一种支吊架失效警示装置的制作方法

本发明涉及警示装置，具体为一种支吊架失效警示装置。

背景技术：

支吊架能够将管、线的荷载传递至主体结构，是建筑机电工程安装必不可少的附属设施。在支吊架安装时，常常通过膨胀螺栓将支吊架固定在梁、板的底部。在长期使用过程中，由于结构振动、设计不合理、安装不规范、使用不恰当、维护不到位等原因，支吊架安装螺栓极易出现松动，引起支吊架失效脱落。支吊架一旦松脱失效，会使得临近支吊架的负荷增大，临近支吊架的松脱风险大大增强。近年来，由于支吊架失效脱落而造成其支撑的管、线坠落，砸坏下部设备、汽车，甚至造成人员伤亡的工程事故，时有发生。因此，急需采用有效的措施来保证支吊架的使用安全。

目前，检测支吊架安全状况的方式主要有人工定期巡查和仪器实时监测两种。人工定期巡查是建筑的管理人员或专业的检测人员靠近支吊架，查看是否出现螺栓松动。由于支吊架大多安装在设备间、停车场和房间的顶部，且数量庞大，这种方法费时费力、主观性强、可靠性低，难以在第一时间发现支吊架脱落风险。仪器实时监测是通过在支吊架上安装测量应变、振动等信息的传感器，通过对传感器信号进行采集、分析，判断支吊架是否安全。由于建筑结构中的支吊架数量众多、分布零散，仪器实时监测的成本高昂，难以在实际工程中推广应用。

因此，非常有必要研发一种无需人员操作和专业仪器设备的装置，来警示支吊架的失效，以便能够及时对失效的支吊架进行维修，防止其支撑的管、线坠落。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种支吊架失效警示装置。

技术方案：本发明所述的一种支吊架失效警示装置，包括壳体、固定支座和移动支座，固定支座、移动支座均伸出壳体并与支吊架相连，移动支座与壳体滑动连接，壳体上设置指示窗，壳体内设置连接钢丝、弹簧、限位挡板、刻痕钢丝和滚轴，连接钢丝一端与固定支座相连，另一端与弹簧相连，弹簧初始处于拉伸状态，刻痕钢丝一端与弹簧相连，另一端通过滚轴与移动支座相连，弹簧通过连接杆与颜色指示板相连，限位挡板用于限制弹簧继续伸长，指示窗用于观察颜色指示板的颜色。

进一步地，支吊架由于其支撑的管、线的荷载而初始处于拉伸状态。支吊架通过安装螺栓与横梁相连。固定支座通过强力磁铁、胶水或焊接与支吊架固连。移动支座通过强力磁铁、胶水或焊接与支吊架固连。

进一步地，壳体上设置长孔，移动支座上设置滑槽，移动支座能够沿着长孔滑动。

进一步地，刻痕钢丝上设置凹于其表面的刻痕，刻痕深度为刻痕钢丝直径的1/3～2/3。当刻痕钢丝被拉伸时，因为刻痕导致横截面削弱的刻痕钢丝发生断裂。

进一步地，颜色指示板包括白板和红板，白板用于表示支吊架有效，红板用于警示支吊架失效。

进一步地，壳体上设置小孔，移动支座上设置销钉孔，小孔与销钉孔对齐。支吊架失效警示装置还包括销钉，销钉从外向内依次穿过小孔和销钉孔，将移动支座固定。

工作原理：固定支座和移动支座通过强力磁铁、胶水或焊接方式固定在处于拉伸状态的支吊架的竖杆或斜杆上，安装完成后拔出销钉。此时，支吊架工作正常，指示窗中的颜色指示板显示为白色，表示支吊架有效。当支吊架的安装螺栓松脱后，根据材料力学原理可知支吊架竖杆或斜杆缩短，带动移动支座沿长孔向固定支座滑动，滚轴位置固定，刻痕钢丝被拉伸，因为刻痕导致横截面削弱的刻痕钢丝由于拉伸而发生断裂，处于拉伸状态的弹簧回缩，使得颜色指示板向上移动，指示窗中的颜色指示板显示为红色，表明支吊架失效，实现支吊架失效的警示。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：通过机械装置来实现支吊架失效的警示，无需其他昂贵的仪器设备和电源，原理简单、零部件少、体积小巧、价格低廉、安装方便、可靠性高；管理人员或检修人员只需远距离观察指示窗的颜色，即可迅速判断支吊架是否失效，操作简便快捷，工程实用性强，推广应用前景极为广阔。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的右视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明的a-a面剖示图；

