趙亮
(山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院,山東 濟(jì)南 250101)
全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用分析
趙亮
(山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院,山東 濟(jì)南 250101)
全站儀是一種具有操作方便、準(zhǔn)確度高、功能強(qiáng)大、技術(shù)先進(jìn)和效率高等優(yōu)點(diǎn)的測(cè)量?jī)x器,將其應(yīng)用于起重機(jī)檢驗(yàn)中非常必要,保證了檢驗(yàn)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性,為起重機(jī)的安全運(yùn)行提供了有利條件。本文舉例淺析全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用。
起重機(jī);檢驗(yàn);全站儀
在起重機(jī)檢驗(yàn)中,傳統(tǒng)意義上是采用激光測(cè)距儀法來(lái)測(cè)量靜剛度,采用鋼絲繩法和水準(zhǔn)儀法來(lái)測(cè)量上拱度,但這些方法在測(cè)量中都存在一定的不足。筆者舉例淺析全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用,以彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量方法的不足。
全站儀是一種由微處理機(jī)構(gòu)、電子補(bǔ)償器、電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀組成的測(cè)量?jī)x器,其可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線測(cè)量、距離測(cè)量、角度測(cè)量、放樣測(cè)量和交會(huì)定點(diǎn)測(cè)量等功能,因此正廣泛應(yīng)用于精密工程測(cè)量中,其中在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用效果十分顯著。全站儀設(shè)有顯示系統(tǒng)和度盤讀數(shù),其中按測(cè)角精度,分為10″、5″、3″、2″、1″和0.5″六個(gè)等級(jí)。
此外,全站儀可自動(dòng)測(cè)得距離和角度。以水平角測(cè)量方法為例。在水平角測(cè)量中,首先,按下角度測(cè)量按鈕,使其對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)A;其次,將A向水平度設(shè)為0;第三,對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)B,水平度盤的讀數(shù)便是A與B的水平夾角。針對(duì)電子計(jì)算機(jī)與全站儀的數(shù)據(jù)交換,具體方式如下:一是在全站儀中裝入存儲(chǔ)卡,以實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊,表現(xiàn)出非常強(qiáng)的通用性;二是將電纜接入全站儀的通訊接口中,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
靜剛度與上拱度是起重機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)。其中,靜剛度指的是滿載小車行至梁跨中時(shí),跨度與梁的最大靜擾度的比值,其關(guān)乎到起重機(jī)的穩(wěn)定性;上拱度是梁的上彎弧線,其對(duì)起重小車使用功能的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。因此,在起重機(jī)檢驗(yàn)中,應(yīng)重視對(duì)其靜剛度與上拱度的檢驗(yàn)。為了保證起重機(jī)靜剛度與上拱度的檢驗(yàn)效果,本案引入全站儀法,具體如下。
在起重機(jī)靜剛度與上拱度的檢驗(yàn)中,全站儀的應(yīng)用要求先建坐標(biāo)系,并將儀器架安在恰當(dāng)?shù)奈恢蒙希⒁鈨x器的精度較高,可按環(huán)境條件修正數(shù)據(jù)。一般來(lái)講,將全站儀安裝到位后,可在同一位置量測(cè)多組數(shù)據(jù)。其中,在測(cè)量上拱度時(shí),一切與儀器架通視的點(diǎn)皆可測(cè)量;在測(cè)量靜剛度時(shí),應(yīng)先進(jìn)行靜載試驗(yàn),再檢驗(yàn)梁的跨中下?lián)隙取?/p>
對(duì)于門式起重機(jī),應(yīng)先將空載小車停于限位開(kāi)關(guān)處,并在梁跨中對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行定位測(cè)量,記為A′,然后再將空載小車停于梁跨中,并對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,記為A″,最后取A′與A″的差值為梁的撓度值。
