坠落减力器.pdf

本发明涉及一种高空作业劳动保护装置。
    安全带是高空作业工人预防坠落伤害的用具，但并非所有的安全带都能保护人体免受坠落冲击伤害，这和安全带各配件强度、安全绳缓冲性能、绳长、坠落距离等因素密切相关。通常安全带各配件、安全绳缓冲性能是固定的，能否造成坠落冲击伤害只和安全绳绳长、坠落距离有关，安全绳越长或坠落距离越大，人坠落时身体重力也越大，因此人就越容易受到伤害。实验表明，模拟人坠落距离1.2m时，安全带作用于腰部的冲击力大致在5880N左右，1.5m时可达6860N，2m时在8200～9000N范围，2.5m时达11760N，而人体耐受极限为8000N。如果将坠落距离限制在1.8m以下，可保证人坠落时不受伤害，但给操作带来许多不便，为了解决因安全绳过长，在人坠落时受到伤害的问题，日本、西德、美国等国家采用在安全绳上安装缓冲器的措施，取得了较好的效果。日本东洋经济日报刊登过坠落缓冲器（A型和B型两种），其结构示意图如图1所示，这种缓冲器的工作原理是，当人带着缓冲器下滑时，壳体通过摩擦球对安全绳施加摩擦力，达到消耗动能减少人体受力的目的，但该种缓冲器减力效果不够理想，且成本高，目前国内还没有坠落减力器问世。

    为有效地解决高空坠落伤害，本发明提供的坠落减力器能有效地减少人体坠落时受力情况，从而减少高空坠落伤害事故，且该减力器体积小便于携带，成本也大大低于国外同类型产品。

    坠落减力器可有两种不同结构型式，一种是A型坠落减力器，如图2所示。它是由连接环（1）、减力器壳（2）、摩擦球（3）、集力环（4）、弹簧（5）、端板（6）和螺母（7）组成。连接环主要是将减力器连接在安全带上，一般由普通钢管制成;减力器壳体尺寸可由安全绳的粗细不同而定，安全绳（8）从壳体中心穿过，壳体形状可制成园柱体或长方体，其材料可采用铝合金、尼龙、ABS等;摩擦球安置在安全绳周围，可以安放1～2层摩擦球，球的直径以10～15mm为宜，可以是钢球，也可以是橡皮球;集力环呈锥形，锥度一般在15°～55°范围内，以45°为宜，集力环的材料采用普通钢即可;弹簧安装在减力器的上半部，一般采用的规格为直径Φ4弹簧钢。安全绳的规格由国家标准规定。当人体坠落时，带着减力器顺安全绳急速下滑，摩擦球和弹簧组成的惯性摩擦系统与安全绳产生急剧摩擦，将冲击动能转化为热能，同时锥形集力壳随着自身下滑通过摩擦球对安全绳施加越来越大的摩擦力，最终使冲击动能极大消耗，于是人体受力大大减少。

    另一种B型坠落减力器的结构如图3所示，它是由连接环（1）、减力器壳（2）、摩擦球（3）、螺母（7）所组成。这种减力器结构十分简单、体积小、减力器壳体可以是长方体，也可以是园柱体，壳体内壁制成椭园锥形，其锥度范围为10°～55°，以15°为宜;摩擦球叠层安放在安全绳与壳体之间，可装2～6个球。该种减力器可采用的材质与A型减力器相同。B型减力器的工作原理是：当人体带着减力器从高空坠落时，摩擦球对安全绳产生摩擦消耗动能。在人下滑的同时，减力器壳体也随着下滑，摩擦球也跟着滑向锥体的狭窄部位。此时，摩擦球对安全绳施加越来越大的力，使动能极大滑耗，达到人体受力减少地目的。

    附图说明：

    图1为坠落缓冲器示意图，图2为A型坠落减力器结构示意图，

    图3为B型坠落减力器结构示意图。

    图中1-连接环;2-减力器壳体;3-摩擦球;

    4-集力环;5-弹簧;6-端板;

    7-螺母;8-安全绳。

    本发明所提供的A型坠落减力器采用弹簧和集力环结构，减力效果可达40%以上（日本同类坠落缓冲器减力效果可达30%），而且成本较低，结构简单。本发明所提供的B型坠落减力器系用椭园型集力壳体和多球叠层安装方式使安全绳和摩擦球接触面积增大，从而使摩擦力加大，其减力效果可达30%以上（日本同类缓冲减力器减力效果15%）。

    实施例：B型坠落减力器壳体为长方体，长60mm，宽44mm，厚24mm，材质为ABS，壳体内锥度为15°，连接环直径Φ6mm，长度105mm，材质为A3钢;摩擦球直径为Φ11mm，材质为钢球，安装4个球;安全绳规格为Φ13mm。将该坠落减力器安装在悬挂单腰带式安全带上做坠落试验，模拟人重量100kg，测试仪器经国家计量院检定，试验条件符合国家标准有关规定。环境温度20℃，60次试验的平均值列于表一：

    由试验结果可以看出，使用坠落减力器可降低冲击力值30%以上。B型坠落减力器还具有体积小、重量轻（＜120克）、成本低、可靠性高的特点。