临边作业安全带限位装置的设计与安全性评估

临边作业安全带限位装置的设计与安全性评估

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摘要：为保证现场临边作业的安全性，确保施工人员的人身安全，设计了临边作业安全带限位装置。该装置采用限位杆和限位板相结合的方式，对安全带的长度进行控制。通过设置限位杆来限制安全带的长度，当其超出安全绳长度时，自动停止运行。同时在限位杆和限位板上安装有安全绳，当安全带超出限位杆长度时，安全绳将从限位杆上脱落下来，起到保护作用。该装置不仅提高了施工人员的人身安全，还减少了高空坠落的风险，为建筑施工创造了安全的作业环境。

关键词：临边作业；安全带；限位装置；设计；安全性

引言

近年来，建筑施工中发生的高空坠落事故时有发生，其中多数为系安全带坠落。由于建筑施工具有高危险性，一旦发生意外事故，轻则重伤，重则危及生命。目前，建筑施工中系安全带的主要方式有两种：一种是通过安全带绳套将安全带固定在吊篮或脚手架上，另一种是通过安全绳将安全带固定在吊篮或脚手架上。前者操作繁琐且成本高，后者操作简单且成本低。因此，如何减少高处坠落事故的发生是建筑施工中亟待解决的问题。本文针对目前安全带的使用现状，设计了新型安全带限位装置，该装置具有结构简单、制作成本低、操作简单、便于安装等优点。

1总体方案

安全带限位装置主要由限位杆、限位板、安全绳及安全锁具等组成。其中，限位杆为圆柱形，高度为10 cm，与限位板之间通过连接件连接，并且与限位板上的固定孔进行焊接。限位板为矩形，高度为15 cm，宽度为8 cm，将其与安全带连接后形成一整体。在两个侧面设置有竖直方向的固定孔，用于将安全带固定在限位杆上。安全锁是通过转动手柄来控制限位杆的开启和关闭。

在操作过程中，安全锁上的手柄转动到极限位置时，限位板自动闭合。当安全带超出安全锁上的限制长度时，安全锁会自动打开。安全带通过限位杆与限位板之间的连接件固定在一起，当安全锁打开后，安全绳与安全锁具之间也会有一定的间隙，这样安全带就不能继续运行了。同时在安全带上安装有两个保险装置，当安全带超出限位时保险装置会自动报警。安全带通过限位杆与安全锁具连接后形成整体。

2技术方案

为解决现有技术中，临边作业安全带限位装置存在的安全隐患，提高其安全性，本文设计了临边作业安全带限位装置。该装置采用限位杆和限位板相结合的方式，对安全带的长度进行控制，当安全带超出限位板长度时，安全绳从限位杆上脱落下来，起到保护作用。该装置包括底座、固定底座、连接杆、限位板和限位杆。底座上安装有螺栓，用于将固定底座固定在固定底座上。固定底座与连接杆之间通过连接接头相连。连接杆上安装有螺母和螺栓。螺栓的数量由所选的螺栓孔数决定。所选的螺栓孔与所选的螺栓孔距相匹配。所选的螺栓孔距应大于或等于螺母的孔距[1]。连接杆一端设有固定座，用于固定连接杆，另一端设有螺母，用于将连接杆锁死。

3限位装置工作原理

通过观察可知，限位板的中间位置是由两个限位杆组成的，当安全带通过限位杆时，安全带的长度超出限位板长度时，安全带将不能通过限位杆。在安全带被限定位置时，限位杆上的安全绳将会从限位板上脱落下来，防止安全带脱落伤到作业人员。

当安全带通过限位板时，限位板的两个端点为安全绳固定位置。当安全带从限位板上脱落下来时，安全绳将会在重力的作用下往下滑动。由于安全绳是一种柔性材料，其具有一定的延展性，当安全绳被卡住时，安全绳会在外力作用下恢复原状。在外力消失后，安全绳会再次发生位移，安全绳在发生位移后与限位板产生摩擦，并将安全带固定在其中[2]。

4产品结构与功能

1.结构：（如下图）

2.功能：

（1）本装置通过限位杆和限位板的结合，限制安全带的长度，当安全带超过限位板长度时，自动停止运行。

（2）当安全带被安全绳拉出时，限位杆和限位板之间通过安全绳连接，安全绳在通过限位杆时，在限位杆上有一定的弯曲半径，当安全绳弯曲到一定角度时，安全绳从限位板上脱落下来。

（3）本装置结构简单，制造、安装方便。

（4）本装置不需要专用电源和任何辅助装置，适用于任何施工现场。

（6）本装置能够有效地限制安全带的长度，使安全带不会超出限位板的长度范围，有效地避免了安全带与安全绳之间的摩擦损坏安全绳。

5试验结果与分析

为了检验安全带限位装置的可靠性，在相同的载荷下，分别对安全带进行两次加载，每次加载50 kg，共进行3次加载，得到试验结果。

安全带限位装置在加载50 kg的情况下，限位杆与安全带连接处均未出现松动和脱落现象，说明安全带限位装置在载荷下具有较好的稳定性。安全带在正常运行时，安全绳在限位杆和限位板上不会出现缠绕现象，说明限位杆和限位板对安全绳起到了保护作用。

通过对比两次加载后安全带的变形情况发现，在50 kg的载荷下，安全带不会出现变形或者断裂现象。这是因为限位杆和限位板具有良好的承载性能。

当载荷增大到300 kg时，安全带和安全绳都出现了不同程度的损坏。由于安全绳和限位杆都是由钢材制成的，所以当载荷达到300 kg时，其强度明显下降。因此，为了保证安全带限位装置的可靠性和安全性，需要对其进行强度校核。

6安全性能评估

本文中所设计的临边作业安全带限位装置，首先将安全带固定在建筑构件上，然后通过限位杆将安全带固定在其上，最后通过限位板将安全带限制在建筑构件内。当安全绳的长度超出限位板的长度时，限位板自动停止运行。该装置最大限度地提高了临边作业的安全性，同时也为建筑施工创造了安全的作业环境。

在设计过程中，主要考虑了以下因素：①该装置安装方便、稳固可靠、便于操作；②能够将安全带限制在建筑构件内；③能够自动检测和控制安全带的长度，并对其进行保护；④能够在限位杆超出一定长度时自动停止运行；⑤当安全绳的长度超出一定范围时，限位板自动脱落，起到保护作用。

本文设计的临边作业安全带限位装置在安全性能方面达到了预期要求，能够满足现场临边作业的要求，且具有结构简单、安装方便、成本低等优点。

结论

本设计的临边作业安全带限位装置，能够在危险发生前自动停止安全带运行，避免了作业人员的坠落，从而保证了现场施工人员的人身安全。同时本设计具有结构简单、安装方便、可靠性高、使用寿命长等特点，能够满足建筑施工现场临边作业的需要。在今后的设计中，可以进一步提高该装置的实用性能。

参考文献

[1]刘伟;韦俊.移动式安全带悬挂装置的设计与应用[J].冶金动力,2022:3.

[2]徐长江.化工设计中安全装置的设计与选用[J].中国化工贸易,2020:25-26.

[3]王钰,周燕.化工设计中安全装置的设计与选用[J].《化工设计通讯》,2020