，具體涉及一種安全帶試驗機構、試驗機。高空作業(yè)安全帶又稱全身式安全帶或五點式，新國標GB 6095—2021《墜落防護 安全帶》規(guī)定材質(zhì)需使用滌綸及更高強度的織帶加工而成的。全身式安全帶是高處作業(yè)人員預防墜落傷亡的防護用品。是由帶體、安全配繩、緩沖包和金屬配件組成，總稱墜落懸掛安全帶?，F(xiàn)有的安全帶測試設備大多只能完成一種試驗，如靜負荷試驗或滑脫試驗，且大多操作復雜，人工操作方式多，占地空間大。

關鍵詞：安全帶；靜負荷試驗；圍桿作業(yè)；墜落懸掛；垂直作業(yè)

中圖分類號：TH122? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）10-0035-04

Abstract： The invention in this study belongs to the technical field of electric power safety appliance detection， in particular to a seat belt testing mechanism and a testing machine. High-altitude work-used Personal Fall Protection Systems， also known as full-body seat belt or five-point type， are made of polyester and higher strength ribbon， as stipulated in the new national standard GB 6095—2021 "Fall Protection-Personal Fall Protection Systems". The full-body seat belt is a protective equipment for high-altitude operators to prevent falling from high places. It is composed of belt body， safety rope， buffer bag and metal accessories， which is generally called falling suspension seat belt. Most existing seat belt testing equipment can only complete one type of test， such as static load test or slip test， and most of them have complex operations， multiple manual operation methods， and occupy a large space.

Keywords： seat belt; static load test; pole operation; fall suspension; vertical operation

安全帶的種類有很多，一般包括圍桿類作業(yè)帶：適用于外線電工，電信工人作業(yè)，電線維修等相似工種；防墜落安全帶：電器安裝和維修等高空作業(yè)用；五點式安全帶：可適應各類作業(yè)，包括圍桿作業(yè)、墜落懸掛、垂直作業(yè)等。安全帶優(yōu)點體現(xiàn)在強度大、耐磨、耐用、耐霉爛、耐酸堿，簡易輕便，安全適用。

1? 機構的主要組成

本發(fā)明提供一種安全帶試驗機構，該試驗機構既可進行靜負荷測試也可進行滑脫測試，試驗效率高，穩(wěn)定可靠。本發(fā)明還提供一種試驗機，應用上述試驗機構，通過與控制臺和其他配件、連接件配合構成整個試驗機。

安全帶試驗機構包括機架、加載機構、滑脫機構、釋放機構、模擬人、平臺板等；所述的加載機構、滑脫機構、平臺板均固定在機架上。下面介紹其3個主要的組成部分。

1.1? 滑脫機構的組成

滑脫機構包括立柱、半圓底座、高度調(diào)節(jié)塊和釋放機構；半圓底座固定在立柱上端的側壁上；高度調(diào)節(jié)塊套接在半圓底座上，使得高度調(diào)節(jié)塊可在半圓底座上滑動；所述的高度調(diào)節(jié)塊上還設置有鎖緊扣，用于固定高度調(diào)節(jié)塊。

1.2? 釋放機構的組成

釋放機構包括安裝底板、側板、銅套、伸縮軸、滾輪、銷軸和電磁鐵；安裝底板兩端固定一對側板的一端，側板另一端內(nèi)側固定頂板，構成了釋放機構的機體；位于機體內(nèi)的電磁鐵固定在安裝底板上，被銅套套接的伸縮軸與電磁鐵的吸合軸連接；銅套穿過頂板并固定于頂板上，伸縮軸在銅套中可以軸向運動；伸縮軸遠離電磁鐵的一端端頭設置滾輪，通過銷軸穿過伸縮軸、滾輪，并將滾輪相對固定；伸縮軸位于平臺板下方。模擬人通過加載鏈與加載機構連接。

