论文部分内容阅读
【摘 要】近年来，我国机械行业的发展速度越来越快，同时对起重机的质量检测也越来越受到机械行业的关注，且以对起重机主梁的检测为甚。本文笔者结合实践经验，首先介绍起重机载荷试验，然后再以电动单梁起重机为例，就起重机主梁上拱度介绍几种常用的检验技术。
【关键词】主梁上拱度；载荷试验；水准仪法；测距仪法
一、起重机载荷试验
起重机载荷试验是指验收检验过程对起重机的整体及主梁承载能力进行验证，具体实现步骤为：空载试车合格后，对起重机的额定起重量进行试验或开展额定载荷试验，以检验起重机主梁抗弹性变形能力→开展静负荷试验（1.25倍额定载荷），以检验起重机主梁的抗塑性变形能力→开展动负荷试验（1.1倍额定载荷），以检验起重机主梁运行的可靠性。但就改造、大修或新安装的起重机而言，均应采用载荷试验进行验收检验，且待检验合格后，方可投入使用。然而，起重机空载试验过程，必须对主梁的原始上拱度进行检测，同时开展静载荷试验与额定载荷试验过程，必须对起重机主梁的上拱值进行检测，以验证起重机主梁的承载能力。结合各种起重机载荷试验数据及上拱度实测数据可发现，额定载荷试验过程，各种经正规厂家生产且安全性能监督检验合格的起重机的弹性变形量普遍≤20mm，而静载荷试验以后，起重机主梁的塑性或永久变形量普遍≤2mm～3mm。可见，载荷试验过程，对起重机主梁强度及刚度的检验必须注意下列事项：一是额定载荷试验过程，起重机的弹性变形应控制到规定范围，即留有适当的上拱度，比如1.25倍荷载试验过程，起重机跨中的上拱度应≥0mm，亦或说静载试验过程，起重机的主梁不可出现下挠度，如此确保主梁的刚度及使用寿命满足设计要求。二是静载试验以后，起重机的塑性或永久变形总量应≤0.2S/1000，且重复3次以后不可再出现永久变形，即静载试验前后，起重机主梁上拱度的变化量应被控制到规定范围内，即存在最大值和最小值。
总体而言，就改造、大修及新安装的起重机而言，采用荷载试验进行安全性能的检验非常必要，但此试验过程对经验标准的运用必须灵活，如此尽量满足起重机对安全运行的要求。
二、电动单梁起重机主梁上拱度的检验技术
多年以来，起重行业均十分关注对电动单梁起重机主梁上拱度的检验，以控制高空检验作业的危险性。前文提出采用载荷试验来检验起重机主梁上拱度，但此检验方法落实尚无完全确切的检验标准，且应用范围也较窄。为此，本章节以电动单梁起重机为例，就下列常用检验方法进行介绍，以改进起重机主梁上拱度的检验技术。
（一）水准仪法
电动单梁起重机的主梁多由压制的门型槽钢与工字钢经2块斜腹板组焊而成，因此普遍以工字钢下表面作为检测部位来检验此类起重机的主梁上拱度，且着重检验主梁下翼缘的上拱度，以降低检验难度。但考虑到服役期或新安装的电动单梁多被架设到高出地面超过6m的空间，因此采用钢丝法进行检验极不安全。为此，起重行业普遍采用吊钩检验法及塔尺检验法进行电动单梁起重机主梁上拱度的检验。
吊钩检测法是指标尺挂至吊钩以后，再分别把小车开至轨道的跨中及两端，然后再分别选用水准仪对此3处的标高值进行测量计算。实践表明，吊钩检验法具有操作方便的优点，但因电动葫芦、主梁结构及小车行程端部止挡装置的限制，小车根本难以开至主梁端部，因此检验过程所选跨度与起重机实际跨度的差值应>1m，注意必须对此检验数据进行修正，以免造成误判。塔尺检验法是指借助塔尺（标有刻度）把小车分别从地面顶至主梁下翼缘的跨中及两端以后，再选用水准仪对此3处的标高值分别进行测量，然后再计算出主梁的上拱度，注意因电动单梁起重机多被架设至距离地面超过6m的空间，因此塔尺检验过程必须确保测量长度及截面积均满足设计要求，以免因顶杆过程塔尺弯曲而影响到检验结果的精准度，此外选用粗长型的塔尺亦会影响到顶举的效果。
