一种安全带试验机构、试验机的研发

刘先远

摘  要：该发明属于电力安全工器具检测技术领域，具体涉及一种安全带试验机构、试验机。高空作业安全带又称全身式安全带或五点式，新国标GB 6095—2021《坠落防护 安全带》规定材质需使用涤纶及更高强度的织带加工而成的。全身式安全带是高处作业人员预防坠落伤亡的防护用品。是由带体、安全配绳、缓冲包和金属配件组成，总称坠落悬挂安全带。现有的安全带测试设备大多只能完成一种试验，如静负荷试验或滑脱试验，且大多操作复杂，人工操作方式多，占地空间大。

关键词：安全带；静负荷试验；围杆作业；坠落悬挂；垂直作业

中图分类号：TH122      文献标志码：A          文章编号：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

安全帶的种类有很多，一般包括围杆类作业带：适用于外线电工，电信工人作业，电线维修等相似工种；防坠落安全带：电器安装和维修等高空作业用；五点式安全带：可适应各类作业，包括围杆作业、坠落悬挂、垂直作业等。安全带优点体现在强度大、耐磨、耐用、耐霉烂、耐酸碱，简易轻便，安全适用。

1  机构的主要组成

本发明提供一种安全带试验机构，该试验机构既可进行静负荷测试也可进行滑脱测试，试验效率高，稳定可靠。本发明还提供一种试验机，应用上述试验机构，通过与控制台和其他配件、连接件配合构成整个试验机。

安全带试验机构包括机架、加载机构、滑脱机构、释放机构、模拟人、平台板等；所述的加载机构、滑脱机构、平台板均固定在机架上。下面介绍其3个主要的组成部分。

1.1  滑脱机构的组成

滑脱机构包括立柱、半圆底座、高度调节块和释放机构；半圆底座固定在立柱上端的侧壁上；高度调节块套接在半圆底座上，使得高度调节块可在半圆底座上滑动；所述的高度调节块上还设置有锁紧扣，用于固定高度调节块。

1.2  释放机构的组成

释放机构包括安装底板、侧板、铜套、伸缩轴、滚轮、销轴和电磁铁；安装底板两端固定一对侧板的一端，侧板另一端内侧固定顶板，构成了释放机构的机体；位于机体内的电磁铁固定在安装底板上，被铜套套接的伸缩轴与电磁铁的吸合轴连接；铜套穿过顶板并固定于顶板上，伸缩轴在铜套中可以轴向运动；伸缩轴远离电磁铁的一端端头设置滚轮，通过销轴穿过伸缩轴、滚轮，并将滚轮相对固定；伸缩轴位于平台板下方。模拟人通过加载链与加载机构连接。

1.3  加载机构的组成

加载机构包括油缸、法兰连接盘、油缸活塞和拉头。

2  机构的主要连接描述

固定块固定在立柱中部，与机架连接固定。机架底端为型材框架，型材框架一侧固定一对立架，立架上固定可翻转的模拟人翻；模拟人翻板下方，位于型材框架上固定有滑脱机构固定板，用于固定立柱；紧邻滑脱机构固定板，型材框架上设置有加载机构固定架，加载机构固定架上端设置有固定板，用于固定加载机构。

法兰连接盘与机架连接；拉头套接在油缸活塞上端，并可以360°旋转；拉头上设置有多个安装孔。

3  试验机构及试验机的特点

1）试验机采用框架焊接一体成形，强度高、刚性好、试验过程中不易变形。

2）试验机利用链条作为辅助夹具，试验高度调节方便，保证试验过程控制稳定。

3）试验机采用压电式传感器，具有频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等优点。

4）试验机控制台与主机采用分离式设计，使试验过程更安全，人身安全更能得到保障。

5）试验机软件采用PID控制方式，具有控制精度高，控制稳定可靠等特点。

6）试验机采用大直径油缸，保证在试验过程中，悬臂梁加载机构稳定可靠。

7）试验机框架上预置了试验机校准所需安装连接点，方便设备的后期校准。

8）试验机试样具有安装方便快捷，试验效率高，后期维护成本低等优点。

4  具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1、图2所示，本发明安全带试验机构，包括机架1、加载机构2、滑脱机构3、模拟人4、平台板5，加载机构2、滑脱机构3均固定在机架1上。模拟人4通过加载链或其他连接部件与加载机构连接。

如图3、图4所示，本发明滑脱机构包括立柱6、半圆底座7、高度调节块8和释放机构9；半圆底座7固定在立柱6上端的侧壁上；高度调节块8套接在半圆底座7上，使得高度调节块可在半圆底座上滑动；高度调节块8上还设置有锁紧扣11，用于固定高度调节块； 固定块12固定在所述立柱中部，与机架连接固定。