1.3? 加載機構的組成

加載機構包括油缸、法蘭連接盤、油缸活塞和拉頭。

2? 機構的主要連接描述

固定塊固定在立柱中部，與機架連接固定。機架底端為型材框架，型材框架一側固定一對立架，立架上固定可翻轉(zhuǎn)的模擬人翻；模擬人翻板下方，位于型材框架上固定有滑脫機構固定板，用于固定立柱；緊鄰滑脫機構固定板，型材框架上設置有加載機構固定架，加載機構固定架上端設置有固定板，用于固定加載機構。

法蘭連接盤與機架連接；拉頭套接在油缸活塞上端，并可以360°旋轉(zhuǎn)；拉頭上設置有多個安裝孔。

3? 試驗機構及試驗機的特點

1）試驗機采用框架焊接一體成形，強度高、剛性好、試驗過程中不易變形。

2）試驗機利用鏈條作為輔助夾具，試驗高度調(diào)節(jié)方便，保證試驗過程控制穩(wěn)定。

3）試驗機采用壓電式傳感器，具有頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等優(yōu)點。

4）試驗機控制臺與主機采用分離式設計，使試驗過程更安全，人身安全更能得到保障。

5）試驗機軟件采用PID控制方式，具有控制精度高，控制穩(wěn)定可靠等特點。

6）試驗機采用大直徑油缸，保證在試驗過程中，懸臂梁加載機構穩(wěn)定可靠。

7）試驗機框架上預置了試驗機校準所需安裝連接點，方便設備的后期校準。

8）試驗機試樣具有安裝方便快捷，試驗效率高，后期維護成本低等優(yōu)點。

4? 具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

如圖1、圖2所示，本發(fā)明安全帶試驗機構，包括機架1、加載機構2、滑脫機構3、模擬人4、平臺板5，加載機構2、滑脫機構3均固定在機架1上。模擬人4通過加載鏈或其他連接部件與加載機構連接。

如圖3、圖4所示，本發(fā)明滑脫機構包括立柱6、半圓底座7、高度調(diào)節(jié)塊8和釋放機構9；半圓底座7固定在立柱6上端的側壁上；高度調(diào)節(jié)塊8套接在半圓底座7上，使得高度調(diào)節(jié)塊可在半圓底座上滑動；高度調(diào)節(jié)塊8上還設置有鎖緊扣11，用于固定高度調(diào)節(jié)塊； 固定塊12固定在所述立柱中部，與機架連接固定。

滑脫機構作為進行安全帶滑脫試驗的機構，需在試驗時承受模擬人釋放時的沖擊力，所以對立柱有一定的剛性要求，半圓底座通過螺栓與立柱連接，高度調(diào)節(jié)塊在半圓底座上可以滑動，可根據(jù)不同長度的安全帶圍桿帶調(diào)節(jié)高度，同時通過調(diào)節(jié)塊的鎖緊扣鎖定在半圓底座上。固定塊可以將立柱與設備機架固定在一起，形成一個完整的受力整體，增加了立柱的剛性。

如圖5、圖6所示，本發(fā)明的釋放機構包括安裝底板13、側板14、銅套15、伸縮軸16、滾輪17、銷軸18和電磁鐵19；安裝底板13兩端固定一對側板14的一端，側板另一端內(nèi)側固定頂板20，構成了釋放機構的機體；位于機體內(nèi)的電磁鐵19固定在安裝底板13上，被銅套15套接的伸縮軸16與電磁鐵19的吸合軸連接；銅套15穿過頂板并固定于頂板上，伸縮軸16在銅套中可以軸向運動；伸縮軸遠離電磁鐵的一端端頭設置滾輪17，銷軸18穿過伸縮軸16、滾輪17，并將滾輪17相對固定；伸縮軸位于平臺板下方。

