电动单梁起重机主梁拱度测量方法探讨

2014-03-19山西省特种设备监督检验研究院梁爱国

大众标准化 2014年10期

关键词：拱度电动葫芦水准仪

●山西省特种设备监督检验研究院梁爱国

检测已安装的电动单梁起重机主梁拱度时，由于受结构影响，一般都是在地面上采用水准仪法进行。目前，这种检测方法主要有吊钩测量法和标杆测量法两种。

吊钩测量法即用细钢丝（直径为0.5 mm）将测尺、重锤连成一体挂在吊钩上。然后，将电动葫芦运行到每个测量点，由水准仪读取各测点测尺的刻度数值。

标杆测量法是将电动葫芦运行至任一端梁侧保持不动，用带有测尺和磁铁的标杆分别吸挂在主梁每个测量点的下表面上，由水准仪读取各测点测尺的刻度数值。

上述测量方法，从测量原理来说都存在不足之处。

拱度的基准

从起重机的设计原理来说，电动单梁起重机主梁是一个细长的简支梁，其上拱度是主梁在无载荷情况下，相对于名义水平位置的向上拱起量，它是以主梁两端支点连线为基准线，其中部相对于基准线的垂直距离。而使用水准仪进行测量时，是利用水平视线测定两点间高差，这里的水平视线就是采用水准仪测量时的测量基准。所以，在用水准仪测量主梁拱度时，主梁的基准线应平行于测量基准，才能实测出主梁的真实拱起量。

主梁的拱度

对于已安装的起重机，由于受其他部件的影响，主梁的上拱度将会发生变化，所测的上拱值并不是主梁的理论拱度。电动单梁起重机也是如此（本文以无司机室电动单梁起重机为例），在测量其主梁上拱度时，由于受电动葫芦自重的影响，主梁各测量点将会产生向下位移变形（即下挠），如图1所示，主梁的理论拱度为F，测量范围内的实测拱度为f，主梁中部下挠变形为v中，两端测点下挠变形为v端，与基准线距离为h。则有：

主梁的理论拱度为：F=F测+F＇=f+h+v中

其中：F测=f+v中-v端为主梁在测量范围L内的理论拱度，F＇=h+v端为主梁在非测量范围内的理论拱度。

为了保证主梁的实测拱度f趋近于理论拱度F，则必须使主梁中部下挠变形v中、两端测点下挠变形v端和两端测点与基准线距离h越小越好。这就要求在测量时，电动葫芦尽可能靠近端梁，且两端测量点离主梁支点（车轮支撑中心线）的距离尽可能小。

图1 主梁实测拱度与理论拱度示意图

主梁（测点）的下挠变形

对于主梁各测点的下挠变形，可由材料力学知识求得。

1.吊钩测量法

如上所述，吊钩测量法测量时，电动葫芦的自重分别作用在主梁的每个测量点，此时，当电动葫芦位于主梁两端时（电动葫芦自重作用点至主梁支撑中心线距离为b，主梁跨度为S），两端测量点的向下位移变形为：

（注：此时，b≥c.）

图2 吊钩测量法示意图

2.标杆测量法

标杆测量法测量时，电动葫芦的自重作用在主梁端部的一个测量点上，此时，当标杆在电动葫芦端侧时（电动葫芦自重作用点至主梁支撑中心线距离为b'，标杆悬挂点至主梁支撑中心线距离为c，主梁跨度为S），该测点的向下位移变形为：

当标杆在无电动葫芦端侧时，该测点的向下位移变形为：

图3 标杆测量法示意图

当标杆在主梁的中部时，该测点的向下位移变形为：

由上可知，上述两种方法中，主梁各测点的向下变形的程度是不同的。其中，吊钩测量法的主梁两端测点的向下变形量相同，即此两点形成的基准线平行于测量基准。而标杆测量法的主梁两端测点的向下变形量不同，即此两点形成的基准线不平行于测量基准。

另外，标杆测量法的主梁中部的向下变形量及无电动葫芦端侧的测点向下位移变形为最小，而吊钩测量法主梁中部的向下变形量最大。

改进方法

由上述分析可以看出，从理论上来说，原来的吊钩测量法和标杆测量法都存在一定的不足之处，从而影响到主梁拱度的测量精度。所以，本文建议将标杆测量法进行改进，其具体测量方法如图4所示：将电动葫芦运行至端梁Ⅲ处的极限位置，用带有测尺和磁铁的标杆分别吸挂在主梁Ⅰ、Ⅱ处的工字钢下表面上，用水准仪准确读出Ⅰ、Ⅱ处的测量数值分别为A、B1；然后，再将电动葫芦运行至端梁Ⅰ处的极限位置，用带有测尺和磁铁的标杆分别吸挂在主梁Ⅱ、Ⅲ处的工字钢下表面上，用水准仪准确读出Ⅱ、Ⅲ处的测量数值分别为B2、C。则主梁在测量范围的拱度为：