滑脱机构作为进行安全带滑脱试验的机构，需在试验时承受模拟人释放时的冲击力，所以对立柱有一定的刚性要求，半圆底座通过螺栓与立柱连接，高度调节块在半圆底座上可以滑动，可根据不同长度的安全带围杆带调节高度，同时通过调节块的锁紧扣锁定在半圆底座上。固定块可以将立柱与设备机架固定在一起，形成一个完整的受力整体，增加了立柱的刚性。

如图5、图6所示，本发明的释放机构包括安装底板13、侧板14、铜套15、伸缩轴16、滚轮17、销轴18和电磁铁19；安装底板13两端固定一对侧板14的一端，侧板另一端内侧固定顶板20，构成了释放机构的机体；位于机体内的电磁铁19固定在安装底板13上，被铜套15套接的伸缩轴16与电磁铁19的吸合轴连接；铜套15穿过顶板并固定于顶板上，伸缩轴16在铜套中可以轴向运动；伸缩轴远离电磁铁的一端端头设置滚轮17，销轴18穿过伸缩轴16、滚轮17，并将滚轮17相对固定；伸缩轴位于平台板下方。

电磁释放机构作为进行安全带滑脱试验的释放机构，需要有足够的吸合力拉动伸缩轴，使依靠在滚轴上的模拟人翻板能顺利滑脱。安装底板与侧板等组成电磁释放机构的机体，铜套可以保证伸缩轴不产生径向运动，滚轮与销轴组成可以滚动的机构，能够最大限度减少释放机构与模拟人翻板的摩擦力，确保试验时释放的可靠性。

如图7、图8所示，本发明机架底端为型材框架19，型材框架19一侧固定一对立架10，立架上固定可翻转的模拟人翻板21；模拟人翻板下方，位于型材框架上固定有滑脱机构固定板22，用于固定立柱；紧邻滑脱机构固定板，型材框架上设置有加载机构固定架23，加载机构固定架上端设置有固定板，用于固定加载机构。本发明还在型材框架上设置平台板5，将型材框架上表面盖合。

试验机机架作为整个设备的基体，需要有一定的刚度与形位尺寸，保证在与别的机构配合时，达到预期的效果，底板作为机架的底座，同时需承受静负荷试验时所有的力，需要有一定的结构形式保证设备的刚度。加载机构固定板用来固定设备的油缸加载机构，滑脱机构固定板用来固定滑脱机构的立柱。

如图9、图10所示，本发明加载机构包括油缸24、法兰连接盘25、油缸活塞26和拉头27；法兰连接盘25与机架连接；拉头27套接在油缸活塞26上端，并可以360°旋转；拉头27上设置有多个安装孔，方便试验时，可以根据样品差异可以进行相应的调整。

加载机构作为整个试验机的动力传递单元，利用法蘭连接盘与设备的机架连接，采用悬臂梁形式，使整个试验空间灵活多变，拉头可以360°旋转。

安全带试验机，应用上述安全带试验机构，通过与控制台、线缆、电源及油管等常规技术配合构成试验机。

本发明进行安全带静负荷试验时，根据安全带的种类，选择不同的穿戴方式，将安全带穿戴在模拟人上，再将模拟人臀部吊环固定在底板的固定点上；将拉加力感器上端挂与加载链条连接，下端吊挂在安全绳与安全带系带的连接处，控制台上设置好相应的试验载荷与保载时间，按测试键进行静负荷试验，测量并纪录试验情况。

进行滑脱试验时，将围杆式安全带穿戴在模拟人上，利用拉头将模拟人吊装到翻板上，将围杆带绕在高度调节块上，应保证安全带系带悬挂点同固定挂点距离为200～300 mm，在穿过调节扣的带扣和带扣框架处做出标记；然后卸除吊装用的连接件（链条），试验准备完毕，只需按动控制台上的释放按键，翻板反倒，模拟人下坠，晃动停止后，测量并纪录偏离标记的滑移，观察并记录安全带情况，即可完成试验。

上述试验具体试验方法可参照GB 6095—2021《坠落防护安全带》，还有DL/T 1476—2015《电力安全工器具预防性试验规程》。

参考文献：

[1] 电力安全工器具预防性试验规程：DL/T1476—2015[S].北京：中国电力出版社，2015.

[2] 坠落防护 安全带：GB 6095—2021[S].北京：中国标准出版社，2021.

[3] 杨文芬，肖义庆，臧兰兰，等.安全带测试方法：GB/T 6096—2009[S].北京：中国标准出版社，2009.

[4] 机械式拉力试验机 技术条件：JB/T 9375—2014[S].北京：机械工业出版社，2014.

[5] 安全带静载试验机 技术条件：JB/T 13807—2020[S].北京：机械工业出版社，2020.