专利名称：起重吊钩扭转变形检测装置和检测方法
技术领域：
本发明涉及一种起重吊钩扭转变形检测装置，特别涉及现场在线快 速定量检测装置。本发明还涉及一种起重吊钩扭转变形检测方法，属于特 种设备检验检测领域。
背景技术：
起重机械属于特种设备，为保证其安全运行，国家规定必须对起重 机械进行定期检验。吊钩是起重机械主要部件，起连接起重机械和重物的 作用，因此，吊钩的定期安全检查是保证起重机械安全使用的关键。在吊
钩安全检查国家技术标准中明确规定，严禁吊钩钩身扭转变形超过io。。
目前，吊钩扭转变形检测常用两种方法，即目测和划线法。目测是 检测人员通过肉眼观察，凭经验大概估计扭转角度，很难准确给出吊钩变
形角度以及判断变形角度是否超过io。的标准。并且目测检测带有很大的
偶然性与不准确性，重复性较差。划线法检测是将吊钩整个从起重机械上 拆卸下来，放置在一个水平台上，用垂直划线尺和调整垫块水平找正吊钩 钩身中心线(即理论中心线)，测量吊钩钩尖中心线与钩身中心线的交点， 从钩尖中心点到吊钩钩身中心线做垂线，量出垂足到交点的距离，然后作 图，计算出扭转角。这种方法虽然准确，但现场不易实现，需要水平台和 一些专用量具，操作复杂，成本大，耗时多，并且需要停机，影响企业的 正常生产。因此，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适合检测人 员方便快速准确地检测吊钩变形的检测装置和检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以现场在线定量测量起重吊钩扭转变形 的检测装置和检测方法，该装置操作简便，较目测法准确可靠，较划线法 适用。
本发明基于以下原理由于吊钩扭转是指吊钩实际中心线偏离理论 中心线的程度，扭转变形量是以吊钩的理论中心线为检测基准的，因此， 基准钩架按吊钩理论中心线形状设计。吊钩实际中心线则是通过滑动测量 架测量两侧面轮廓中线偏离理论中心线位移，然后拟合得到。实际中心线 与理论中心线比较，它们的夹角即为待测吊钩的扭转变形角。
一方面，本发明的起重吊钩扭转变形检测装置由夹具、基准钩架和 滑动测量架组成，基准钩架上焊接有定位指针。通过夹具和定位指针将基 准钩架夹紧和定位在待测吊钩l的钩柄部。滑动测量架与基准钩架滚动连 接。
夹具夹持基准钩架的部分为正方形孔，夹具通过螺栓将基准钩架固 定在待测吊钩上。
基准钩架的正方形固定端与夹具的正方形孔配合，通过螺栓固定在 待测吊钩上，定位指针的针尖与待测吊钩相接触，与夹具及吊钩钩柄共同 确定检测的基准。基准钩架上的蝶形滑槽支撑滑动测量架，并使其在滑槽 内稳定地滑动。
滑动测量架由弓形架、圆筒连接件、滑尺、压紧弹簧、轴架和滚轮 组成，滑尺一端穿过弓形架的支撑槽，另一端焊接在轴架上，压紧弹簧套 在滑尺上，与轴架接触的一端焊接固定，另一端游动，滚轮的轴伸出端焊 接在轴架上，压紧弹簧的弹力使滚轮紧贴待测吊钩外轮廓并滑动。
弓形架与基准钩架通过双列滚珠滚动连接，滚珠在由圆筒连接件上 的凹槽与基准钩架上的蝶形滑槽所形成的滚道内滚动，滚珠通过螺钉安装 在圆筒连接件内，圆筒连接件焊接在对称的弓形架中间。说明书第3/8页