（二）测距仪法
结合《起重机械监督检验规程》可知，就服役期的电动单梁桥式起重机而言，采用上文所提及的两种水准仪检验法对此类起重机的主梁上拱度进行安装检验或定期检验均表现出诸多缺陷。为此，本文笔者结合实践经验指出，采用测距仪法进行电动单梁起重机主梁上拱度的检验更有效。本小节试图对此检验方法进行简单介绍。
测距仪法是指首先分别就同一水平线的起重机主梁跨中及两端与测距仪的垂直距离进行测量，然后再采用公式hc-（hA+hB）/2计算主梁的上拱度，最后再结合实际跨度与检验过程所选跨度的偏差值进行修正，注意公式内hc为主梁跨中；hA、hB分别为主梁两端。考虑到地面往往凹凸不平，因此测距仪最好不要直接放至地面进行测量，而应采用下列方法进行电动单梁起重机主梁上拱度的检验：首先分别把1根表面铅直标杆或塔尺放至主梁跨中及两端的正下方位置，同时把测距仪放至塔尺的同一水平位置；然后再借助水准仪测量出测距仪的底部与主梁跨中及两端始终保持在同一水平位置，注意若水准仪不便携带或无水准仪时，亦可采用乳胶管内充适量水的方法来完成此测量步骤；最后再分别借助测距仪测量出主梁跨中及两端与测距仪的垂直距离，并借助公式hc-（hA+hB）/2对测量数据进行计算及修正。
三、讨论
结合前文可知，对电动单梁起重机主梁上拱度的检验过程，无论采用何种检验方法均会受到电动单梁起重机电动葫芦、主梁结构及小车行程止挡装置的限制，因此起重机的实际跨度与测量过程所选跨度间始终存有偏差。实践表明，若采用吊钩法，此测量偏差可达1m～2m。可见，若不对主梁上拱度的检测数据进行修正，则势必会造成误判。比如新装电动单梁起重机主梁的实际跨度为7m，而测量过程所选跨度最大值为6m，如此试载前测得上拱度为5.5m，那么此上拱值是否合格便存在争议。结合检验标准可知，新装电动单梁起重机主梁上拱度必须达到（1～1.4）S/1000 ，即若主梁的实际跨度为7m，则试载前新装电动单梁起重机主梁上拱度的上/下限值应分别为9.8mm、7mm；若主梁的实际跨度为6m，则主梁上拱度的上/下限值应分别为8.4mm、6mm。可见，若仅按与实际跨度7m或测量过程所选跨度6m所对应的标准来对测量数据进行判断，那么此数值定会被判为不合格，但若对此测量数据进行修正，则可使此上拱值合格。究其原因为上拱度与跨度的偏差间并非表现为线性关系，因此若未对测量出的上拱值进行修正，则定会影响到对检验结果的最终判定，甚至造成误判。
总体而言，本文笔者认为若采用静载试验来检验起重机主梁上拱度，则必须灵活运用判断标准，以达到检验的终极目标；若采用水准仪法或测距仪法对电动单梁起重机主梁上拱度进行检验，则必须明确检验过程所受到的限制因素及检测过程所选跨度与实际跨度间的偏差，并对检测数据进行修正，以免造成误判，进而实现起重机的安全运行。
参考文献：
[1]陆纪法，周科，唐建富等.桥式起重机主梁变形自测方法研究[J].装备制造技术，2012，（10）：105-106.
[2]陈黎峰.桥（门）式起重机主梁上拱度和挠度的测量分析[J].装备制造技术，2010，（5）：124-125.
[3]曹光敏，丁高耀，全维军等.电动单梁起重机不同结构形式主梁性能分析[J].起重运输机械，2010，（12）：57-59.
[4]刘强.起重机主梁上拱度检验技术探讨[J].商品与质量·学术观察，2013，（3）：264.
[5]王央央，黄群.关于对桥（门）式起重机主梁上拱度、挠度测量的几点思考[J].装备制造技术，2012，（10）：216-217，240.
