桥式起重机主梁变形自测方法研究
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— 一
广——— ——— １
４ 测试 实例
选 某 钢 厂 一 台 新 投 入 使 用 的 双 梁 桥 式 起 重 Ｑ ６／０ ２ ．Ａ Ｄ ０１—２５ ５为测试 对 象 ， 监测 频 率 为每 月 一 次 ， 监 测时 问为 一个 年 。其 主 动梁 测试 数据 如表 １ 示 。 所 跨端 １ 为测 距传感 器放 置 等高 点 。
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图 ２ 测 距 原 理 图
本 系 统 采 用 Ｌ Ｒ ． １ 作 为 开 发 环境 ，使 用 ｃ Ａ ５ １ 语 言编程 ， 用模 块化 程序 设计 。软 件设 计 分为 主控 采 模块 、 初始化模块 、 中断处理模块 、 数据发送和接 收 模 块 、 据处 理 模块 、 盘 和 显示 模 块 等几 部 分 。 主 数 键 程 序工 作 流程 图 ， 图 ３所 示 。系统 上 电后 ， 如 首先 完
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ１ ２ １ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ．０， ０ ２ ｉ
ห้องสมุดไป่ตู้
在 服务 器 内建 立 实 时 和历 史 的 数据 库 ，分 别 用 于保 存每 台起 重 机 当前 拱 度值 和 以往拱 度 值 ，监 测 数 据可 以每 天存储 一 次 。
口的大型设备 ，在 日常维护 中常常忽略对桥架结构 的检 验 ， 造 成 主梁 下 挠 、 距变 化 及 主梁 高低 差 等 易 轨 变形 。桥式起重机整机 的使用寿命 取决于钢结构 的 塑性变形 ， 因此 ， 对重要场合和老旧设备存在的高工 作 级 别 的起 重 机 应 该 监 控 其 金 属结 构 的变 形 情 况 。
关键 词 ： 式 起 重 机 ； 度 ； 度 ； 量 方 法 桥 拱 挠 测
中 图分 类 号 ： Ｈ １ Ｔ ２５
文 献标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ２）０ ０ ０ — ２ １７— ４ Ｘ ２ １ １— １５ ０
对 于高 工 作级 别 的桥 式 起重 机 ， 例如 钢铁 厂 、 港
图 １ 测 量 布 置 图 本文采用数字激光测距传感器和虚拟机来实现桥架 结 构 的实 时监 测 和 记 录 ， 据 桥架 的变形 记 录 ， 以 根 可 ２ 测 距 系统 开 发 方 法 【 １ ］ 判 断金 属 结构 的安 全状 况 ，也可 以推 断钢结 构 的剩 余 寿命 。 激光 以其高亮度 、 高方 向性 、 高单色性等优点 ， 被广 泛应 用 于 各种 测 量领 域 中。激 光 测距 相 比红 外 １ 自测 系统实现方 法 测距 ， 超声波测距等方式 ， 具有速度快 ， 实时性强 ， 获 取数据精度高等特点。为 了满测量精度高的要求 ， 还 为 了实 现对 起 重机 的实 时监 控 ，需要 在 起 重机 考 虑 到 系统 能在 能 见度 较 差 的环 境 工 作 ，系 统 选 用 主梁上安装监测传感器和显示主机 。传感器采用激 德 国 ＳＣ ＩＫ公 司生 产 的 Ｌ Ｓ型 双 脉 冲激 光 测 距传 感 Ｍ 器 ， 光扫描 测距 的工 作 原理 如图 ２所示 。 激 光连续测距传感器 ， 其工作 电压为 ５ｖ 频率为 ０ ， ．Ｓ ５
开始测距 ， 通过 ４ 。 ５ 角反射板 ， 把主梁 的拱度 （ 挠度 ） 成系统初始化 ， 然后给传感器发命令 ， 启动传感器测 转 换 为直 线距离 的变化 ， 确度 为 １ｒ 通过数 据线 量 ， 收 串 口发 来 的数 据 ， 串 口缓 冲 区提 取 所需 数 精 ｌ Ｉ ｍ。 接 从 将传感器连接到 Ｐ Ｃ机 ， 将测量数据存储下来 。 据， 最后根据数据信息进行转换 ， 判断 ， 比较 ， 存储 。