虽然吊钩的实际大小不同，但结构和形状基本相同，因此，将基准 钩架设计成与吊钩理论中心线具有相同的形状和曲率。基准钩架与待测吊 钩钩柄连接部分的截面设计为正方形，使其对中性好，定位准确性高。基 准钩架与滑动测量架连接部分的截面设计为蝶形，蝶形截面的对称凹槽与 滑动测量架上的滚珠配合，实对称结构的弓形架与基准钩架通过圆筒连接件滚动连接，起着支撑 滑动测量架的作用。由压紧弹簧、轴架和滚轮组成压紧装置，压紧弹簧安 装于轴架和弓形架之间，压紧弹簧通过压縮轴架压紧滚轮使其紧贴在吊钩 轮廓面中心线上，滚轮在整个检测过程都处于压縮但可滑动状态中。由刻 有读数的滑尺组成读数装置，滑尺一端与轴架固连，另一端穿过弓形架的 支撑槽，随压紧弹簧变形而做伸縮滑动。弓形架两端部各装有一套结构和 尺寸完全相同的压紧装置和读数装置，当待测吊钩有扭转变形时，两套压 紧装置压紧弹簧会有不同的压縮或伸长，随压紧弹簧变形的滑尺读数也会 相应的发生变化，输出吊钩变形偏移量。
另一方面，使用本发明的的起重吊钩扭转变形检测装置的检测方法 包括以下步骤
(1) 通过夹具和定位指针将基准钩架夹紧和定位在待测吊钩的钩柄
部；
(2) 检测装置工作开始时，滑动测量架处于基准钩架的标定起始测 量点处，此时调节压紧弹簧，使两侧滑尺的读数相等，以确定检测需要的 理论中心线基(3) 移动滑动测量架依次从起始点至钩尖点，顺序记录经各测量点
时两侧滑尺的读数；
(4) 当有扭转时，压紧弹簧产生变形， 一侧伸长，而另一侧被压縮， 伸长和压縮变形量相等，但滚轮始终被压紧弹簧压紧在吊钩两侧而紧密接 触吊钩外轮廓；与支撑滚轮的轴架固连的滑尺随之在弓形架的支撑槽内伸 縮滑动；记录滑尺读数，通过描图拟合计算出实际中心线，与理论值比较 得出吊钩扭转变形角。
为提高准确性，可以重复多次测量取读数的平均值， 一般重复测量2 _3次。
由于待测吊钩轮廓面关于其中心面对称，当出现扭转时中心面或轮 廓面中心线也会随之扭转，因此，当检测装置在吊钩轮廓中心线上滑动， 测量点所形成的曲线，即代表实际轮廓面中心线。
当吊钩没有发生扭转变形时，两侧压紧弹簧的弹力大小相等，方向 相反，两侧滑尺的读数相同；当吊钩发生扭转变形时， 一侧压紧弹簧压縮 而另一侧伸长，导致两侧滑尺产生不同的位移，指示出扭转变形产生的偏 移量，记录该偏移量，通过相关计算得出吊钩扭转变形角。
本发明具有以下优点
1、 可以定量检测，解决了目测法测量不能定量、需要检测经验的问
题；
2、 能够快速在线检测，解决了划线法需要停机，并拆卸吊钩的问题；
3、 操作方便，结构简单，制造容易。
整个测量过程约需3 5分钟，无需额外停机，在线定量检测。该装置 结构简单，加工制作成本低廉，检测操作方便快速，测量结果准确客观。
本发明装置在现场使用时，直接将基准钩架夹紧和定位在待测吊钩 钩柄部，操作滑动测量架沿基准钩架滑动，记录读数装置滑尺在吊钩侧面轮廓中心线的读数，然后拟合出实际中心线，即可计算出吊钩扭转变形角。
图l是起重吊钩扭转变形检测装置安装示意图。
图2是起重吊钩扭转变形检测装置结构示意图。
图3是夹具结构示意图。
图4是基准钩架组成及结构示意图。
图5是滑动测量架结构示意图。
图6是基准钩架与滑动测量架连接结构示意图。
图7是测量点示意图。
图8是扭转变形角计算示意图
附图标记说明如下:
1. 待测吊钩
2. 起重吊钩扭转变形检测装置
3. 夹具
4. 基准钩架
5. 滑动测量架
6. 螺栓
7. 方形固定端
8. 定位指针
9. 蝶形滑槽
10. 弓形架
11. 滑尺
12. 压紧弹簧
13. 轴架
14. 滚轮15. 滚珠
16. 螺钉
17. 圆筒连接件
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明的起重吊钩扭转变形检测装置和检测方法 做更详细地说明。
图1是待测吊钩1与起重吊钩扭转变形检测装置2(以下简称检测 装置)的安装位置示意图。
