專利名稱：起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置和檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，特別涉及現(xiàn)場在線快 速定量檢測裝置。本發(fā)明還涉及一種起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測方法，屬于特 種設(shè)備檢驗檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
起重機(jī)械屬于特種設(shè)備，為保證其安全運行，國家規(guī)定必須對起重 機(jī)械進(jìn)行定期檢驗。吊鉤是起重機(jī)械主要部件，起連接起重機(jī)械和重物的 作用，因此，吊鉤的定期安全檢查是保證起重機(jī)械安全使用的關(guān)鍵。在吊
鉤安全檢查國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，嚴(yán)禁吊鉤鉤身扭轉(zhuǎn)變形超過io。。
目前，吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測常用兩種方法，即目測和劃線法。目測是 檢測人員通過肉眼觀察，憑經(jīng)驗大概估計扭轉(zhuǎn)角度，很難準(zhǔn)確給出吊鉤變
形角度以及判斷變形角度是否超過io。的標(biāo)準(zhǔn)。并且目測檢測帶有很大的
偶然性與不準(zhǔn)確性，重復(fù)性較差。劃線法檢測是將吊鉤整個從起重機(jī)械上 拆卸下來，放置在一個水平臺上，用垂直劃線尺和調(diào)整墊塊水平找正吊鉤 鉤身中心線(即理論中心線)，測量吊鉤鉤尖中心線與鉤身中心線的交點， 從鉤尖中心點到吊鉤鉤身中心線做垂線，量出垂足到交點的距離，然后作 圖，計算出扭轉(zhuǎn)角。這種方法雖然準(zhǔn)確，但現(xiàn)場不易實現(xiàn)，需要水平臺和 一些專用量具，操作復(fù)雜，成本大，耗時多，并且需要停機(jī)，影響企業(yè)的 正常生產(chǎn)。因此，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適合檢測人 員方便快速準(zhǔn)確地檢測吊鉤變形的檢測裝置和檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以現(xiàn)場在線定量測量起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形 的檢測裝置和檢測方法，該裝置操作簡便，較目測法準(zhǔn)確可靠，較劃線法 適用。
本發(fā)明基于以下原理由于吊鉤扭轉(zhuǎn)是指吊鉤實際中心線偏離理論 中心線的程度，扭轉(zhuǎn)變形量是以吊鉤的理論中心線為檢測基準(zhǔn)的，因此， 基準(zhǔn)鉤架按吊鉤理論中心線形狀設(shè)計。吊鉤實際中心線則是通過滑動測量 架測量兩側(cè)面輪廓中線偏離理論中心線位移，然后擬合得到。實際中心線 與理論中心線比較，它們的夾角即為待測吊鉤的扭轉(zhuǎn)變形角。
一方面，本發(fā)明的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置由夾具、基準(zhǔn)鉤架和 滑動測量架組成，基準(zhǔn)鉤架上焊接有定位指針。通過夾具和定位指針將基 準(zhǔn)鉤架夾緊和定位在待測吊鉤l的鉤柄部?；瑒訙y量架與基準(zhǔn)鉤架滾動連 接。
夾具夾持基準(zhǔn)鉤架的部分為正方形孔，夾具通過螺栓將基準(zhǔn)鉤架固 定在待測吊鉤上。
基準(zhǔn)鉤架的正方形固定端與夾具的正方形孔配合，通過螺栓固定在 待測吊鉤上，定位指針的針尖與待測吊鉤相接觸，與夾具及吊鉤鉤柄共同 確定檢測的基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)鉤架上的蝶形滑槽支撐滑動測量架，并使其在滑槽 內(nèi)穩(wěn)定地滑動。
