起重機(jī)吊鉤檢測(cè)分析與三維技術(shù)運(yùn)用研究

林騰

摘要：起重機(jī)是一個(gè)重要的機(jī)械設(shè)備，并且廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，所以對(duì)于起重機(jī)的重要部件進(jìn)行檢測(cè)至關(guān)重要。起重吊鉤、鋼絲繩與制動(dòng)器是起重機(jī)的三大重要零部件，如果其中一件出現(xiàn)故障都可能造成吊物失控墜落，所以對(duì)這三個(gè)部件的質(zhì)量非常重要。本文就簡要分析吊鉤的質(zhì)量檢測(cè)方法和三維技術(shù)在吊鉤檢測(cè)中的應(yīng)用研究，簡要分析三維檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和原理。

關(guān)鍵詞：起重機(jī) 吊鉤檢測(cè) 三維技術(shù)

前言：隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，三維技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，產(chǎn)品研發(fā)、金屬加工以及模具的制造都會(huì)應(yīng)用到三維檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)，利用三維檢測(cè)技術(shù)還可以進(jìn)行CAD分析、檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量、對(duì)制造部件和原始部件進(jìn)行一致性的評(píng)估。所以將三維檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到起重機(jī)的吊鉤檢測(cè)可以得較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)吊鉤的質(zhì)量檢測(cè)和報(bào)廢評(píng)價(jià)，并且還能夠得出吊鉤的立體尺寸，從而分析出吊鉤的磨損程度、開口度以及尺寸變形程度等等，將得出數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)吊鉤的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，科學(xué)的判斷吊鉤是否報(bào)廢。

1 檢測(cè)吊鉤尺寸的重要程度

起重機(jī)上的吊鉤是起重機(jī)的一個(gè)重要的組成部分，它主要起著一個(gè)承載重物的一個(gè)重要部件，同時(shí)，他還是起重機(jī)上的三大危險(xiǎn)部件之一[1]。而且根據(jù)國家對(duì)特殊部件安全技術(shù)規(guī)范可知，一旦起重機(jī)上的吊鉤在檢查過程中出現(xiàn)以下幾種情況時(shí)，就不能夠再繼續(xù)使用該吊鉤，該吊鉤當(dāng)立即報(bào)廢，第一種情況時(shí)吊鉤出現(xiàn)裂紋，應(yīng)當(dāng)立即報(bào)廢;第二種情況是吊鉤的危險(xiǎn)面的磨損程度達(dá)到了原尺寸的10%，也不能繼續(xù)使用;第三是吊鉤的開口度擴(kuò)大了，當(dāng)開口度超過了原尺寸開口度的15%時(shí)就列為報(bào)廢品;第四，吊鉤在使用過稱中器變形度大于10°時(shí)，吊鉤也不能在繼續(xù)使用;第五就是吊鉤的危險(xiǎn)切面與吊鉤的頸部已經(jīng)發(fā)生了塑性變形，此時(shí)吊鉤列為危險(xiǎn)品，不能繼續(xù)使用;第六，當(dāng)板鉤的襯套磨損程度的超過了15%時(shí)，要報(bào)廢襯套;第七，與原部件相比，板鉤芯軸的磨損程度達(dá)到5%時(shí)，芯軸就要被報(bào)廢;第八，當(dāng)?shù)蹉^原件出現(xiàn)磨損和缺陷時(shí)，不能采用一切手段進(jìn)行修補(bǔ)，只能報(bào)廢。

