高空作业吊篮安全锁的检测试验装置和试验方法与流程

本发明涉及一种高空作业吊篮安全锁的检测试验装置和试验方法，应用于高空作业吊篮安全锁安全性能检测，属于安全检测技术领域。

背景技术：

安全锁是高处作业吊篮最重要的安全保护装置，在高处作业吊篮（简称TSAE）的提升钢丝绳强度失效或其他构件出现故障时，可以自动锁紧安全钢丝绳，保障吊篮上人员的安全，是高处作业吊篮避免事故的最后一道防线。

随着我国高层建筑的日益增加，用于高层建筑外维护、装修和外墙清洗等工作的高处作业吊篮也越来越多。目前，国内市场上流通的吊篮约有120万台，安全锁240万把左右，吊篮制造企业总量也有近400家，中国是全球吊篮制造、销售和使用的第一大国，中国制造的吊篮已经在50多个国家和地区使用。

高处作业吊篮由于其特殊的工作条件和环境，其安全性受到国家管理部门的高度重视。我国发布的强制性国家标准GB19155-2003《高处作业吊篮》取代了原来的行业标准，其中，对高处作业吊篮安全锁的结构和各项性能指标都有明确的规定，并结合相应的计量指标对安全锁的试验条件和试验方法进行了具体细致的要求，并将安全锁相关的故障如锁绳失效定义为最高故障等级的致命故障。所以，安全锁的试验检测，保障其安全可靠性，是一个非常重要的问题。

目前，对高处作业吊篮安全锁的检测中静载荷和冲击载荷的测量一般采用测力传感器，这样会带来几个问题：其一，每把安全锁加载荷检测一般都要进行数十次加载，特别是冲击载荷对测力传感器的损害，会极大的缩短测力传感器的使用周期，增加检测成本；其二，准确测量冲击力值要选用动态响应比较灵敏的测力传感器，其成本比较昂贵。所以，目前大都只测量静载荷，不测量冲击力，或者采用测量静载荷的测力传感器来测量冲击力，测量结果的准确性大打折扣。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高空作业吊篮安全锁的检测试验装置和试验方法，延长测力传感器的使用周期，降低检测成本，并提高冲击载荷测量结果的准确性和可靠性。

按照本发明提供的技术方案，一种高空作业吊篮安全锁的检测试验装置，特征是：包括设置在横梁两侧能够沿横梁左右移动的提升机，左右两侧的提升机分别通过钢丝吊绳连接悬吊平台，在悬吊平台的中心设置配重箱；所述横梁与安全钢丝绳的上端相连，安全钢丝绳的下端穿过安全锁，安全锁固定在悬吊平台一端的中心；所述悬吊平台的一端通过吊绳离合器连接钢丝吊绳；在所述悬吊平台上固定速度位移传感器和能够作用在安全钢丝绳上的力传感器，在悬吊平台的底部固定加速度传感器，加速度传感器与安全钢丝绳的中心线一致；在所述悬吊平台一端的侧面中心固定用于测试悬吊平台倾斜角度的角度传感器。

进一步的，所述配重箱中放置配重砝码。

进一步的，在所述悬吊平台的一端连接保险绳的一端，保险绳的另一端和横梁相连。

进一步的，所述提升机、吊绳离合器、速度位移传感器、力传感器、安全锁、加速度传感器和角度传感器均接入计算机。

一种高空作业吊篮安全锁的检测试验方法，特征是：包括载荷试验、锁绳速度试验、锁绳角度试验、安全锁静置滑移量试验和自由坠落锁绳距离试验；

所述载荷试验由力传感器测量静载荷G、悬吊平台的质心位置L_C和悬吊平台的转动惯量I，再由加速度传感器测量加速度值，根据动载荷平衡方程：（F·L－G·L_C）·cosβ=I·α，得到动载荷F，其中，角加速度α通过加速度传感器测量的加速度值/L计算出，L为悬吊平台两个悬吊点之间的距离，β为悬吊平台与水平面的角度；