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ５ ２ １— ７ １
作者 简介 ： 陆纪法 （９５ ） 男 ， １６一 ， 浙江兰溪人 ， 高级工程师 ， 大学本科 ， 究方 向为起 重机械 ； 科 （９３ ）男 ， 获嘉人 ， 研 周 １８一 ， 河南
工程 师 ， 硕士 ， 研究方向为起 重机械 ： 。 １５ ０
测一次 ， 精度为 ｌ ｍ， 最大量程 ３ 虚拟主机可选 ｍ ０ ｍ，
普通 Ｐ Ｃ机 。
器
对于双主梁结构的桥式起重机 ， 在主梁与端梁交 界处设立 四个等高台 ， 四个各数字激光传感器分别 将 装在 四等高点处 。 如图 １ 所示 ， 中， 为数字测距传 其 １ 感器 ，安放 于 ２和 ４ 的传感器等高台上 ； 为 ４ 。 ３ ５ 倾 斜 角 的反 射挡板 ； ６为垂 直 的反射 挡板 。 测距传 感器 ２ 通 过垂 直 挡 板 ６可 以实 时监 测起 重 小 车位 于 主梁 的 位置 ， 当小 车位 于跨 端 、 中、 １ 跨 和 ／ 中时 ， ２跨 传感 器 ４
《 装备制造技术１０２ ２ １ 年第 ｌ 期 Ｏ
桥 式 起 重 机主 梁 变 形 自测 方 法研 究
陆纪法 ， 周 科 ， 建富 ， 唐 伍蒋军
（ 江省 特种 设备 检验 研究 院 ， 江 杭州 ３００ ） 浙 浙 ００ １
摘 要： 针对 于双 梁箱型桥式起重在 高温高 负荷 场合使 用中， 属结构容 易产 生变形 ， 金 而无法 实时监测的情 况， 用激光 采 测距和虚拟机通过 ＧＰ ＲＳ网络 来实现起重机 主梁变形量 的监测和远程 查看 ，通过 该方 法可以实时显示 主梁 当前 变形 量 ， 而可推测起重机剩余使 用寿命 ， 从 增加设备安全性。
表 １ 主 梁 测 试 数 据
跨端 １
１ 月 ２月
３月
ｌ数据处理 ｌ
—
一
＝＝ ＝
＝＝ ：
固 园 圃
图 ３ 主程序工作流程图
３ ＧＰ ＲＳ 网络 平 台 的建 立 ［ ２ １
ＧＲ Ｐ Ｓ网络 平 台是 架 构 在 起 重 机 管理 部 门 内部
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４ 测试 实例
选 某 钢 厂 一 台 新 投 入 使 用 的 双 梁 桥 式 起 重 Ｑ ６／０ ２ ．Ａ Ｄ ０１—２５ ５为测试 对 象 ， 监测 频 率 为每 月 一 次 ， 监 测时 问为 一个 年 。其 主 动梁 测试 数据 如表 １ 示 。 所 跨端 １ 为测 距传感 器放 置 等高 点 。
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图 ２ 测 距 原 理 图
本 系 统 采 用 Ｌ Ｒ ． １ 作 为 开 发 环境 ，使 用 ｃ Ａ ５ １ 语 言编程 ， 用模 块化 程序 设计 。软 件设 计 分为 主控 采 模块 、 初始化模块 、 中断处理模块 、 数据发送和接 收 模 块 、 据处 理 模块 、 盘 和 显示 模 块 等几 部 分 。 主 数 键 程 序工 作 流程 图 ， 图 ３所 示 。系统 上 电后 ， 如 首先 完
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ１ ２ １ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ．０， ０ ２ ｉ
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在 服务 器 内建 立 实 时 和历 史 的 数据 库 ，分 别 用 于保 存每 台起 重 机 当前 拱 度值 和 以往拱 度 值 ，监 测 数 据可 以每 天存储 一 次 。
口的大型设备 ，在 日常维护 中常常忽略对桥架结构 的检 验 ， 造 成 主梁 下 挠 、 距变 化 及 主梁 高低 差 等 易 轨 变形 。桥式起重机整机 的使用寿命 取决于钢结构 的 塑性变形 ， 因此 ， 对重要场合和老旧设备存在的高工 作 级 别 的起 重 机 应 该 监 控 其 金 属结 构 的变 形 情 况 。
关键 词 ： 式 起 重 机 ； 度 ； 度 ； 量 方 法 桥 拱 挠 测