上述的八種報(bào)廢條件中的第二條到第六條都是描述的吊鉤的尺寸磨損程度有關(guān)，并且在吊鉤的安全檢查中，吊鉤的尺寸檢查就占到的比例達(dá)到了3/4，由此可知，在吊鉤的評(píng)判報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)中，吊鉤的尺寸變化占到了主導(dǎo)地位[2]。但是在日常的檢查和保養(yǎng)過程中，使用單位大多只對(duì)吊鉤的裂紋較為關(guān)注，出現(xiàn)這種情況后會(huì)主動(dòng)的報(bào)廢和更換，對(duì)吊鉤的尺寸變化就缺少關(guān)注和檢查，認(rèn)為這種情況不影響吊鉤的正常使用。除此之外，忽視吊鉤檢查還有以下幾種原因，一：部分企業(yè)缺少熟知起重機(jī)使用知識(shí)、技術(shù)的人才;二：吊鉤屬于起重機(jī)的三大危險(xiǎn)部件，但是吊鉤的尺寸變化所需的時(shí)間較長，其形變較為微小，不以觀察，導(dǎo)致人們對(duì)吊鉤的重視度不夠;三：雖然關(guān)于吊鉤的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)較為明確，但是傳統(tǒng)的檢測(cè)方法誤差較大，并且很耗費(fèi)人力、物力;四：即使檢測(cè)出吊鉤的各項(xiàng)尺寸數(shù)據(jù)，但是由于缺少吊鉤原始尺寸數(shù)據(jù)，也無法評(píng)判吊鉤是否需要報(bào)廢。綜上所述，吊鉤的危險(xiǎn)隱患依舊不能得到有效的解決和預(yù)防，一到發(fā)生事故，就會(huì)造成巨大的人員損傷和社會(huì)危害，因此，對(duì)吊鉤尺寸進(jìn)行規(guī)范的、科學(xué)的檢測(cè)是十分有必要的。

2 三維檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

用傳統(tǒng)方法檢測(cè)吊鉤尺寸所需要用的工具有千分尺、游標(biāo)卡尺、刻度尺等，但是每種工具的誤差大小不同，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的誤差也很大，為了解決這一問題，三維檢測(cè)技術(shù)就能較為精確的檢測(cè)出吊鉤的尺寸大小。并且，三維檢測(cè)技術(shù)已將廣泛的應(yīng)用到航天技術(shù)、汽車制造、品質(zhì)檢測(cè)以及3D模型制作等多個(gè)行業(yè)[3]。并且三維檢測(cè)技術(shù)的種類很多，能適用于各個(gè)行業(yè)，例如光柵式三維檢測(cè)技術(shù)，就是用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生正弦式條形投影投射到物體表面，在通過調(diào)制物體表面的條紋，此時(shí)條紋會(huì)產(chǎn)生變形，導(dǎo)致其相位關(guān)系的變化，再利用計(jì)算機(jī)提取相位、包裹相位，經(jīng)過系統(tǒng)處理、坐標(biāo)變換得出物體表面的三維信息。

三維檢測(cè)技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，第一條：三維檢測(cè)技術(shù)是通過非接觸式掃描，采用相機(jī)原理，通過光學(xué)掃描得出被檢測(cè)物體的表面三維數(shù)據(jù)信息，并且，三維檢測(cè)技術(shù)和能夠檢測(cè)柔性材料等易變性的物體表面;第二條：三維檢測(cè)技術(shù)的工作效率高，單面掃描所需時(shí)間不超過五秒;第三條：三維檢測(cè)技術(shù)的精度高，其精度檢測(cè)方法是滿足了德國光學(xué)掃描儀測(cè)量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn);第四條：三維檢測(cè)技術(shù)是采用的高密度的樣點(diǎn)云，保證了其采樣的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，一次就能得到130萬點(diǎn);第五條：所使用的機(jī)器的體積小，易于攜帶，各個(gè)部件都很靈活，方便移動(dòng)能以根據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行檢測(cè);第六條：三維檢測(cè)儀器能夠適應(yīng)更多的、復(fù)雜的環(huán)境，并且都能夠獲得精確地?cái)?shù)據(jù)，也能夠進(jìn)行露天作業(yè)。

針對(duì)起重機(jī)的吊鉤檢測(cè)就是利用三維檢測(cè)技術(shù)中的品質(zhì)檢測(cè)，將獲得的吊鉤表面的尺寸數(shù)據(jù)，與吊鉤的原始通過計(jì)算對(duì)比，將其作為吊鉤報(bào)廢的數(shù)據(jù)依據(jù)。三維檢測(cè)技術(shù)不僅能夠獲得吊鉤的立體尺寸數(shù)據(jù)，分析其的開口度、頸部變形度、切面磨損度等，還可以利用得到吊鉤尺寸變化的數(shù)據(jù)，然后與報(bào)廢品相比，就能夠精確地評(píng)判吊鉤是否需要報(bào)廢。除此之外，三維技術(shù)的修復(fù)技術(shù)還能夠復(fù)原吊鉤在磨損前、變形前的尺寸數(shù)據(jù)，能夠在缺少原件的數(shù)據(jù)情況，判斷吊鉤的質(zhì)量，能夠做到科學(xué)、精確[4]。