滑動測量架由弓形架、圓筒連接件、滑尺、壓緊彈簧、軸架和滾輪 組成，滑尺一端穿過弓形架的支撐槽，另一端焊接在軸架上，壓緊彈簧套 在滑尺上，與軸架接觸的一端焊接固定，另一端游動，滾輪的軸伸出端焊 接在軸架上，壓緊彈簧的彈力使?jié)L輪緊貼待測吊鉤外輪廓并滑動。
弓形架與基準(zhǔn)鉤架通過雙列滾珠滾動連接，滾珠在由圓筒連接件上 的凹槽與基準(zhǔn)鉤架上的蝶形滑槽所形成的滾道內(nèi)滾動，滾珠通過螺釘安裝 在圓筒連接件內(nèi)，圓筒連接件焊接在對稱的弓形架中間。說明書第3/8頁
雖然吊鉤的實際大小不同，但結(jié)構(gòu)和形狀基本相同，因此，將基準(zhǔn) 鉤架設(shè)計成與吊鉤理論中心線具有相同的形狀和曲率?；鶞?zhǔn)鉤架與待測吊 鉤鉤柄連接部分的截面設(shè)計為正方形，使其對中性好，定位準(zhǔn)確性高。基 準(zhǔn)鉤架與滑動測量架連接部分的截面設(shè)計為蝶形，蝶形截面的對稱凹槽與 滑動測量架上的滾珠配合，實對稱結(jié)構(gòu)的弓形架與基準(zhǔn)鉤架通過圓筒連接件滾動連接，起著支撐 滑動測量架的作用。由壓緊彈簧、軸架和滾輪組成壓緊裝置，壓緊彈簧安 裝于軸架和弓形架之間，壓緊彈簧通過壓縮軸架壓緊滾輪使其緊貼在吊鉤 輪廓面中心線上，滾輪在整個檢測過程都處于壓縮但可滑動狀態(tài)中。由刻 有讀數(shù)的滑尺組成讀數(shù)裝置，滑尺一端與軸架固連，另一端穿過弓形架的 支撐槽，隨壓緊彈簧變形而做伸縮滑動。弓形架兩端部各裝有一套結(jié)構(gòu)和 尺寸完全相同的壓緊裝置和讀數(shù)裝置，當(dāng)待測吊鉤有扭轉(zhuǎn)變形時，兩套壓 緊裝置壓緊彈簧會有不同的壓縮或伸長，隨壓緊彈簧變形的滑尺讀數(shù)也會 相應(yīng)的發(fā)生變化，輸出吊鉤變形偏移量。
另一方面，使用本發(fā)明的的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置的檢測方法 包括以下步驟
(1) 通過夾具和定位指針將基準(zhǔn)鉤架夾緊和定位在待測吊鉤的鉤柄
部；
(2) 檢測裝置工作開始時，滑動測量架處于基準(zhǔn)鉤架的標(biāo)定起始測 量點處，此時調(diào)節(jié)壓緊彈簧，使兩側(cè)滑尺的讀數(shù)相等，以確定檢測需要的 理論中心線基(3) 移動滑動測量架依次從起始點至鉤尖點，順序記錄經(jīng)各測量點
時兩側(cè)滑尺的讀數(shù)；
(4) 當(dāng)有扭轉(zhuǎn)時，壓緊彈簧產(chǎn)生變形， 一側(cè)伸長，而另一側(cè)被壓縮， 伸長和壓縮變形量相等，但滾輪始終被壓緊彈簧壓緊在吊鉤兩側(cè)而緊密接 觸吊鉤外輪廓；與支撐滾輪的軸架固連的滑尺隨之在弓形架的支撐槽內(nèi)伸 縮滑動；記錄滑尺讀數(shù)，通過描圖擬合計算出實際中心線，與理論值比較 得出吊鉤扭轉(zhuǎn)變形角。
為提高準(zhǔn)確性，可以重復(fù)多次測量取讀數(shù)的平均值， 一般重復(fù)測量2 _3次。
由于待測吊鉤輪廓面關(guān)于其中心面對稱，當(dāng)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)時中心面或輪 廓面中心線也會隨之扭轉(zhuǎn)，因此，當(dāng)檢測裝置在吊鉤輪廓中心線上滑動， 測量點所形成的曲線，即代表實際輪廓面中心線。
當(dāng)?shù)蹉^沒有發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時，兩側(cè)壓緊彈簧的彈力大小相等，方向 相反，兩側(cè)滑尺的讀數(shù)相同；當(dāng)?shù)蹉^發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時， 一側(cè)壓緊彈簧壓縮 而另一側(cè)伸長，導(dǎo)致兩側(cè)滑尺產(chǎn)生不同的位移，指示出扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的偏 移量，記錄該偏移量，通過相關(guān)計算得出吊鉤扭轉(zhuǎn)變形角。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、 可以定量檢測，解決了目測法測量不能定量、需要檢測經(jīng)驗的問