中 图分 类 号 ： Ｈ １ Ｔ ２５
文 献标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ２）０ ０ ０ — ２ １７— ４ Ｘ ２ １ １— １５ ０
对 于高 工 作级 别 的桥 式 起重 机 ， 例如 钢铁 厂 、 港
图 １ 测 量 布 置 图 本文采用数字激光测距传感器和虚拟机来实现桥架 结 构 的实 时监 测 和 记 录 ， 据 桥架 的变形 记 录 ， 以 根 可 ２ 测 距 系统 开 发 方 法 【 １ ］ 判 断金 属 结构 的安 全状 况 ，也可 以推 断钢结 构 的剩 余 寿命 。 激光 以其高亮度 、 高方 向性 、 高单色性等优点 ， 被广 泛应 用 于 各种 测 量领 域 中。激 光 测距 相 比红 外 １ 自测 系统实现方 法 测距 ， 超声波测距等方式 ， 具有速度快 ， 实时性强 ， 获 取数据精度高等特点。为 了满测量精度高的要求 ， 还 为 了实 现对 起 重机 的实 时监 控 ，需要 在 起 重机 考 虑 到 系统 能在 能 见度 较 差 的环 境 工 作 ，系 统 选 用 主梁上安装监测传感器和显示主机 。传感器采用激 德 国 ＳＣ ＩＫ公 司生 产 的 Ｌ Ｓ型 双 脉 冲激 光 测 距传 感 Ｍ 器 ， 光扫描 测距 的工 作 原理 如图 ２所示 。 激 光连续测距传感器 ， 其工作 电压为 ５ｖ 频率为 ０ ， ．Ｓ ５
开始测距 ， 通过 ４ 。 ５ 角反射板 ， 把主梁 的拱度 （ 挠度 ） 成系统初始化 ， 然后给传感器发命令 ， 启动传感器测 转 换 为直 线距离 的变化 ， 确度 为 １ｒ 通过数 据线 量 ， 收 串 口发 来 的数 据 ， 串 口缓 冲 区提 取 所需 数 精 ｌ Ｉ ｍ。 接 从 将传感器连接到 Ｐ Ｃ机 ， 将测量数据存储下来 。 据， 最后根据数据信息进行转换 ， 判断 ， 比较 ， 存储 。
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ５ ２ １— ７ １
作者 简介 ： 陆纪法 （９５ ） 男 ， １６一 ， 浙江兰溪人 ， 高级工程师 ， 大学本科 ， 究方 向为起 重机械 ； 科 （９３ ）男 ， 获嘉人 ， 研 周 １８一 ， 河南
工程 师 ， 硕士 ， 研究方向为起 重机械 ： 。 １５ ０
测一次 ， 精度为 ｌ ｍ， 最大量程 ３ 虚拟主机可选 ｍ ０ ｍ，
普通 Ｐ Ｃ机 。
器
对于双主梁结构的桥式起重机 ， 在主梁与端梁交 界处设立 四个等高台 ， 四个各数字激光传感器分别 将 装在 四等高点处 。 如图 １ 所示 ， 中， 为数字测距传 其 １ 感器 ，安放 于 ２和 ４ 的传感器等高台上 ； 为 ４ 。 ３ ５ 倾 斜 角 的反 射挡板 ； ６为垂 直 的反射 挡板 。 测距传 感器 ２ 通 过垂 直 挡 板 ６可 以实 时监 测起 重 小 车位 于 主梁 的 位置 ， 当小 车位 于跨 端 、 中、 １ 跨 和 ／ 中时 ， ２跨 传感 器 ４
《 装备制造技术１０２ ２ １ 年第 ｌ 期 Ｏ
桥 式 起 重 机主 梁 变 形 自测 方 法研 究
陆纪法 ， 周 科 ， 建富 ， 唐 伍蒋军
（ 江省 特种 设备 检验 研究 院 ， 江 杭州 ３００ ） 浙 浙 ００ １
摘 要： 针对 于双 梁箱型桥式起重在 高温高 负荷 场合使 用中， 属结构容 易产 生变形 ， 金 而无法 实时监测的情 况， 用激光 采 测距和虚拟机通过 ＧＰ ＲＳ网络 来实现起重机 主梁变形量 的监测和远程 查看 ，通过 该方 法可以实时显示 主梁 当前 变形 量 ， 而可推测起重机剩余使 用寿命 ， 从 增加设备安全性。
表 １ 主 梁 测 试 数 据
跨端 １
１ 月 ２月
３月
ｌ数据处理 ｌ
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固 园 圃
图 ３ 主程序工作流程图
３ ＧＰ ＲＳ 网络 平 台 的建 立 ［ ２ １
ＧＲ Ｐ Ｓ网络 平 台是 架 构 在 起 重 机 管理 部 门 内部