一種起重機(jī)軌道檢測(cè)設(shè)備

劉勇 潘洋 付震宇 廖禹帆 梁文 姚登峰

摘 要：起重機(jī)安全的檢驗(yàn)是特檢機(jī)構(gòu)主要的工作職責(zé)，起重機(jī)軌道的平順性則是影響其安全運(yùn)行的主要參數(shù)。國(guó)家關(guān)于起重機(jī)軌道的安裝公差頒布了多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期以來(lái)由于缺少必要的、適用的檢測(cè)手段，特檢單位對(duì)起重機(jī)軌道各項(xiàng)安裝的公差參數(shù)的檢測(cè)一直以來(lái)難以實(shí)施快速、準(zhǔn)確、有效的檢測(cè)。本文介紹了一種起重機(jī)軌道檢測(cè)設(shè)備，用以完成軌道相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；軌道；檢測(cè)設(shè)備；檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：The safety inspection of crane is the main job responsibility of the special inspection unit.The smoothness of crane rail is the main parameter that affects the safe operation of crane.Countries concerning the installation of crane rail tolerance enacted a number of national standards， for a long time because of a lack of necessary，suitable means of detection，special survey unit installation tolerance parameters of crane rail detection has been difficult to implement fast，accurate and effective detection.In this paper，a crane rail detection equipment is introduced to complete the detection of track correlation data.

Keywords：Crane；Orbit；Testing equipment；Detection

0 引言

隨著“一帶一路”的建設(shè)，我國(guó)已與很多國(guó)家簽署雙邊自貿(mào)協(xié)定，我國(guó)將作為最大的市場(chǎng)和最大的產(chǎn)品輸出國(guó)長(zhǎng)期存在，制造業(yè)得到很大的發(fā)展，在此之中，起重機(jī)擔(dān)當(dāng)了一個(gè)不可或缺的重要角色。但是，啃軌、脫軌卻是起重機(jī)的最大殺手，因此對(duì)于起重機(jī)軌道的檢測(cè)具有十分重要的意義。而現(xiàn)有的起重機(jī)軌道的檢驗(yàn)方法誤差大、檢測(cè)結(jié)果精度低，且難以滿足大部分項(xiàng)目的檢測(cè)要求。樂(lè)山市特檢所和北京拉特激光精密儀器公司共同研制出一種新的起重機(jī)軌道檢測(cè)設(shè)備，方便、高效、精準(zhǔn)是一大亮點(diǎn)。

1 主要技術(shù)參數(shù)

該儀器能夠很大程度上滿足軌道相關(guān)的數(shù)據(jù)測(cè)量，具體信息見(jiàn)表1。

2 主要結(jié)構(gòu)及功能

如圖1所示，該儀器由光源、接收靶、顯示屏三部分組成。光源用于設(shè)置于軌道的基準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)，接收靶通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)數(shù)字接收靶在軌道上移動(dòng)，即可根據(jù)數(shù)字接收靶和光源的信號(hào)傳遞，檢測(cè)得到單軌道的水平直線度、高低差、2m高低差、2m水平直線度等項(xiàng)目的參數(shù)，通過(guò)將接收靶和光源成一定角度設(shè)置，檢測(cè)得到雙軌道的跨度、同截面高低差、軌距、平面度等項(xiàng)目的參數(shù)；顯示屏與接收靶數(shù)據(jù)通信連接，將測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。

2.1 光源

光源由激光測(cè)距儀、軌檢儀、合像水泡3部分組成。

激光測(cè)距儀的工作原理是：該儀器發(fā)射激光信號(hào)到被測(cè)物體表面，激光經(jīng)過(guò)漫反射再回到激光測(cè)距儀中，通過(guò)時(shí)間差測(cè)出激光測(cè)距儀與被測(cè)表面的距離。

軌檢儀可發(fā)出激光環(huán)柵信號(hào)，將激光信號(hào)照在數(shù)字化自動(dòng)接收靶上，便于接收靶將數(shù)據(jù)傳遞給顯示屏。

合像水泡是將普通長(zhǎng)水泡與一組直角棱鏡結(jié)合的機(jī)構(gòu)，通過(guò)這組棱鏡的折射，將長(zhǎng)水泡兩個(gè)端點(diǎn)成像在合像水泡視窗的一個(gè)畫(huà)面內(nèi)，通過(guò)這個(gè)畫(huà)面上的兩個(gè)水泡端點(diǎn)像的對(duì)稱(chēng)度判斷水泡是否水平，它具有比普通水泡更高的整平精度。在出廠前已將水泡和軌檢儀發(fā)出的激光信號(hào)調(diào)整至平行，所以，在應(yīng)用時(shí)當(dāng)水泡水平時(shí)，軌檢儀發(fā)出的激光信號(hào)也達(dá)到水平，這極大地方便了軌檢儀調(diào)整并可提高了軌檢儀工作時(shí)的水平精度。