参见图2，检测装置2由夹具3、基准钩架4和滑动测量架5组成， 基准钩架4上焊接有定位指针8，通过夹具3和定位指针8将基准钩架4 夹紧和定位在待测吊钩1的钩柄部，以确定检测需要的理论中心线基准。 滑动测量架5与基准钩架4滚动连接。
参见图3，夹具3夹持基准钩架4的部分为正方形孔，夹具3通过 螺栓6将基准钩架4固定在待测吊钩1上。
参见图4，基准钩架4的正方形固定端7与夹具3的正方形孔配合， 通过螺栓6固定在待测吊钩1上。定位指针8焊接在基准钩架4上，其针 尖与待测吊钩1相接触，与夹具3及吊钩钩柄共同确定检测的基准。基准 钩架4上的蝶形滑槽9支撑滑动测量架5，并使其在滑槽内稳定地滑动。
参见图5，滑动测量架5由弓形架10、圆筒连接件17、滑尺ll、压紧 弹簧12、轴架13和滚轮14组成，滑尺11一端穿过弓形架10的支撑槽，另 一端焊接在轴架13上。压紧弹簧12套在滑尺11上，与轴架13接触的一端 焊接固定，另一端游动。滚轮14的轴伸出端焊接在轴架13上，压紧弹簧 12的弹力使滚轮14紧贴待测吊钩1外轮廓并滑动。当有扭转时，压紧弹簧 12产生变形，滑尺11随之在弓形架10的支撑槽内伸縮滑动。
参见图6，弓形架10与基准钩架4通过双列滚珠15滚动连接，滚珠15在由圆筒连接件17上的凹槽与基准钩架4上的蝶形滑槽9所形成的滚道内 滚动。滚珠15通过螺钉16安装在圆筒连接件17内，圆筒连接件17焊接在 对称的弓形架10中间。当滚珠15磨损严重时，拧下螺钉16即可更换滚珠。 用本发明的装置进行检测的方法如下通过夹具和定位指针将基准 钩架夹紧和定位在待测吊钩钩柄部，检测装置工作开始时，滑动测量架处 于基准钩架的标定起始测量点，此时调节压紧弹簧，使两侧滑尺的读数相 等。测量时，移动滑动测量架依次从起始点至钩尖点，顺序记录经各测量 点时两侧滑尺的读数，为提高准确性，可以重复多次测量取读数的平均值。 由于待测吊钩轮廓面关于其中心面对称，当出现扭转时中心面或轮廓面中 心线也会随之扭转，因此，当检测装置在吊钩轮廓中心线上滑动，测量点 所形成的曲线，即代表实际轮廓面中心线。当吊钩没有发生扭转变形时， 两侧压紧弹簧的弹力大小相等，方向相反，使得两侧滑尺的读数相同；当
吊钩发生扭转变形时， 一侧压紧弹簧压縮而另一侧伸长，导致两侧滑尺产 生不同的位移，指示出扭转变形产生的偏移量，记录偏移量，通过相关计 算得出吊钩扭转变形角。
参见图7，标示出检测装置在基准钩架4上的重要标定测量点，它们 主要集中垂直断面处B、 C，钩尖段E、 F，及不同半径圆弧交汇处A、 D 等。
参见图8，滑动测量架5依次移动从起始点A至钩尖点F，顺序记录经 各测量点滑尺ll的读数，为提高准确性，可以重复多次测量取读数的平 均值。将基准钩架4上的标定测量点投影到水平面上，拟合得到一条直线 如图中直线」一5—C—Z)—F，代表理论中心线。将测量得到的吊钩两轮廓 面中心线测量值，利用算术平均方法得到吊钩实际中心线测量值，拟合这 些测量值得到吊钩实际中心线，如图中曲线爿'一^z —C' 一D' 此实际中心线与理论中心线的夹角"即为吊钩扭转变形角。这个过程可以 通过坐标纸描图或者计算机编程方法完成。尽管业己结合附图和具体实例对本发明的起重吊钩扭转变形检测装 置和检测方法进行了说明，本领域技术人员可以理解的是，所公开的具体 方案是说明性的，而不是限定性的，在不违背本发明所披露的原理和构思 的前提下，可以对上述方案进行各种改变和变形，这样的改变都属于权利 要求书中限定的本发明要求保护的范围。
权利要求
1.一种起重吊钩扭转变形检测装置(2)，由夹具(3)、基准钩架(4)和滑动测量架(5)组成，基准钩架(4)上焊接有定位指针(8)，通过夹具(3)和定位指针(8)将基准钩架(4)夹紧和定位在待测吊钩(1)的钩柄部，滑动测量架(5)与基准钩架(4)滚动连接。
