施工升降机安全器制动距离的测试及分析摘 要：施工升降机的安全与否是是否能确保施工工人人身安全的保证，因 此中交第四公路工程局有限公司机械管理部门也意识到了对施工升降机安全器制 动距离的测试及其重要本文特地对施工升降机防坠安全器制动过程当中的加速 度进行了测试，并通过对测试数据的处理，得到了施工升降机的安全制动速度和 制动距离，将其带入公式进行数据分析，探讨最佳的制动方式，进而确认工人在 制动过程当中是否安全关键词：施工升降机；防坠安全器制动；坠落实验；制动距离；测试分析引言施工升降机安全器是施工升降机安全保护系统中的控制部件之一，在施工过 程当中，当施工升降机发生超速甚至坠落等异常，或运行速度超过规定动作速度 时，安全器便会瞬间启动，紧急制动施工升降机，从而确保施工工人的人身安全1. 防坠安全器1.1 防坠安全器工作原理当施工升降机正常工作的时候，齿轮轴的小齿轮会与升降机上的齿条相吻合 链条运转时促使齿轮轴转动当施工升降机在规定的速度向下运行时，防坠安全 器的离心块将在压簧片弹簧力的作用之下，与其齿轮轴上的离心块位相互贴合， 使之达成空转效果当施工升降机超过规定速度向下坠落时，防坠安全器当中的 离心块就会被弹簧甩出，从而与椎体内的边缘相接触，并带动椎体一起旋转。
1.2 目前防坠安全器的测量现状根据施工升降机防坠安全器的相关检测数据计算出施工升降机的制动距离， 并将数据与安全器制动标准库对比，从而筛选安全器的部分零件，从而提升施工 升降机防坠的安全度到目前为止，施工升降机防坠安全器的现场测量主要是将游标卡尺作为弹簧 位移的测量工具，然后通过相关的计算公式，计算出施工升降机防坠安全器的制 动距离，但此类测量方式得到的数据误差较大，不适宜作为施工升降机安全器测 量方法通过施工升降机防坠安全器的内部结构就可以知道防坠安全器在制动过 程当中椎体和弹簧会发生轻微的偏心运动，这种运动具有随机性，因此在测量时 能否准确测量或计算出弹簧位移量，会直接影响到测量结果的准确性，并且这种 测量方法只能得到防坠安全器的制动距离，无法得到制动时的速度，更无法准确 评估施工升降机在紧急制动过程当中给施工人员带来的冲击伤害因此提出误差 更小的坠落试验方式，并据此测量施工升降机防坠安全器制动距离，就可以将其 运用到施工过程当中，从而确保施工人员安全2. 施工升降机防坠安全器坠落试验2.1 施工升降机的基本情况施工升降机额定质量高达2000千克，额定起升速度为0~40m/min，升降吊笼 的自身质量为1200千克，且体积为3000mmX 1500mmX2400mm。
防坠安全器的型 号为SAJ40-1.2、SAJ50-2.0,防坠安全器额定动作速度为西梯1m/s，东梯 1.35m/s两台相同的施工升降机试验设备被安装在一下高为25米的塔架上，便 于试验测量（具体情况详见图 1），本次试验也会对这两台施工升降机同时进行 坠落制动测试图 1 试验场地安排示意图2.2 施工升降机坠落试验分析普通施工升降机坠落制动测试的过程，是将防坠升降机上升到 10 米的位置 停住，然后按动坠落按钮，令施工升降机自由下坠(坠落试验禁止载人)施工 升降机吊笼会在地心引力的作用之下加速下坠，当升降机的下坠速度达到防坠安 全器的制动速度时，将会瞬间启动防坠安全器，从而使施工升降机紧急制动测 量人员在施工升降机静止后，通过游标卡尺测量防坠安全器上弹簧的位移量，并 根据相关公式计算出施工升降机的制动距离2.3 坠落试验步骤(1) 切除施工升降机主电源，将其开关转置安装检修处；(2) 装入试验电缆并将其连接到施工升降机的插线座上；(3) 将试验电缆、按钮盘、电缆等放置到合适的位置，确保施工升降机在坠 落试验时，不会发生电缆卡住的问题；(4) 在施工升降机上加上额定的重量后，按下主开关，再按住按钮盒上的向上”按钮，令升降机停留在距地面约 10 米的位置上；(5) 按下标有坠落试验标记的按钮(按下后不松手)，当施工升降机坠落速 度达到安全器规定的制动速度时，安全器会瞬间启动制动措施，从而将施工升降 机制停在半空中；(6) 记录相关试验数据，并带入转换公式，以此来计算出相关制动结果，到 此试验结束。
2.4 坠落试验记录仪器本次施工升降机防坠安全器制动试验的记录仪器是采用 TDR6.1 遥测加速度 仪该仪器可以同时测量分布较远、布线较难的数据，并在艰难的测试环境下收 集并分析实验数据具有较高的可靠性和真实性3. 施工升降机坠落试验数据3.1 试验数据的处理在数据计算理论上可以用加速度测量施工升降机坠落时的加速度，将其带入 公式，则可算出施工升降机在坠落时产生的速度和制动时产生的位移巩”何阳打竺*)山 UJ上述试验数据虽然减少了人为数据测量产生的误差，但也会因诸多因素无法 有效减少误差，甚至无法正常进行施工升降机安全器制动试验，其产生的误差主 要来源于三个方面1) 零点位置漂移零点位置漂移所带来的数据测量误差是不可消除的，而且加速传感器在测量 过程当中无法避免零点位置产生漂移零点漂移主要是指加速度为零时，加速度 输出不为零，而且随着记录时间的不断增加，原来的零点也会随之发生变化，产 生累积效应，进而导致零点漂移2) 噪音信号现场试验环境不可避免会产生一些噪音信号，而噪音信号所带来的误差是较 为难判断的，一般是采用特殊的仪器进行过滤处理，但不论多么精确的处理方式 都会对测量数据造成一定的损失，这需要很强的数据处理经验和仪器处理技巧， 作为整个试验数据处理的支撑，以此来减少噪音信号对试验数据测量产生的误差 影响。