[6]李鹏雄，赵小明.连通器原理在起重机拱度测量方面的可行性分析[J].科技创新与应用，2013，（1）：101.
【关键词】主梁上拱度；载荷试验；水准仪法；测距仪法
一、起重机载荷试验
起重机载荷试验是指验收检验过程对起重机的整体及主梁承载能力进行验证，具体实现步骤为：空载试车合格后，对起重机的额定起重量进行试验或开展额定载荷试验，以检验起重机主梁抗弹性变形能力→开展静负荷试验（1.25倍额定载荷），以检验起重机主梁的抗塑性变形能力→开展动负荷试验（1.1倍额定载荷），以检验起重机主梁运行的可靠性。但就改造、大修或新安装的起重机而言，均应采用载荷试验进行验收检验，且待检验合格后，方可投入使用。然而，起重机空载试验过程，必须对主梁的原始上拱度进行检测，同时开展静载荷试验与额定载荷试验过程，必须对起重机主梁的上拱值进行检测，以验证起重机主梁的承载能力。结合各种起重机载荷试验数据及上拱度实测数据可发现，额定载荷试验过程，各种经正规厂家生产且安全性能监督检验合格的起重机的弹性变形量普遍≤20mm，而静载荷试验以后，起重机主梁的塑性或永久变形量普遍≤2mm～3mm。可见，载荷试验过程，对起重机主梁强度及刚度的检验必须注意下列事项：一是额定载荷试验过程，起重机的弹性变形应控制到规定范围，即留有适当的上拱度，比如1.25倍荷载试验过程，起重机跨中的上拱度应≥0mm，亦或说静载试验过程，起重机的主梁不可出现下挠度，如此确保主梁的刚度及使用寿命满足设计要求。二是静载试验以后，起重机的塑性或永久变形总量应≤0.2S/1000，且重复3次以后不可再出现永久变形，即静载试验前后，起重机主梁上拱度的变化量应被控制到规定范围内，即存在最大值和最小值。
总体而言，就改造、大修及新安装的起重机而言，采用荷载试验进行安全性能的检验非常必要，但此试验过程对经验标准的运用必须灵活，如此尽量满足起重机对安全运行的要求。
二、电动单梁起重机主梁上拱度的检验技术
多年以来，起重行业均十分关注对电动单梁起重机主梁上拱度的检验，以控制高空检验作业的危险性。前文提出采用载荷试验来检验起重机主梁上拱度，但此检验方法落实尚无完全确切的检验标准，且应用范围也较窄。为此，本章节以电动单梁起重机为例，就下列常用检验方法进行介绍，以改进起重机主梁上拱度的检验技术。
（一）水准仪法
电动单梁起重机的主梁多由压制的门型槽钢与工字钢经2块斜腹板组焊而成，因此普遍以工字钢下表面作为检测部位来检验此类起重机的主梁上拱度，且着重检验主梁下翼缘的上拱度，以降低检验难度。但考虑到服役期或新安装的电动单梁多被架设到高出地面超过6m的空间，因此采用钢丝法进行检验极不安全。为此，起重行业普遍采用吊钩检验法及塔尺检验法进行电动单梁起重机主梁上拱度的检验。
吊钩检测法是指标尺挂至吊钩以后，再分别把小车开至轨道的跨中及两端，然后再分别选用水准仪对此3处的标高值进行测量计算。实践表明，吊钩检验法具有操作方便的优点，但因电动葫芦、主梁结构及小车行程端部止挡装置的限制，小车根本难以开至主梁端部，因此检验过程所选跨度与起重机实际跨度的差值应>1m，注意必须对此检验数据进行修正，以免造成误判。塔尺检验法是指借助塔尺（标有刻度）把小车分别从地面顶至主梁下翼缘的跨中及两端以后，再选用水准仪对此3处的标高值分别进行测量，然后再计算出主梁的上拱度，注意因电动单梁起重机多被架设至距离地面超过6m的空间，因此塔尺检验过程必须确保测量长度及截面积均满足设计要求，以免因顶杆过程塔尺弯曲而影响到检验结果的精准度，此外选用粗长型的塔尺亦会影响到顶举的效果。
（二）测距仪法