3 維技術(shù)在吊鉤檢測(cè)中的運(yùn)用研究

由于被檢測(cè)對(duì)象是起重機(jī)的吊鉤，并且三非接觸式光學(xué)三維檢測(cè)技術(shù)也能夠滿足吊鉤的現(xiàn)場檢測(cè)的要求，就當(dāng)前的發(fā)展情況來看，工業(yè)中的光學(xué)檢測(cè)技術(shù)有一半都用的在了物體的尺寸和形狀的檢測(cè)，而物體的形狀檢測(cè)又可以劃分為二維形狀檢測(cè)與三維的形貌檢測(cè)，其中又以三維形貌檢測(cè)居多。

三維形貌檢測(cè)屬于高級(jí)檢測(cè)，可以再多種原理下得以實(shí)現(xiàn)，比較常見原理有光柵式掃描法和投影式疊紋干涉法[5]。

首先介紹光柵式三維掃描技術(shù)在檢測(cè)起重機(jī)的吊鉤時(shí)的過程，首先急用計(jì)算機(jī)計(jì)算得出一組正弦式條形光譜，再由數(shù)字設(shè)備將產(chǎn)生的條形光譜投射在吊鉤的表面，當(dāng)條紋投射到吊鉤表面時(shí)經(jīng)過了調(diào)制會(huì)產(chǎn)生一定的形變，并且正弦條紋的相位也會(huì)產(chǎn)生一定的變化，然后再用高清攝影機(jī)將變形后的條紋拍攝下來，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)得到的圖形進(jìn)行相位提取以及相位的包裹，通過處理得到精確地絕對(duì)相位值，再通過系統(tǒng)的標(biāo)定和坐標(biāo)變換得到吊鉤的三維數(shù)據(jù)，從而得到三維立體尺寸，再與原始模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以更加方便的得出吊鉤是否報(bào)廢的結(jié)果，能夠有效的取代傳統(tǒng)工具在吊鉤中應(yīng)用。

除此之外，還可以設(shè)定一套關(guān)于吊鉤報(bào)廢評(píng)價(jià)的系統(tǒng)設(shè)定，將吊鉤的開口度、斷面磨損度、表面裂紋以及頸部變形度的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序化，建立尺寸數(shù)據(jù)庫，在結(jié)合三維檢測(cè)技術(shù)的復(fù)原技術(shù)、分析系統(tǒng)和報(bào)廢分析平臺(tái)，能夠快速的得出吊鉤的詳細(xì)數(shù)據(jù)，利用光柵掃描技術(shù)建立一個(gè)報(bào)廢分析平臺(tái)，還能對(duì)以后的吊鉤的檢測(cè)、維護(hù)、保養(yǎng)提供有效的幫助。

結(jié)束語：

綜上所述，起重機(jī)的吊鉤尺寸檢測(cè)具有非常重要的意義，他是工作人員的又一生命安全的保障。并且加強(qiáng)相關(guān)部門的重視也是非常有必要的。在檢測(cè)過程中，三維檢測(cè)技術(shù)能夠?yàn)榈蹉^制作企業(yè)、吊鉤質(zhì)量檢測(cè)部門、起重機(jī)使用單位提供一個(gè)更加便捷、準(zhǔn)確、科學(xué)、可靠的檢測(cè)方法。給人們的生活和工作提供一個(gè)更加安全、科學(xué)的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]伍蔣軍，陸紀(jì)法，周科，王勇玲.起重機(jī)吊鉤三維檢測(cè)及報(bào)廢評(píng)估系統(tǒng)開發(fā)[J].裝備制造技術(shù)，2012，09：111-113.

[2]陸紀(jì)法，伍蔣軍，周科，王勇玲.三維技術(shù)在起重機(jī)吊鉤檢測(cè)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，26：66+68.

[3]王楠.起重機(jī)吊鉤檢測(cè)分析與三維技術(shù)運(yùn)用研究[J].中國設(shè)備工程，2017，02：35-36.

[4]武震.三維技術(shù)在起重機(jī)吊鉤檢測(cè)中的應(yīng)用[J].硅谷，2014，707：130+127.

[5]宋利明，劉海陽，馬駿馳.金槍魚延繩釣釣鉤和起重機(jī)吊鉤材料及力學(xué)性能研究進(jìn)展[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2014，4104：54-57.