全站儀在起重機檢驗中的應(yīng)用分析

趙亮

（山東省特種設(shè)備檢驗研究院，山東 濟南 250101）

全站儀在起重機檢驗中的應(yīng)用分析

趙亮

（山東省特種設(shè)備檢驗研究院，山東 濟南 250101）

全站儀是一種具有操作方便、準(zhǔn)確度高、功能強大、技術(shù)先進和效率高等優(yōu)點的測量儀器，將其應(yīng)用于起重機檢驗中非常必要，保證了檢驗結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性，為起重機的安全運行提供了有利條件。本文舉例淺析全站儀在起重機檢驗中的應(yīng)用。

起重機；檢驗；全站儀

在起重機檢驗中，傳統(tǒng)意義上是采用激光測距儀法來測量靜剛度，采用鋼絲繩法和水準(zhǔn)儀法來測量上拱度，但這些方法在測量中都存在一定的不足。筆者舉例淺析全站儀在起重機檢驗中的應(yīng)用，以彌補傳統(tǒng)測量方法的不足。

1 全站儀

全站儀是一種由微處理機構(gòu)、電子補償器、電子經(jīng)緯儀和測距儀組成的測量儀器，其可實現(xiàn)導(dǎo)線測量、距離測量、角度測量、放樣測量和交會定點測量等功能，因此正廣泛應(yīng)用于精密工程測量中，其中在起重機檢驗中的應(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)，其中按測角精度，分為10″、5″、3″、2″、1″和0.5″六個等級。

此外，全站儀可自動測得距離和角度。以水平角測量方法為例。在水平角測量中，首先，按下角度測量按鈕，使其對準(zhǔn)目標(biāo)A；其次，將A向水平度設(shè)為0；第三，對準(zhǔn)目標(biāo)B，水平度盤的讀數(shù)便是A與B的水平夾角。針對電子計算機與全站儀的數(shù)據(jù)交換，具體方式如下：一是在全站儀中裝入存儲卡，以實現(xiàn)數(shù)字通訊，表現(xiàn)出非常強的通用性；二是將電纜接入全站儀的通訊接口中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2 全站儀的應(yīng)用

靜剛度與上拱度是起重機的核心技術(shù)指標(biāo)。其中，靜剛度指的是滿載小車行至梁跨中時，跨度與梁的最大靜擾度的比值，其關(guān)乎到起重機的穩(wěn)定性；上拱度是梁的上彎弧線，其對起重小車使用功能的實現(xiàn)具有重要作用。因此，在起重機檢驗中，應(yīng)重視對其靜剛度與上拱度的檢驗。為了保證起重機靜剛度與上拱度的檢驗效果，本案引入全站儀法，具體如下。

在起重機靜剛度與上拱度的檢驗中，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?，注意儀器的精度較高，可按環(huán)境條件修正數(shù)據(jù)。一般來講，將全站儀安裝到位后，可在同一位置量測多組數(shù)據(jù)。其中，在測量上拱度時，一切與儀器架通視的點皆可測量；在測量靜剛度時，應(yīng)先進行靜載試驗，再檢驗梁的跨中下?lián)隙取?/p>

對于門式起重機，應(yīng)先將空載小車停于限位開關(guān)處，并在梁跨中對A點進行定位測量，記為A′，然后再將空載小車停于梁跨中，并對A點進行測量，記為A″，最后取A′與A″的差值為梁的撓度值。

對于橋門式起重機，應(yīng)用全站儀來測量其翹度與拱度時，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量點，而后再將高度相等的光靶置于五個不同的位置上，最后再測出其數(shù)值，即為起重機的翹度與拱度。

應(yīng)用表明，在起重機靜剛度與上拱度檢驗中，全站儀允許在選定的位置上連續(xù)測量，且無需輔助設(shè)備，這對降低勞動強度、提高測量效率及保證測量精度非常有利。

此外，針對大跨度起重機，其在運行中易發(fā)生啃軌現(xiàn)象，需進行糾偏處理，即：先將全站儀置于一處，再用紅色激光束進行遠測，再將全站儀對準(zhǔn)測點001、002和003處萊卡反射片的中心，并調(diào)焦和測存，最后再進行計算。

綜上所述，在電梯檢驗中，全站儀的應(yīng)用對降低勞動強度、提高工程效率及測量精度等具有重要作用，特別是全站儀是一種技術(shù)含量較高的測量儀器，其可防止人為誤差的產(chǎn)生，從而提高了測量數(shù)據(jù)的可信度，因此應(yīng)重視對全站儀的應(yīng)用研究。

3 應(yīng)用案例

鑒于起重機上拱度的測量難度較大，則采用萊卡反射片測量+紅外測距的方式，見圖1a。

如圖1a所示，首先，將萊卡反射片置于起重機箱型主梁的跨中和前、后支腿上，記為點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，測量前，先建立作業(yè)文件、坐標(biāo)系和設(shè)站點等，再將全站儀對準(zhǔn)點A、B和C萊卡反射片的中心，最后再調(diào)焦及測存，記為002、003和004。

第五，測存上拱度后，在全站儀位置不變的情況下，測量起重機箱型梁的靜剛度。

第六，將額定載荷用小車運至跨中，并保持其穩(wěn)定狀態(tài)，此時的箱型梁出現(xiàn)下?lián)?，見圖1b。如圖1b所示，先將點B下移至點B′，再用全站儀測存點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

在實際應(yīng)用中，全站儀在野外的測量時間長，且會在自重和風(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，并進行擋風(fēng)處理；其次，在測存數(shù)據(jù)時，調(diào)好望遠鏡的焦距至成像清晰；第三，鑒于全站儀的測程和精度與溫度突變有關(guān)，在實際應(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量場地時，應(yīng)該在一段時間后開箱。

4 結(jié)語

為了進一步證實全站儀在起重機檢驗中的應(yīng)用價值，現(xiàn)通過與激光測距儀、經(jīng)緯儀+標(biāo)尺進行對比分析。分析結(jié)果顯示，在梁靜剛度的測量中，全站儀與經(jīng)緯儀+標(biāo)尺的測量結(jié)果相近，但對于大型起重機，則無法用激光測距儀來測量跨中點，且測量誤差也非常大。此外，對于累積誤差，激光測距儀=儀器精度誤差+儀器垂度誤差+測量處誤差；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?？梢姡緝x是一種方便快捷、測量精度高及測量功能完善的測量方法，因此將其應(yīng)用于起重機檢驗中，可有效降低起重機靜剛度與上拱度測量的累積誤差。此外，亦可用全站儀來測量梁的跨度、軌道的水平度及其截面的高度差等，從而實現(xiàn)了提高了起重機檢驗的效果。總之，將全站儀應(yīng)用于起重機檢驗中是一種進步，值得重視。

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