題；
2、 能夠快速在線檢測，解決了劃線法需要停機(jī)，并拆卸吊鉤的問題；
3、 操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。
整個測量過程約需3 5分鐘，無需額外停機(jī)，在線定量檢測。該裝置 結(jié)構(gòu)簡單，加工制作成本低廉，檢測操作方便快速，測量結(jié)果準(zhǔn)確客觀。
本發(fā)明裝置在現(xiàn)場使用時，直接將基準(zhǔn)鉤架夾緊和定位在待測吊鉤 鉤柄部，操作滑動測量架沿基準(zhǔn)鉤架滑動，記錄讀數(shù)裝置滑尺在吊鉤側(cè)面輪廓中心線的讀數(shù)，然后擬合出實際中心線，即可計算出吊鉤扭轉(zhuǎn)變形角。


圖l是起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置安裝示意圖。
圖2是起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是基準(zhǔn)鉤架組成及結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是滑動測量架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是基準(zhǔn)鉤架與滑動測量架連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是測量點示意圖。
圖8是扭轉(zhuǎn)變形角計算示意圖
附圖標(biāo)記說明如下:
1. 待測吊鉤
2. 起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置
3. 夾具
4. 基準(zhǔn)鉤架
5. 滑動測量架
6. 螺栓
7. 方形固定端
8. 定位指針
9. 蝶形滑槽
10. 弓形架
11. 滑尺
12. 壓緊彈簧
13. 軸架
14. 滾輪15. 滾珠
16. 螺釘
17. 圓筒連接件
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置和檢測方法 做更詳細(xì)地說明。
圖1是待測吊鉤1與起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置2(以下簡稱檢測 裝置)的安裝位置示意圖。
參見圖2，檢測裝置2由夾具3、基準(zhǔn)鉤架4和滑動測量架5組成， 基準(zhǔn)鉤架4上焊接有定位指針8，通過夾具3和定位指針8將基準(zhǔn)鉤架4 夾緊和定位在待測吊鉤1的鉤柄部，以確定檢測需要的理論中心線基準(zhǔn)。 滑動測量架5與基準(zhǔn)鉤架4滾動連接。
參見圖3，夾具3夾持基準(zhǔn)鉤架4的部分為正方形孔，夾具3通過 螺栓6將基準(zhǔn)鉤架4固定在待測吊鉤1上。
參見圖4，基準(zhǔn)鉤架4的正方形固定端7與夾具3的正方形孔配合， 通過螺栓6固定在待測吊鉤1上。定位指針8焊接在基準(zhǔn)鉤架4上，其針 尖與待測吊鉤1相接觸，與夾具3及吊鉤鉤柄共同確定檢測的基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn) 鉤架4上的蝶形滑槽9支撐滑動測量架5，并使其在滑槽內(nèi)穩(wěn)定地滑動。
參見圖5，滑動測量架5由弓形架10、圓筒連接件17、滑尺ll、壓緊 彈簧12、軸架13和滾輪14組成，滑尺11一端穿過弓形架10的支撐槽，另 一端焊接在軸架13上。壓緊彈簧12套在滑尺11上，與軸架13接觸的一端 焊接固定，另一端游動。滾輪14的軸伸出端焊接在軸架13上，壓緊彈簧 12的彈力使?jié)L輪14緊貼待測吊鉤1外輪廓并滑動。當(dāng)有扭轉(zhuǎn)時，壓緊彈簧 12產(chǎn)生變形，滑尺11隨之在弓形架10的支撐槽內(nèi)伸縮滑動。