2.2 接收靶

接收靶由數(shù)字接收靶、移動(dòng)平臺(tái)、里程計(jì)3部分組成。

數(shù)字接收靶與軌檢儀相配套，用于接收光源發(fā)出的激光環(huán)柵信號(hào)，從而確定某點(diǎn)數(shù)據(jù)的偏差，并傳遞數(shù)據(jù)給顯示屏，以測(cè)出相關(guān)數(shù)據(jù)。

移動(dòng)平臺(tái)具有設(shè)于頂面的活動(dòng)轉(zhuǎn)軸，活動(dòng)轉(zhuǎn)軸的軸線垂直于移動(dòng)平臺(tái)的頂面；數(shù)字接收靶設(shè)于活動(dòng)轉(zhuǎn)軸上，且數(shù)字接收靶的靶面軸線垂直于移動(dòng)平臺(tái)頂面，這樣，由于移動(dòng)平臺(tái)的頂面平行于軌道所在的平面，靶面軸線始終垂直于移動(dòng)平臺(tái)的頂面，即靶面軸線也垂直于軌道所在的平面，便于對(duì)直線度等相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)數(shù)字接收靶和活動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字接收靶靶面的朝向調(diào)節(jié)，以便于數(shù)字接收靶靶面可以接收到光源所發(fā)出的激光信號(hào)。

里程計(jì)用于測(cè)量行程的裝置，將具體某個(gè)點(diǎn)的距離記錄下來(lái)，并傳遞給顯示屏。

2.3 顯示屏

顯示屏通過(guò)藍(lán)牙通信，接收并處理接收靶獲得的相關(guān)信息，從而得到軌道檢測(cè)項(xiàng)目的相關(guān)參數(shù)信息。

3 設(shè)備的使用

3.1 同一軌道相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(cè)

如圖2所示，檢測(cè)時(shí)，數(shù)字接收靶通過(guò)活動(dòng)轉(zhuǎn)軸設(shè)于移動(dòng)平臺(tái)的頂面上，里程計(jì)固設(shè)于移動(dòng)平臺(tái)的后側(cè)；移動(dòng)平臺(tái)架設(shè)在目標(biāo)軌道的一端，并使數(shù)字接收靶的靶面對(duì)準(zhǔn)該目標(biāo)軌道的另一端；合像水泡設(shè)于軌檢儀上，軌檢儀架設(shè)在目標(biāo)軌道的相對(duì)于移動(dòng)平臺(tái)的一端上（即前述的另一端），并使軌檢儀對(duì)準(zhǔn)數(shù)數(shù)字接收靶的靶面；然后，打開(kāi)合像水泡進(jìn)行調(diào)平，然后啟動(dòng)軌檢儀，使其發(fā)出的激光信號(hào)可以照在數(shù)字接收靶的靶面上；同時(shí)，啟動(dòng)數(shù)字接收靶以接收軌檢儀發(fā)射的激光信號(hào)，移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)數(shù)字接收靶以均勻慢速地在目標(biāo)軌道上移動(dòng)。

這樣，數(shù)字接收靶即可檢測(cè)得到移動(dòng)過(guò)程中的激光信號(hào)數(shù)據(jù)，之后，數(shù)字接收靶將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)顯表，數(shù)顯表顯示單軌道的水平直線度、高低差、2m高低差、2m水平直線度等項(xiàng)目的相關(guān)參數(shù)，并顯示在顯示屏上。

3.2 兩根軌道相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(cè)

如圖3所示，檢測(cè)時(shí)，將移動(dòng)平臺(tái)放置于待測(cè)的第一軌道上，將軌檢儀放置于待測(cè)的第二軌道上，且與移動(dòng)平臺(tái)位置相對(duì)應(yīng)；并使軌檢儀可以對(duì)準(zhǔn)數(shù)字接收靶的靶面。

然后打開(kāi)合像水泡進(jìn)行調(diào)平，之后啟動(dòng)軌檢儀，使其發(fā)出的激光信號(hào)照在數(shù)字接收靶的靶面上，此時(shí)，數(shù)字接收靶可以檢測(cè)得到涉及兩軌道的同截面高低偏差、平面度等項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得到雙軌道檢測(cè)項(xiàng)目的相關(guān)參數(shù)，并顯示在顯示屏上。

在完成兩軌道同截面高低偏差、平面度的檢測(cè)后，轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)字接收靶的靶面角度，使其側(cè)面對(duì)準(zhǔn)軌檢儀，啟動(dòng)激光測(cè)距儀，即可檢測(cè)得到涉及兩軌道之間的跨度、軌距等項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，將測(cè)量出的數(shù)據(jù)記錄并與測(cè)量常數(shù)相加得到跨度、軌距的數(shù)值。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，該儀器能夠很好地測(cè)量單一軌道和兩條軌道相關(guān)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)測(cè)量，有著方便、高效、精準(zhǔn)的特點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的起重機(jī)軌道檢測(cè)設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 10183.1—2010，起重機(jī)車(chē)輪及大車(chē)和小車(chē)軌道公差[S].

[2]GB/T 3811—2008，起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB/T 14406—2011，通用門(mén)式起重機(jī)[S].