3) 初始值累积加速传感器在测量的过程当中会产生一定的附加数据，而数据初始值会在随 时间的增长而产生累积效应在测量过程当中，施工升降机可能不再处于加速度 为零的静止状态，加速度和速度的初始值也会不为零，随着累积效应，其产生的 误差会越来越大且无法避免3.2 数据前处理本次试验数据处理使用的是 DDP 动态信号处理软件该处理软件可以直接收 集并计算数据，在数据进行计算前进行相关处理，增加收集测量和计算的准确性(1) 调零一切数据和仪器在进行测量或计算时，都应该进行调零处理，其目的就是为 了消除加速度计算过程当中包含的重力加速度，以此来得到更为准确的速度数据 和位移结果2) 反向处理由于测量仪器的安装是与升降机相反的，因此测量数据只要再进行一次反向 处理，就可以得到真实的施工升降机的实际加速度3) 蓝线平移因为当软键过滤掉噪音误差后，其数据就会发生相对的偏移，这是可以根据 图像当中的关键点的时间差，对图像当中的蓝线数据进行平移，可以方便后期相 关数据的对比和计算3.3数据的滤波处理为了消除噪音信号对试验数据测量所带来的误差，需要对所收集的加速度信 号进行相应的数据处理文章研究的加速度的初始数据测量频率，确定实际所需 的加速度曲线值需要平滑且真实，这样才便于后期数据处理和分析。
为了确保测 量数据的准确值及测量值的振动周期应大于5.62Hz，随后将6Hz和5Hz过滤的加 速度曲线与初始加速度频率图进行比较，并进行相关的数据统计（具体数据详见 表1），并由此得出，6Hz的结果更加贴近实际表1两种滤波频率的比较数据表0.930-0.5080.692误差％-9.57-10.54-2.02为了求得施工升降机制动安全器的坠落试验数据，就必须对比截取点的数据故截取的加速度数据，起点均是从A点开始，终点有B、C、D等3个点：B点 是制动加速度从最高点快速回归到零的那一点；C点的确定原则参考类自由落体 的震荡E区加速度的振幅，在加速度达到最大值后，后面的震荡区振幅小于E区振幅第一次穿过零轴的时刻；D点为加速度基本趋零的点具体数据详见表2）表2 截取点数据对比1961 94463 62169 34030.97231.81034.670050—0.031—0.001—0.0008112258 97129.485—0.000从总体数据分析上可以看出数据处理过程并不理想，表中虽有零点起落点， 但其后面区域还是存在明显的零点漂移，数据应围绕零轴上下振动才可理想3.5数据处理结果此项试验结果可以通过两种不同的数据处理方法（原数据和6Hz过滤数据） 获取，同时本文也对其结果进行了比较。
分别对比了 6Hz过滤数据和原始数据的 加速度，在对比的过程当中，也应该对加速度进行调零处理，使之加速度对比更 加明显对比6Hz过滤数据和原始数据的速度，可以发现只有在最大速度时局部 才会发生较大波动，其余曲线重叠度比较好对比6Hz过滤数据和原始数据位移, 其误差很小，且大部分曲线重合现象较多，说明采用6Hz过滤数据也可以代替原 始数据分析四、结论根据本次试验可以得出防坠安全器的制动速度小于1.6m/s，吊笼额定动作速 度分别为1.35m/s和lm/s，误差为3%,制动距离在0.5-0.8m范围内，这都符 合防坠安全器的相关安全指标为了确保数据对最终的数据结果处理不产生任何 的影响，同时考虑后续数据处理的方便和准确性，应选取加速度最大值后震荡区 域幅度较小的区域进行数据处理，同时为了消除零点漂移的影响，加速度测量器 在测量过程之前应该先进行调零处理，而且防坠安全器开始制动的过程瞬间，就 是施工升降机坠落制动瞬间除此之外，防坠安全器的制动速度和制动距离应该 符合JG121—2000《齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器》的要求，以此来确保施工升 降机中施工人员的安全参考文献：[1] ASME B30.23—1998 升降机[S].[2] 蕾晓东，周凤台•防坠安全钳的现场落试验方法[J].建筑机械，1998(11)：28-31.[3] GB 10055—2007施工升降机安全规则[S].[4] 施工升降机安全规程：GB10055-2007[S].。