所述锁绳速度试验由速度位移传感器测量；所述锁绳角度试验由角度传感器测量；所述安全锁静置滑移量试验由速度位移传感器测量悬吊平台静置时断开钢丝吊绳，安全锁相对安全钢丝绳的滑移量得到；所述自由坠落绳距离试验由速度位移传感器测量悬吊平台在不同升降速度时自由坠落过程中安全锁相对安全钢丝绳的滑移量得到。

进一步的，所述载荷试验采用以下步骤：

（1）根据试验要求安装配置配重后，根据悬吊平台的尺寸，调节提升机的位置，使钢丝吊绳处于铅垂方向，再通过提升机将悬吊平台调节到水平位置；

（2）静载荷试验：力传感器作用于安全钢丝绳，安全锁锁住安全钢丝绳后，通过吊绳离合器断开钢丝吊绳，测量静载荷G；调整悬吊平台与水平面的角度β，再测量1次以上静载荷；根据称重法确定悬吊平台的质心C位置L_C，计算出悬吊平台的转动惯量I；

（3）动载荷试验：解除力传感器对安全钢丝绳的约束，动载荷F由平衡方程得出，即（F·L－G·L_C）·cosβ=I·α，其中，角加速度α通过加速度传感器测量的加速度值/L计算出。

进一步的，所述锁绳速度试验具体为：通过提升机将悬吊平台调节到水平位置，通过吊绳离合器断开钢丝吊绳，由速度位移传感器测量安全锁的锁绳速度。

进一步的，所述锁绳角度试验具体为：通过提升机将悬吊平台调节到离地1m的水平位置静置，然后通过提升机使悬吊平台逐渐处于倾斜状态，角度传感器测量安全锁锁绳时悬吊平台的倾斜角度。

进一步的，所述安全锁静置滑移量试验具体为：通过提升机将悬吊平台调节到水平位置，安全锁锁住安全钢丝绳后静置10min，钢丝吊绳保持断开状态，由速度位移传感器测量安全锁相对安全钢丝绳的滑移量。

进一步的，所述自由坠落锁绳距离试验具体为：调节提升机的升降速度，在不同速度时，通过吊绳离合器突然断开钢丝吊绳，由速度位移传感器测量安全锁相对安全钢丝绳的滑移量。

本发明所述高空作业吊篮安全锁的检测试验装置和试验方法，让测力传感器仅在需要测力时使用，并用加速度传感器的测量结果转化为冲击载荷。另外，本发明结构布置简单、操作便利，采用本发明可以按GB19155-2003《高处作业吊篮》的要求进行安全锁锁绳速度、安全锁锁绳角度、安全锁静置滑移量和安全锁模拟悬吊平台自由坠落锁绳距离等安全锁全部试验项目的检测，可以广泛的应用高空吊篮安全锁的检测领域。

附图说明

图1为本发明所述高空作业吊篮安全锁的检测试验装置的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为载荷计算分析图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图2所示：所述高空作业吊篮安全锁的检测试验装置包括提升机1、横梁2、保险绳3、钢丝吊绳4、安全钢丝绳5、吊绳离合器6、速度位移传感器7、力传感器8、安全锁9、支撑架10、加速度传感器11、悬吊平台12、配重箱13、配重砝码14、角度传感器15等。

如图1、图2所示，本发明所述高空作业吊篮安全锁的检测试验装置，包括安装在地面上呈左右设置的支撑架10，支撑架10的顶部固定架设横梁2，横梁2的两侧对称分布提升机1，提升机1能够在横梁2上左右移动，以适应悬吊平台12尺寸、调节钢丝吊绳4和安全钢丝绳5的铅垂方向；所述左右两侧的提升机1分别通过钢丝吊绳4连接悬吊平台12，可以通过升降调整悬吊平台的高度和角度；所述安全钢丝绳5的上端和横梁2相连，安全钢丝绳5的下端穿过安全锁9，安全锁9固定在悬吊平台12一端的中心；所述悬吊平台12的一端通过一根钢丝吊绳4连接横梁2，钢丝吊绳4通过吊绳离合器6连接悬吊平台12，吊绳离合器6与计算机连接，由计算机发出指令解除钢丝吊绳4和悬吊平台12的连接；在所述悬吊平台12上固定速度位移传感器7和力传感器8；所述位移传感器7用于测量安全钢丝绳5相对悬吊平台12的速度和位移；所述力传感器8能够作用在安全钢丝绳5上测量安全钢丝绳5的受力，也可以解除对安全钢丝绳5的约束；在所述悬吊平台12的底部固定加速度传感器11，加速度传感器11与安全钢丝绳5的中心线一致；在所述悬吊平台12的中心设置配重箱13，配重箱13中可以添加配重砝码14调节配重，从而调整试验力的大小，配重砝码14采用不同质量、不同型号的若干砝码组成；在所述悬吊平台12一端的侧面中心固定角度传感器15，用于测试悬吊平台12的倾斜角度。