參見圖6，弓形架10與基準(zhǔn)鉤架4通過雙列滾珠15滾動連接，滾珠15在由圓筒連接件17上的凹槽與基準(zhǔn)鉤架4上的蝶形滑槽9所形成的滾道內(nèi) 滾動。滾珠15通過螺釘16安裝在圓筒連接件17內(nèi)，圓筒連接件17焊接在 對稱的弓形架10中間。當(dāng)滾珠15磨損嚴(yán)重時，擰下螺釘16即可更換滾珠。 用本發(fā)明的裝置進(jìn)行檢測的方法如下通過夾具和定位指針將基準(zhǔn) 鉤架夾緊和定位在待測吊鉤鉤柄部，檢測裝置工作開始時，滑動測量架處 于基準(zhǔn)鉤架的標(biāo)定起始測量點，此時調(diào)節(jié)壓緊彈簧，使兩側(cè)滑尺的讀數(shù)相 等。測量時，移動滑動測量架依次從起始點至鉤尖點，順序記錄經(jīng)各測量 點時兩側(cè)滑尺的讀數(shù)，為提高準(zhǔn)確性，可以重復(fù)多次測量取讀數(shù)的平均值。 由于待測吊鉤輪廓面關(guān)于其中心面對稱，當(dāng)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)時中心面或輪廓面中 心線也會隨之扭轉(zhuǎn)，因此，當(dāng)檢測裝置在吊鉤輪廓中心線上滑動，測量點 所形成的曲線，即代表實際輪廓面中心線。當(dāng)?shù)蹉^沒有發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時， 兩側(cè)壓緊彈簧的彈力大小相等，方向相反，使得兩側(cè)滑尺的讀數(shù)相同；當(dāng)
吊鉤發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時， 一側(cè)壓緊彈簧壓縮而另一側(cè)伸長，導(dǎo)致兩側(cè)滑尺產(chǎn) 生不同的位移，指示出扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的偏移量，記錄偏移量，通過相關(guān)計 算得出吊鉤扭轉(zhuǎn)變形角。
參見圖7，標(biāo)示出檢測裝置在基準(zhǔn)鉤架4上的重要標(biāo)定測量點，它們 主要集中垂直斷面處B、 C，鉤尖段E、 F，及不同半徑圓弧交匯處A、 D 等。
參見圖8，滑動測量架5依次移動從起始點A至鉤尖點F，順序記錄經(jīng) 各測量點滑尺ll的讀數(shù)，為提高準(zhǔn)確性，可以重復(fù)多次測量取讀數(shù)的平 均值。將基準(zhǔn)鉤架4上的標(biāo)定測量點投影到水平面上，擬合得到一條直線 如圖中直線」一5—C—Z)—F，代表理論中心線。將測量得到的吊鉤兩輪廓 面中心線測量值，利用算術(shù)平均方法得到吊鉤實際中心線測量值，擬合這 些測量值得到吊鉤實際中心線，如圖中曲線爿'一^z —C' 一D' 此實際中心線與理論中心線的夾角"即為吊鉤扭轉(zhuǎn)變形角。這個過程可以 通過坐標(biāo)紙描圖或者計算機(jī)編程方法完成。盡管業(yè)己結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝 置和檢測方法進(jìn)行了說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，所公開的具體 方案是說明性的，而不是限定性的，在不違背本發(fā)明所披露的原理和構(gòu)思 的前提下，可以對上述方案進(jìn)行各種改變和變形，這樣的改變都屬于權(quán)利 要求書中限定的本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置(2)，由夾具(3)、基準(zhǔn)鉤架(4)和滑動測量架(5)組成，基準(zhǔn)鉤架(4)上焊接有定位指針(8)，通過夾具(3)和定位指針(8)將基準(zhǔn)鉤架(4)夾緊和定位在待測吊鉤(1)的鉤柄部，滑動測量架(5)與基準(zhǔn)鉤架(4)滾動連接。
2. 如權(quán)利要求1的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，其特征在于夾具 (3)夾持基準(zhǔn)鉤架(4)的部分為正方形孔，夾具(3)通過螺栓(6)將基準(zhǔn)鉤架(4)固定在待測吊鉤(1)上。
3. 如權(quán)利要求1或2的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，其特征在于 基準(zhǔn)鉤架(4)的正方形固定端(7)與夾具(3)的正方形孔配合，通過 螺栓(6)固定在待測吊鉤(1)上，定位指針(8)的針尖與待測吊鉤(1) 相接觸，與夾具(3)及吊鉤鉤柄共同確定檢測的基準(zhǔn)。