2. 如权利要求1的起重吊钩扭转变形检测装置，其特征在于夹具 (3)夹持基准钩架(4)的部分为正方形孔，夹具(3)通过螺栓(6)将基准钩架(4)固定在待测吊钩(1)上。
3. 如权利要求1或2的起重吊钩扭转变形检测装置，其特征在于 基准钩架(4)的正方形固定端(7)与夹具(3)的正方形孔配合，通过 螺栓(6)固定在待测吊钩(1)上，定位指针(8)的针尖与待测吊钩(1) 相接触，与夹具(3)及吊钩钩柄共同确定检测的基准。
4. 如权利要求1或2的起重吊钩扭转变形检测装置，其特征在于 基准钩架(4)上的蝶形滑槽(9)支撑滑动测量架(5)，并使其在滑槽 内稳定地滑动。
5. 如权利要求1或2的起重吊钩扭转变形检测装置，其特征在于滑 动测量架(5)由弓形架(10)、圆筒连接件(17)、滑尺(11)、压紧 弹簧(12)、轴架(13)和滚轮(14)组成，滑尺(11) 一端穿过弓形 架(10)的支撑槽，另一端焊接在轴架(13)上，压紧弹簧(12)套在 滑尺(11)上，与轴架(13)接触的一端焊接固定，另一端游动，滚轮(14)的轴伸出端焊接在轴架(13)上，压紧弹簧(12)的弹力使滚轮 (14)紧贴待测吊钩(1)外轮廓并滑动。
6. 如权利要求1_5中任意一项的起重吊钩扭转变形检测装置，其 特征在于弓形架(10)与基准钩架(4)通过双列滚珠(15)滚动连接， 滚珠(15)在由圆筒连接件(17)上的凹槽与基准钩架(4)上的蝶形滑 槽(9)所形成的滚道内滚动，滚珠(15)通过螺钉(16)安装在圆筒连接件(17)内，圆筒连接件(17)焊接在对称的弓形架(10)中间。
7. 用上述任意一项权利要求的起重吊钩扭转变形检测装置检测吊钩 扭转变形的方法，包括以下步骤(1) 通过夹具(3)和定位指针(8)将基准钩架(4)夹紧和定位 在待测吊钩(1)的钩柄部。(2) 检测装置工作开始时，滑动测量架(5)处于基准钩架(4)的 标定测量点，此时调节压紧弹簧(12)，使两侧滑尺(11)的读数相等， 以确定检测需要的理论中心线基准；(3) 移动滑动测量架(5)依次从起始点至钩尖点，顺序记录经各 测量点时两侧滑尺(11)的读数；(4) 当有扭转时，压紧弹簧(12)产生变形， 一侧伸长，而另一侧 被压縮，伸长和压縮变形量相等，但滚轮(14)始终被压紧弹簧(12)压 紧在吊钩(1)两侧而紧密接触吊钩外轮廓，与支撑滚轮(14)的轴架(13) 固连的滑尺(11)随之在弓形架(10)的支撑槽内伸縮滑动，记录滑尺读 数，通过描图拟合计算出实际中心线，与理论值比较得出吊钩扭转变形角。
8. 如权利要求7的方法，其特征在于重复测量，取多次读数的平 均值，以提高准确性。
全文摘要
本发明提供了一种起重吊钩扭转变形检测装置，该装置由夹具、基准钩架和滑动测量架组成，基准钩架设计成待测吊钩理论中心线形状，滑动测量架沿基准钩架滑动测量出实际中心线。本发明还提供了一种起重吊钩扭转变形检测方法，包括将基准钩架通过夹具和焊在基准钩架上的定位指针夹紧固定在待测吊钩钩柄部，操作滑动测量架记录待测吊钩侧面轮廓中心线，然后拟合出实际中心线，比较理论中心线和实际中心线计算出扭转变形角。本发明测量过程快速方便，无需额外停机，检测结果定量客观，并且制造简单，适用于各种起重吊钩的检验检测。
文档编号G01B5/30GK101634543SQ20091016929
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者屹 张, 徐成尧, 力 李, 王红梅, 邓代军, 陈向前 申请人:三峡大学