图5是本发明的使用状态示意图；

图6是本发明移动支座3的立体图；

图7是本发明移动支座3的俯视图；

图8是本发明刻痕钢丝8上刻痕801的结构示意图；

图9是本发明颜色指示板11的结构示意图；

图10是本发明销钉14的结构示意图。

具体实施方式

如图1～4，支吊架失效警示装置的壳体1的侧面上开有指示窗101、长孔102、小孔103和固定支座孔104。壳体1由金属材料制成。固定支座2的一端通过壳体1上的固定支座孔104伸出壳体1外，固定支座2与壳体1固定连接。固定支座孔104与固定支座2的尺寸相匹配，其连接处可以用密封胶等进一步密封。弹簧6的上端通过连接钢丝5与固定支座2固定接接，下端通过连接杆10与颜色指示板11固连。刻痕钢丝8的上端与弹簧6下端固定连接，刻痕钢丝8下端绕过滚轴9与移动支座3连接。颜色指示板11紧贴指示窗101处的壳体1内壁且可沿内壁上下滑动，指示窗101用于观察颜色指示板11的颜色。移动支座3的一端通过壳体1上的长孔102伸出壳体1，滚轴9固定于壳体1内，限位挡板7固定于壳体1内，弹簧6初始处于拉伸状态，弹簧6通过限位挡板7限制其继续伸长。

如图5，支吊架4及其支撑的管线施工完成后，支吊架失效警示装置通过强力磁铁、胶水或焊接方式，将固定支座2和移动支座3固定在支吊架4的竖杆或斜杆上。支吊架4初始处于拉伸状态，通过安装螺栓12与横梁13螺纹连接固定。安装完成后拔出销钉14，此时指示窗101中的颜色指示板11显示为白板1101，表示支吊架4工作正常(有效)。

如图6～7，移动支座3上设置有矩形的滑槽301和圆形的销钉孔302，移动支座3可沿滑槽301在壳体1的长孔102内上下滑动。

如图8～10，刻痕钢丝8上有减小横截面的刻痕801，刻痕801的深度为刻痕钢丝8直径的1/3～2/3。颜色指示板11上半部分为白板1101，下半部分为红板1102，白板1101和红板1102的面积完全相同，白板1101用于表示支吊架4有效，红板1102用于警示支吊架4失效。销钉14从外向内依次穿过壳体1上的小孔103、移动支座3上的销钉孔302，小孔103与销钉孔25对齐，将移动支座3与壳体1固定连接，防止警示装置在安装时由于移动支座3滑动而拉断刻痕钢丝8。

当支吊架4的安装螺栓12松脱后，根据材料力学原理可知支吊架4竖杆或斜杆缩短，带动移动支座3沿长孔102向固定支座2滑动，滚轴9位置固定，刻痕钢丝8被拉伸，因为刻痕801导致横截面削弱的刻痕钢丝8由于拉伸而发生断裂，处于拉伸状态的弹簧6回缩，使得颜色指示板11向上移动，指示窗101中的颜色指示板11显示为红色，表明支吊架4失效，实现支吊架4失效的警示。通过机械装置来实现支吊架4失效的警示，无需其他昂贵的仪器设备和电源，原理简单、零部件少、体积小巧、价格低廉、安装方便、可靠性高。管理人员或检修人员只需远距离观察指示窗101中颜色指示板11的颜色，根据颜色的变化可迅速判断支吊架是否失效，操作简便快捷，工程实用性强，推广应用前景极为广阔。

假定固定支座2和移动支座3之间的距离l为300mm，刻痕钢丝8的刻痕801长度d为2mm，支吊架4的竖杆或斜杆由于其支撑管、线的荷载而产生的应力σ为150mpa，支吊架4所用钢材的弹性模量e为210gpa。根据材料力学原理可知，支吊架4的竖杆或斜杆由于其支撑管、线的荷载而产生的应变ε为：

ε＝σ/e＝150×10⁶/210×10⁹＝7.143×10^-4(1)

当支吊架4上固连的安装螺栓12松脱后，支吊架4竖杆或斜杆缩短，带动移动支座3沿长孔102向固定支座2滑动，固定支座2和移动支座3之间的相对移动量δl为：

δl＝εl＝7.143×10^-4×300＝0.2143mm(2)

刻痕钢丝8被拉伸，因为刻痕钢丝8的刻痕801位置的强度远低于其他位置，固定支座2和移动支座3之间的相对移动量δl造成的刻痕钢丝8的伸长集中于刻痕801位置。如果刻痕钢丝8不断裂，则刻痕钢丝8的刻痕801位置的应变ε′为：

ε′＝δl/d＝0.2143/2＝0.1071(3)

应变ε′远大于刻痕钢丝8的极限拉应变，所以刻痕钢丝8必然发生断裂。