在所述悬吊平台12的一端连接保险绳3的一端，保险绳3的另一端和横梁2相连，在安全钢丝绳5断后起到缓冲保护作用。

所述提升机1、吊绳离合器6、速度位移传感器7、力传感器8、安全锁9、加速度传感器11和角度传感器15均接入计算机，通过计算机实时监测和控制。

所述高空作业吊篮安全锁的检测试验方法，包括载荷试验、锁绳速度试验、锁绳角度试验、安全锁静置滑移量试验和自由坠落锁绳距离试验。

所述载荷试验采用以下步骤：

（1）根据试验要求安装配置配重后，根据悬吊平台12的尺寸，调节提升机1的位置，使钢丝吊绳4处于铅垂方向，再通过提升机1将悬吊平台12调节到水平位置；

（2）静载荷试验：力传感器8作用于安全钢丝绳5，安全锁9锁住安全钢丝绳5后，通过吊绳离合器6断开钢丝吊绳4，测量静载荷G；调整悬吊平台12与水平面的角度β，再测量1次以上静载荷；根据称重法确定悬吊平台（包括配重）的质心C位置L_C，计算出悬吊平台对悬挂点A的转动惯量I；如图3所示，A、B为悬挂点，C为质心，L为AB之间的距离，β为悬吊平台相对水平线的夹角；

（3）动载荷试验：解除力传感器8对安全钢丝绳5的约束，可以避免载荷试验时对力传感器8的损伤；动载荷（冲击载荷）F可由平衡方程得出，即（F·L－G·L_C）·cosβ=I·α，其中，角加速度α通过加速度传感器11测量的加速度值/L计算出。

本发明采用测量悬吊平台12的加速度，计算出悬吊平台12的角加速度，结合称重法得到悬吊平台12及配重的质心，由力平衡方程得出试验静载荷和动载荷的大小，替代力传感器8的直接测量值，以减少力传感器8的测量次数。在载荷变化后，首次测量变化后的载荷值时，需要接入力传感器测量8，用称重法确定质心位置，然后可以解除力传感器8对安全钢丝绳5的约束，以保护力传感器。

所述锁绳速度试验：通过提升机1将悬吊平台12调节到水平位置，通过吊绳离合器6断开钢丝吊绳4，由速度位移传感器7测量安全锁9的锁绳速度，并记录存储在计算机上。

所述锁绳角度试验：通过提升机1将悬吊平台12调节到离地1m的水平位置静置，然后通过提升机1使悬吊平台12逐渐处于倾斜状态，角度传感器15测量安全锁9锁绳时悬吊平台12的倾斜角度，并记录存储在计算机上。

所述安全锁静置滑移量试验：通过提升机1将悬吊平台12调节到水平位置，安全锁9锁住安全钢丝绳5后静置10min，钢丝吊绳4保持断开状态，由速度位移传感器7测量安全锁9相对安全钢丝绳5的滑移量，并记录存储在计算机上。

所述自由坠落锁绳距离试验：调节提升机1的升降速度，在不同速度时，通过吊绳离合器6突然断开钢丝吊绳4，可以由速度位移传感器7测量安全锁9相对安全钢丝绳5的滑移量，并记录存储在计算机上。

上述试验中如需要调整试验载荷大小和载荷（质心）的偏移量，可以增减配重箱13里面的配重砝码14的型号和数量及改变配置砝码的位置，并配合改变升降机1的升降速度可以调节动载荷的大小，再按上述操作进行试验。