電磁釋放機構作為進行安全帶滑脫試驗的釋放機構，需要有足夠的吸合力拉動伸縮軸，使依靠在滾軸上的模擬人翻板能順利滑脫。安裝底板與側板等組成電磁釋放機構的機體，銅套可以保證伸縮軸不產(chǎn)生徑向運動，滾輪與銷軸組成可以滾動的機構，能夠最大限度減少釋放機構與模擬人翻板的摩擦力，確保試驗時釋放的可靠性。

如圖7、圖8所示，本發(fā)明機架底端為型材框架19，型材框架19一側固定一對立架10，立架上固定可翻轉(zhuǎn)的模擬人翻板21；模擬人翻板下方，位于型材框架上固定有滑脫機構固定板22，用于固定立柱；緊鄰滑脫機構固定板，型材框架上設置有加載機構固定架23，加載機構固定架上端設置有固定板，用于固定加載機構。本發(fā)明還在型材框架上設置平臺板5，將型材框架上表面蓋合。

試驗機機架作為整個設備的基體，需要有一定的剛度與形位尺寸，保證在與別的機構配合時，達到預期的效果，底板作為機架的底座，同時需承受靜負荷試驗時所有的力，需要有一定的結構形式保證設備的剛度。加載機構固定板用來固定設備的油缸加載機構，滑脫機構固定板用來固定滑脫機構的立柱。

如圖9、圖10所示，本發(fā)明加載機構包括油缸24、法蘭連接盤25、油缸活塞26和拉頭27；法蘭連接盤25與機架連接；拉頭27套接在油缸活塞26上端，并可以360°旋轉(zhuǎn)；拉頭27上設置有多個安裝孔，方便試驗時，可以根據(jù)樣品差異可以進行相應的調(diào)整。

加載機構作為整個試驗機的動力傳遞單元，利用法蘭連接盤與設備的機架連接，采用懸臂梁形式，使整個試驗空間靈活多變，拉頭可以360°旋轉(zhuǎn)。

安全帶試驗機，應用上述安全帶試驗機構，通過與控制臺、線纜、電源及油管等常規(guī)技術配合構成試驗機。

本發(fā)明進行安全帶靜負荷試驗時，根據(jù)安全帶的種類，選擇不同的穿戴方式，將安全帶穿戴在模擬人上，再將模擬人臀部吊環(huán)固定在底板的固定點上；將拉加力感器上端掛與加載鏈條連接，下端吊掛在安全繩與安全帶系帶的連接處，控制臺上設置好相應的試驗載荷與保載時間，按測試鍵進行靜負荷試驗，測量并紀錄試驗情況。

進行滑脫試驗時，將圍桿式安全帶穿戴在模擬人上，利用拉頭將模擬人吊裝到翻板上，將圍桿帶繞在高度調(diào)節(jié)塊上，應保證安全帶系帶懸掛點同固定掛點距離為200～300 mm，在穿過調(diào)節(jié)扣的帶扣和帶扣框架處做出標記；然后卸除吊裝用的連接件（鏈條），試驗準備完畢，只需按動控制臺上的釋放按鍵，翻板反倒，模擬人下墜，晃動停止后，測量并紀錄偏離標記的滑移，觀察并記錄安全帶情況，即可完成試驗。

上述試驗具體試驗方法可參照GB 6095—2021《墜落防護安全帶》，還有DL/T 1476—2015《電力安全工器具預防性試驗規(guī)程》。

參考文獻：

[1] 電力安全工器具預防性試驗規(guī)程：DL/T1476—2015[S].北京：中國電力出版社，2015.

[2] 墜落防護 安全帶：GB 6095—2021[S].北京：中國標準出版社，2021.

[3] 楊文芬，肖義慶，臧蘭蘭，等.安全帶測試方法：GB/T 6096—2009[S].北京：中國標準出版社，2009.

[4] 機械式拉力試驗機 技術條件：JB/T 9375—2014[S].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[5] 安全帶靜載試驗機 技術條件：JB/T 13807—2020[S].北京：機械工業(yè)出版社，2020.