结合《起重机械监督检验规程》可知，就服役期的电动单梁桥式起重机而言，采用上文所提及的两种水准仪检验法对此类起重机的主梁上拱度进行安装检验或定期检验均表现出诸多缺陷。为此，本文笔者结合实践经验指出，采用测距仪法进行电动单梁起重机主梁上拱度的检验更有效。本小节试图对此检验方法进行简单介绍。
测距仪法是指首先分别就同一水平线的起重机主梁跨中及两端与测距仪的垂直距离进行测量，然后再采用公式hc-（hA+hB）/2计算主梁的上拱度，最后再结合实际跨度与检验过程所选跨度的偏差值进行修正，注意公式内hc为主梁跨中；hA、hB分别为主梁两端。考虑到地面往往凹凸不平，因此测距仪最好不要直接放至地面进行测量，而应采用下列方法进行电动单梁起重机主梁上拱度的检验：首先分别把1根表面铅直标杆或塔尺放至主梁跨中及两端的正下方位置，同时把测距仪放至塔尺的同一水平位置；然后再借助水准仪测量出测距仪的底部与主梁跨中及两端始终保持在同一水平位置，注意若水准仪不便携带或无水准仪时，亦可采用乳胶管内充适量水的方法来完成此测量步骤；最后再分别借助测距仪测量出主梁跨中及两端与测距仪的垂直距离，并借助公式hc-（hA+hB）/2对测量数据进行计算及修正。
三、讨论
结合前文可知，对电动单梁起重机主梁上拱度的检验过程，无论采用何种检验方法均会受到电动单梁起重机电动葫芦、主梁结构及小车行程止挡装置的限制，因此起重机的实际跨度与测量过程所选跨度间始终存有偏差。实践表明，若采用吊钩法，此测量偏差可达1m～2m。可见，若不对主梁上拱度的检测数据进行修正，则势必会造成误判。比如新装电动单梁起重机主梁的实际跨度为7m，而测量过程所选跨度最大值为6m，如此试载前测得上拱度为5.5m，那么此上拱值是否合格便存在争议。结合检验标准可知，新装电动单梁起重机主梁上拱度必须达到（1～1.4）S/1000 ，即若主梁的实际跨度为7m，则试载前新装电动单梁起重机主梁上拱度的上/下限值应分别为9.8mm、7mm；若主梁的实际跨度为6m，则主梁上拱度的上/下限值应分别为8.4mm、6mm。可见，若仅按与实际跨度7m或测量过程所选跨度6m所对应的标准来对测量数据进行判断，那么此数值定会被判为不合格，但若对此测量数据进行修正，则可使此上拱值合格。究其原因为上拱度与跨度的偏差间并非表现为线性关系，因此若未对测量出的上拱值进行修正，则定会影响到对检验结果的最终判定，甚至造成误判。
总体而言，本文笔者认为若采用静载试验来检验起重机主梁上拱度，则必须灵活运用判断标准，以达到检验的终极目标；若采用水准仪法或测距仪法对电动单梁起重机主梁上拱度进行检验，则必须明确检验过程所受到的限制因素及检测过程所选跨度与实际跨度间的偏差，并对检测数据进行修正，以免造成误判，进而实现起重机的安全运行。
参考文献：
[1]陆纪法，周科，唐建富等.桥式起重机主梁变形自测方法研究[J].装备制造技术，2012，（10）：105-106.
[2]陈黎峰.桥（门）式起重机主梁上拱度和挠度的测量分析[J].装备制造技术，2010，（5）：124-125.
[3]曹光敏，丁高耀，全维军等.电动单梁起重机不同结构形式主梁性能分析[J].起重运输机械，2010，（12）：57-59.
[4]刘强.起重机主梁上拱度检验技术探讨[J].商品与质量·学术观察，2013，（3）：264.
[5]王央央，黄群.关于对桥（门）式起重机主梁上拱度、挠度测量的几点思考[J].装备制造技术，2012，（10）：216-217，240.
[6]李鹏雄，赵小明.连通器原理在起重机拱度测量方面的可行性分析[J].科技创新与应用，2013，（1）：101.