對(duì)于橋門式起重機(jī),應(yīng)用全站儀來(lái)測(cè)量其翹度與拱度時(shí),應(yīng)先將全站儀置于一處,并調(diào)整其水平度,然后再選取棱鏡模式及在梁上選定測(cè)量點(diǎn),而后再將高度相等的光靶置于五個(gè)不同的位置上,最后再測(cè)出其數(shù)值,即為起重機(jī)的翹度與拱度。
應(yīng)用表明,在起重機(jī)靜剛度與上拱度檢驗(yàn)中,全站儀允許在選定的位置上連續(xù)測(cè)量,且無(wú)需輔助設(shè)備,這對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測(cè)量效率及保證測(cè)量精度非常有利。
此外,針對(duì)大跨度起重機(jī),其在運(yùn)行中易發(fā)生啃軌現(xiàn)象,需進(jìn)行糾偏處理,即:先將全站儀置于一處,再用紅色激光束進(jìn)行遠(yuǎn)測(cè),再將全站儀對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)001、002和003處萊卡反射片的中心,并調(diào)焦和測(cè)存,最后再進(jìn)行計(jì)算。
綜上所述,在電梯檢驗(yàn)中,全站儀的應(yīng)用對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工程效率及測(cè)量精度等具有重要作用,特別是全站儀是一種技術(shù)含量較高的測(cè)量?jī)x器,其可防止人為誤差的產(chǎn)生,從而提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的可信度,因此應(yīng)重視對(duì)全站儀的應(yīng)用研究。
鑒于起重機(jī)上拱度的測(cè)量難度較大,則采用萊卡反射片測(cè)量+紅外測(cè)距的方式,見(jiàn)圖1a。
如圖1a所示,首先,將萊卡反射片置于起重機(jī)箱型主梁的跨中和前、后支腿上,記為點(diǎn)C、A和B。
其次,將空載小車停于主梁的端部。
第三,將全站儀安在萊卡反射片的最優(yōu)地面上,并調(diào)整全站儀的水平度及檢查其氣壓、溫度、單位、棱鏡常數(shù)和類型等設(shè)置。
第四,測(cè)量前,先建立作業(yè)文件、坐標(biāo)系和設(shè)站點(diǎn)等,再將全站儀對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)A、B和C萊卡反射片的中心,最后再調(diào)焦及測(cè)存,記為002、003和004。
第五,測(cè)存上拱度后,在全站儀位置不變的情況下,測(cè)量起重機(jī)箱型梁的靜剛度。
第六,將額定載荷用小車運(yùn)至跨中,并保持其穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)的箱型梁出現(xiàn)下?lián)?,?jiàn)圖1b。如圖1b所示,先將點(diǎn)B下移至點(diǎn)B′,再用全站儀測(cè)存點(diǎn)B′的坐標(biāo),記為0005。據(jù)此,僅需采用COGO反算功能,便可得到箱型梁的靜剛度與上拱度。
圖1
在實(shí)際應(yīng)用中,全站儀在野外的測(cè)量時(shí)間長(zhǎng),且會(huì)在自重和風(fēng)力的影響下產(chǎn)生失衡或沉降等現(xiàn)象,并最終造成測(cè)量誤差。鑒于此,首先,應(yīng)在地面上固定好全站儀的支架,并進(jìn)行擋風(fēng)處理;其次,在測(cè)存數(shù)據(jù)時(shí),調(diào)好望遠(yuǎn)鏡的焦距至成像清晰;第三,鑒于全站儀的測(cè)程和精度與溫度突變有關(guān),在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)保證全站儀的溫度與環(huán)境溫度一致,即在變換溫差較大的測(cè)量場(chǎng)地時(shí),應(yīng)該在一段時(shí)間后開(kāi)箱。
為了進(jìn)一步證實(shí)全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值,現(xiàn)通過(guò)與激光測(cè)距儀、經(jīng)緯儀+標(biāo)尺進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果顯示,在梁靜剛度的測(cè)量中,全站儀與經(jīng)緯儀+標(biāo)尺的測(cè)量結(jié)果相近,但對(duì)于大型起重機(jī),則無(wú)法用激光測(cè)距儀來(lái)測(cè)量跨中點(diǎn),且測(cè)量誤差也非常大。此外,對(duì)于累積誤差,激光測(cè)距儀=儀器精度誤差+儀器垂度誤差+測(cè)量處誤差;經(jīng)緯儀+標(biāo)尺=經(jīng)緯儀誤差+標(biāo)尺精度誤差+標(biāo)尺垂度誤差;全站儀=儀器精度誤差??梢?jiàn),全站儀是一種方便快捷、測(cè)量精度高及測(cè)量功能完善的測(cè)量方法,因此將其應(yīng)用于起重機(jī)檢驗(yàn)中,可有效降低起重機(jī)靜剛度與上拱度測(cè)量的累積誤差。此外,亦可用全站儀來(lái)測(cè)量梁的跨度、軌道的水平度及其截面的高度差等,從而實(shí)現(xiàn)了提高了起重機(jī)檢驗(yàn)的效果??傊?,將全站儀應(yīng)用于起重機(jī)檢驗(yàn)中是一種進(jìn)步,值得重視。
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