起重機(jī)械軌道的選用及其檢驗(yàn)檢測

梁博，鄭尚書

（西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測院，陜西 西安 710000）

當(dāng)前，在各行各業(yè)都開始廣泛利用起重機(jī)械，有利于提高作業(yè)活動效率。起重機(jī)械在運(yùn)行一段時(shí)間后，起重機(jī)械軌道可能會發(fā)生變形問題，影響起重機(jī)作業(yè)安全性，甚至?xí)l(fā)安全事故，直接影響起重機(jī)械應(yīng)用，在實(shí)際工作中，工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇起重機(jī)械軌道，強(qiáng)化檢測效果，保障起重機(jī)械運(yùn)行過程的安全性。

1 起重機(jī)械軌道的選用

選用起重機(jī)械軌道的過程中，主要包括專用軌道和鐵路軌道以及P軌道等類型，在實(shí)際工作中，因?yàn)榉杰壍篮苋菀装l(fā)生磨損問題，因此，方軌道使用范圍比較小，當(dāng)前大部分起重機(jī)械利用P軌道，并且在實(shí)際工作中獲得顯著的效果。總值在選擇起重機(jī)械軌道的過程中，需要綜合各種因素合理選擇，通過參考下表，科學(xué)地選擇合適的起重機(jī)械軌道。

表1 起重機(jī)械軌道選用表

2 起重機(jī)械軌道的檢測檢測

（1）概述起重機(jī)械軌道檢測系統(tǒng)。在起重機(jī)械軌道檢驗(yàn)檢測過程中，工作人員需要綜合利用小車和激光發(fā)射和裝置和計(jì)算機(jī)等設(shè)備。利用激光發(fā)射裝置來發(fā)射激光，在小車光屏中接受激光，小車再通過視頻采集攝像設(shè)備記錄光斑圖片，再向電腦上發(fā)送，通過軟件分析起重機(jī)械軌道彎曲偏差，利用無線軟件可以實(shí)現(xiàn)通信工作，因此，控制小車運(yùn)行過程，利用這種方法可以檢測起重機(jī)械軌道存在的問題。

起重機(jī)械軌道檢測系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射裝置和測量小車以及無線通信設(shè)備等，因?yàn)槠鹬貦C(jī)械軌道具有較大的跨度，因此，需要分開測量兩根軌道，最后再統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系中。如下圖可知，在軌道1中布置激光發(fā)射裝置1和小車1，在軌道2中布置激光發(fā)射裝置2和小車2，在軌道中，小車沿著長度方向運(yùn)行。利用激光發(fā)射裝置發(fā)出激光，將激光打在小車的接收屏中，小車的視頻采集攝像設(shè)備負(fù)責(zé)記錄光斑圖片，并且向PC機(jī)中發(fā)送數(shù)據(jù)，利用軌道計(jì)算軌道中的偏差，軟件利用通信設(shè)備和小車之間通信，因此，控制小車的運(yùn)行過程，兩臺激光發(fā)射裝置的激光屬于相互平行的關(guān)系。

在測量系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)屬于核心，負(fù)責(zé)接收測距系統(tǒng)的脈沖信號，同時(shí)，也接收計(jì)算機(jī)提出的工作指令。測距系統(tǒng)利用光柵編碼器向計(jì)算機(jī)中發(fā)送脈沖信號。計(jì)算機(jī)軟件一方面需要測量小車的速度，同時(shí)，可以控制小車的行駛方向。另一方面需要處理光斑圖片，最后需要生成軌道曲線圖。

圖1 測量系統(tǒng)框圖

（2）軌道檢驗(yàn)小車系統(tǒng)。測量小車指的是利用軌道行駛方式，檢測軌道各個(gè)部件，需要保障軌道平穩(wěn)地運(yùn)行，避免發(fā)生運(yùn)行振動問題，運(yùn)行重心要在軌道頂面之下，同時(shí)，要處于軌道中心軸的周圍。軌道檢測小車主要包括驅(qū)動單元和防側(cè)翻單元以及控制單元等，在整個(gè)軌道中，可以落實(shí)快速操作和緩慢操作，滿足各種測量要求，利用兩邊按鈕可以調(diào)整小車，嚴(yán)格控制小車的精準(zhǔn)度，保障運(yùn)行的安全性。控制單元是檢驗(yàn)小車的關(guān)鍵設(shè)備，控制單元負(fù)責(zé)接收地面信號，全面監(jiān)督和控制整個(gè)小車的運(yùn)行狀況，同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整運(yùn)行速度，及時(shí)標(biāo)記發(fā)生損壞部位。在檢驗(yàn)過程中，首先要在軌道上放置小車，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，再利用小車四個(gè)側(cè)輪夾緊軌道，檢驗(yàn)過程中，需要剛性調(diào)節(jié)兩個(gè)側(cè)輪。在檢測小車運(yùn)行的過程中，最快速度可以達(dá)到0.55m/s，因此，在實(shí)踐中需要加強(qiáng)控制速度，進(jìn)一步提高測量過程的精確度。

檢驗(yàn)小車主要是利用導(dǎo)向輪夾緊軌道側(cè)面，可以保障小車運(yùn)行的穩(wěn)定性，其中包括彈簧施力機(jī)構(gòu)，因此，有效伸縮導(dǎo)向輪，在軌道接頭和軌道不平整的部位，小車也可以穩(wěn)定地移動，在運(yùn)行階段，可以利用編碼器測量小車，整個(gè)編碼器測量的數(shù)據(jù)信息是根據(jù)X軸的位移量。