4. 如權(quán)利要求1或2的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，其特征在于 基準(zhǔn)鉤架(4)上的蝶形滑槽(9)支撐滑動測量架(5)，并使其在滑槽 內(nèi)穩(wěn)定地滑動。
5. 如權(quán)利要求1或2的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，其特征在于滑 動測量架(5)由弓形架(10)、圓筒連接件(17)、滑尺(11)、壓緊 彈簧(12)、軸架(13)和滾輪(14)組成，滑尺(11) 一端穿過弓形 架(10)的支撐槽，另一端焊接在軸架(13)上，壓緊彈簧(12)套在 滑尺(11)上，與軸架(13)接觸的一端焊接固定，另一端游動，滾輪(14)的軸伸出端焊接在軸架(13)上，壓緊彈簧(12)的彈力使?jié)L輪 (14)緊貼待測吊鉤(1)外輪廓并滑動。
6. 如權(quán)利要求1_5中任意一項的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，其 特征在于弓形架(10)與基準(zhǔn)鉤架(4)通過雙列滾珠(15)滾動連接， 滾珠(15)在由圓筒連接件(17)上的凹槽與基準(zhǔn)鉤架(4)上的蝶形滑 槽(9)所形成的滾道內(nèi)滾動，滾珠(15)通過螺釘(16)安裝在圓筒連接件(17)內(nèi)，圓筒連接件(17)焊接在對稱的弓形架(10)中間。
7. 用上述任意一項權(quán)利要求的起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置檢測吊鉤 扭轉(zhuǎn)變形的方法，包括以下步驟(1) 通過夾具(3)和定位指針(8)將基準(zhǔn)鉤架(4)夾緊和定位 在待測吊鉤(1)的鉤柄部。(2) 檢測裝置工作開始時，滑動測量架(5)處于基準(zhǔn)鉤架(4)的 標(biāo)定測量點，此時調(diào)節(jié)壓緊彈簧(12)，使兩側(cè)滑尺(11)的讀數(shù)相等， 以確定檢測需要的理論中心線基準(zhǔn)；(3) 移動滑動測量架(5)依次從起始點至鉤尖點，順序記錄經(jīng)各 測量點時兩側(cè)滑尺(11)的讀數(shù)；(4) 當(dāng)有扭轉(zhuǎn)時，壓緊彈簧(12)產(chǎn)生變形， 一側(cè)伸長，而另一側(cè) 被壓縮，伸長和壓縮變形量相等，但滾輪(14)始終被壓緊彈簧(12)壓 緊在吊鉤(1)兩側(cè)而緊密接觸吊鉤外輪廓，與支撐滾輪(14)的軸架(13) 固連的滑尺(11)隨之在弓形架(10)的支撐槽內(nèi)伸縮滑動，記錄滑尺讀 數(shù)，通過描圖擬合計算出實際中心線，與理論值比較得出吊鉤扭轉(zhuǎn)變形角。
8. 如權(quán)利要求7的方法，其特征在于重復(fù)測量，取多次讀數(shù)的平 均值，以提高準(zhǔn)確性。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測裝置，該裝置由夾具、基準(zhǔn)鉤架和滑動測量架組成，基準(zhǔn)鉤架設(shè)計成待測吊鉤理論中心線形狀，滑動測量架沿基準(zhǔn)鉤架滑動測量出實際中心線。本發(fā)明還提供了一種起重吊鉤扭轉(zhuǎn)變形檢測方法，包括將基準(zhǔn)鉤架通過夾具和焊在基準(zhǔn)鉤架上的定位指針夾緊固定在待測吊鉤鉤柄部，操作滑動測量架記錄待測吊鉤側(cè)面輪廓中心線，然后擬合出實際中心線，比較理論中心線和實際中心線計算出扭轉(zhuǎn)變形角。本發(fā)明測量過程快速方便，無需額外停機(jī)，檢測結(jié)果定量客觀，并且制造簡單，適用于各種起重吊鉤的檢驗檢測。
文檔編號G01B5/30GK101634543SQ20091016929
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者屹 張, 徐成堯, 力 李, 王紅梅, 鄧代軍, 陳向前 申請人:三峽大學(xué)