Badania skuteczności działania urządzeń samohamownych chroniących przed upadkiem z wysokości, instalowanych do elastycznych punktów kotwiczenia

Kierownik projektu: dr inż. Krzysztof Baszczyński

Streszczenie projektu:

Urządzenia samohamowne należą do podzespołów łącząco-amortyzujących przeznaczonych do zabezpieczenia przed upadkiem z wysokości pracowników, którzy podczas pracy muszą przemieszczać się na długich odcinkach pionowych. Badania wykazywały na występowanie specyficznych sytuacji powstrzymywania spadania, w których sprzęt ten działał w wadliwy sposób. Dlatego głównym celem zadania było stworzenie podstaw teoretycznych i bazy laboratoryjnej do oceny urządzeń samohamowanych w tym zakresie. Ze względu na ważność tego problemu dla bezpieczeństwa użytkowników urządzeń samohamownych, opracowano metodę badania urządzeń przeznaczonych do stosowania z elastycznymi podzespołami kotwiczącymi. Dla opracowanej metody zaprojektowano i zbudowano stanowisko badawcze, którego głównym elementem jest płaska sprężyna stymulująca elastyczny podzespół kotwiczący. Dokonano weryfikacji metody badawczej, która objęła ustalenie czynników wpływających na wyniki badań oraz szacowanie niepewności pomiaru drogi powstrzymywania spadania obciążnika badawczego. Przygotowano także procedurę badawczą przeznaczoną do oceny typu WE urządzeń samohamownych.

Informacje uzupełniające

Urządzenia samohamowne należą do podzespołów łącząco - amortyzujących przeznaczonych do zabezpieczenia przed upadkiem z wysokości pracowników, którzy podczas pracy muszą przemieszczać się na długich odcinkach pionowych. Informacje pochodzące od użytkowników tych urządzeń oraz wstępne badania prowadzone w CIOP-PIB wskazywały na występowanie specyficznych sytuacji powstrzymywania spadania, w których sprzęt ten działał w wadliwy sposób. Objawiało się to skokowym blokowaniem i odblokowywaniem linki (taśmy) urządzenia, co w efekcie powodowało, że nie następowało powstrzymanie spadania na wymaganej drodze
W związku z tym podjęto zadanie, którego głównym celem było stworzenie podstaw teoretycznych i bazy laboratoryjnej dla oceny urządzeń samohamownych w tym zakresie
W pierwszym etapie zadania dzięki analizie teoretycznej oraz badaniom laboratoryjnym wyjaśniono, że skokowe działanie urządzenia samohamownego jest spowodowane własnościami sprężystymi układu linka urządzenia - podzespół kotwiczący. Energia zmagazynowana w tym układzie po zatrzymaniu spadania obciążnika nie jest dostatecznie rozpraszana, a oddawana z powrotem obciążnikowi powoduje jego ruch do góry i odblokowanie zapadek, a w konsekwencji kolejne spa-danie. Dokonano przeglądu konstrukcji podzespołów kotwiczących dla urządzeń samohamownych stosowanych na różnych stanowiskach pracy. Przeprowadzono analizę teoretyczną i badania laboratoryjne, które wykazały, że częstotliwość drgań tłumionych i logarytmiczny dekrement tłumienia drgań podzespołów kotwiczących ma bezpośredni wpływ na skokowe działanie urządzeń samohamownych
Ze względu na ważność tego problemu dla bezpieczeństwa użytkowników urządzeń samohamownych opracowano metodę badania urządzeń przeznaczonych do stosowania z elastyczny-mi podzespołami kotwiczącymi. Ideą tej metody było sprawdzenie zachowania urządzenia samohamownego, zainstalowanego do wzorcowego elastycznego podzespołu kotwiczącego, podczas powstrzymywania spadania z wysokości obciążnika badawczego. Dla opracowanej metody zaprojektowano i zbudowano stanowisko badawcze (rys.1), którego głównym elementem jest płaska sprężyna symulująca elastyczny podzespół kotwiczący. Przeprowadzone badania weryfikacyjne wykazały, że sprężyna podczas obciążenia dynamicznego za pomocą sztywnego obciążnika o masie 100 kg wykazuje częstotliwość drgań tłumionych fR równą 2,41 Hz i logarytmiczny dekrementem tłumienia δT równy 0,017, co potwierdziło osiągnięcie założonych parametrów dynamicznych stanowiska. Stanowisko badawcze zostało wyposażone w dalmierz laserowy zainstalowany na obrotowym ramieniu, którego podstawa jest przesuwana po ramie nośnej. Rozwiązanie takie pozwala ma pomiar położenia obciążnika badawczego przed i po powstrzymaniu spadania z wymaganą dokładnością
Dokonano weryfikacji metody badawczej, która objęła ustalenie czynników wpływających na wyniki badań oraz szacowanie niepewności pomiaru drogi powstrzymywania spadania obciążnika badawczego. Dla opracowanej metody badawczej sformułowano kryterium oceny urządzeń samohamownych pod względem skuteczności działania w przypadku instalacji do elastycznych punktów kotwiczenia. Kryterium to opiera się na porównaniu długości drogi powstrzymywania spa-dania obciążnika badawczego przez urządzenie zainstalowane do sztywnego i elastycznego punk-tu kotwiczącego. Sformułowane kryterium sprawdzono w badaniach laboratoryjnych, które po-twierdziły jego poprawność
Wykorzystując opracowaną metodę badań przygotowano procedurę badawczą przeznaczoną dla potrzeb oceny typu WE urządzeń samohamownych. Procedura została poddana badaniom sprawdzającym polegającym na sprawdzeniu precyzji pomiarów w warunkach odtwarzalności. Wyniki badań powtórzonych w dwóch seriach, prowadzonych przez różnych operatorów, nie wykazały istotnych statystycznie różnic, co potwierdziło poprawność przygotowanej procedury badawczej
Podjęto działania zmierzające do upowszechnienia wśród użytkowników i producentów sprzętu ochronnego zdobytych informacji. W ramach tych działań przygotowano artykuł naukowy pt. The influence of anchor devices on the performance of retractable type fall arresters protecting against falls from a height, który opublikowano w JOSE w 2006 r. Opracowano również wytyczne do instalowania urządzeń samohamownych chroniących przed upadkiem z wysokości, które są przeznaczone głównie dla użytkowników sprzętu

Rys. 1. Stanowisko do badań skuteczności działania urządzeń samohamownych instalowanych do elastycznych punktów kotwiczenia. 1 - rama nośna zgodna z PN-EN 364:1996, 2 - płaska sprężyna, 3 - badane urzą-dzenie samohamowne, 4 - obciążnik badawczy, 5 - urządzenie do szybkiego zwalniania, 6 - elektrowciąg, 7 - cięgno, 8 - dalmierz laserowy.

Jednostka: Pracownia Ochron Głowy i Sprzętu Zabezpieczającego Przed Upadkiem Z Wysokości

Okres realizacji: 01.01.2005 – 31.10.2007