（3）激光掃描技術(shù)。幾何量計(jì)量負(fù)責(zé)測量直線度，可以將直線不直程度反映出來，明確實(shí)際直線和理想直線之間的差距。激光準(zhǔn)直法可以提高測量效率和精度，并且可以方便地瞄準(zhǔn)。激光具有方向性和相干性特征，可以測量較長的距離。測量起重機(jī)械軌道的過程中，要求利用兩條相互平行的激光束，因此，對于激光發(fā)射系統(tǒng)提出較高的要求，要求具備較高的穩(wěn)定性和精確性。工作人員可以利用激光水準(zhǔn)儀，發(fā)射出水平紅色的激光，距離稍遠(yuǎn)光斑會逐漸變暗，工作人員需要利用手工調(diào)節(jié)教具，光屏和激光發(fā)射管距離發(fā)生變化，也會隨之改變激光光斑的大小，不會產(chǎn)生圓形的光斑，因此，在光斑計(jì)算中可能會產(chǎn)生誤差。

激光發(fā)射系統(tǒng)主要包括固定底座和激光發(fā)射管以及水平氣泡等，激光發(fā)射管可以在光屏中形成圓形的光斑，這樣有利于精確地提取光斑中心。選擇利用綠色激光，在100m以上的距離也可以在光屏中形成圓形光斑，并且可以控制光斑的漂移量，使光斑中心提取的精確度得到保障。工作人員可以利用傾斜與旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺，有效調(diào)節(jié)激光發(fā)射管的水平度，通過微調(diào)旋鈕調(diào)節(jié)，可以形成準(zhǔn)直性的激光，可以在水平面上定位激光發(fā)射管。激光發(fā)射器和水平氣泡軸線需要保持平行關(guān)系。利用水平氣泡可以控制激光發(fā)射管的誤差。在標(biāo)準(zhǔn)軌道中，調(diào)試激光發(fā)射管和水平泡軸心，可以調(diào)平水平氣泡，維持激光發(fā)射管的水平性。

利用激光掃描技術(shù)主要是采取接觸性測量方式，在工作過程中主要包括激光測距和掃描兩個(gè)部分，在激光掃描設(shè)備中同步運(yùn)行兩個(gè)反射鏡，激光脈沖發(fā)射器負(fù)責(zé)發(fā)射激光脈沖，可以全面掃過需要測量的地方，工作人員需要計(jì)算每個(gè)激光脈沖的角度，最終建立被測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。激光掃描技術(shù)具有較高的分辨率和準(zhǔn)確率，利用數(shù)字化采集方式采集數(shù)據(jù)，同時(shí)，還具有兼容性和抗干擾性。因此，在地理探測和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域過程中，廣泛利用激光掃描技術(shù)，尤其是危險(xiǎn)的場合中更加廣泛地利用。激光掃描技術(shù)具有安全性和可靠性，因此，在起重機(jī)械軌道檢測中利用激光掃描技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，激光掃描設(shè)備可以處理數(shù)據(jù)，同時(shí)，可以檢測起重機(jī)械軌道，可以測量750m以上的距離，控制精度誤差可以控制在2.5mm以內(nèi)。結(jié)合檢測小車和激光掃描儀，可以有效檢測起重機(jī)械軌道，提高整體測量工作的效率，同時(shí)，可以減少人力成本的支出。

（4）單片機(jī)系統(tǒng)。在起重機(jī)械軌道測量系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，負(fù)責(zé)接收測距脈沖信號，同時(shí)，可以接收計(jì)算機(jī)發(fā)出的工作指令。在實(shí)踐階段，測距系統(tǒng)利用編碼器生成脈沖信號，最終通過單片機(jī)模塊傳遞信息。

2.1 視頻系統(tǒng)

視頻系統(tǒng)利用PVC屏和視頻采集攝像設(shè)備，在實(shí)踐過程中，利用軟件系統(tǒng)編寫和設(shè)計(jì)，在單片機(jī)系統(tǒng)中，軟件負(fù)責(zé)接收處理檢驗(yàn)過程中的脈沖信號，軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)還可以發(fā)揮矯正功能，提升檢驗(yàn)小車運(yùn)行的準(zhǔn)確性，動輪編碼器在運(yùn)行過程中可能會產(chǎn)生偏差，可以利用藍(lán)牙系統(tǒng)控制小車運(yùn)行速度和運(yùn)行方向。利用無線攝像頭傳遞光斑圖像，利用計(jì)算光斑中心系統(tǒng)處理光斑圖像信息，因此，生成軌道偏差曲線，通過曲線分析，可以明確起重機(jī)械軌道偏差位置，及時(shí)采取矯正措施。攝像頭可以傳遞采集到的光斑圖像，再利用系統(tǒng)軟件MATLAB離線處理相關(guān)函數(shù)，因?yàn)镸ATLAB軟件可以準(zhǔn)確地計(jì)算數(shù)值，在實(shí)踐工作中，可以檢測起重機(jī)械軌道實(shí)踐情況，分析具體的問題，使起重機(jī)械軌道檢驗(yàn)的精確性因此提高。

3 結(jié)語

起重機(jī)械在軌道中運(yùn)行可能會發(fā)生各種問題，引發(fā)安全隱患，本文論述了起重機(jī)械軌道選用和檢驗(yàn)檢測，明確了起重機(jī)械軌道的標(biāo)準(zhǔn)情況，在實(shí)際工作中，工作人員需要利用科學(xué)的方式選用和檢測起重機(jī)械軌道，維護(hù)起重機(jī)械運(yùn)行的穩(wěn)定性。