鉴于岸边集装箱起重机配套的起升卷筒绳槽底径精度要求高，四个绳槽底径公差一致，相互偏差小于0.09毫米；；由于卷筒绳槽底径是螺旋形的，目前还没有可以直接测量数值的量具，而是用直径P尺和深度尺间接测量的问题。设计了一种滚筒绳槽底径测量工具，详细介绍了其设计原理、结构及应用，解决了加工后的精确测量问题。
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前言
随着港口起重机技术的发展和行业的需求，大重量、高扬程、多吊点的起重机使用越来越多，产量也逐渐增加，因此卷筒上吊点的同步性越来越受到重视。例如，新规范(GB/T 1800.1—2020)中对水电工程双吊点启闭机绳槽底直径的精度要求有所提高，应≤h8，双卷筒绳槽底直径公差相对较差。
卷筒是起重机械中缠绕钢丝绳的起升机构部分，也是重要的受力部件。从结构形式上分为螺旋卷筒和平行折线卷筒。卷筒作为关键受力部件，其制造质量直接影响起重机的整体性能，尤其是集装箱起重机对卷筒绳槽底径的公差是关键的质量控制点，应重点控制。需要保证桥式起重机四重卷筒的四重绳槽(见图1)的底径满足相对误差D2-D1(或D3-D1，D4-D1) ≤ 0.10mm，为了解决高精度大直径卷筒绳槽底径无法精确测量的问题，需要设计工装直接测量，以保证设计和使用要求。
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设计原理分析
(1)设计依据由于卷筒绳槽底径为螺旋形，目前没有直接测量数据的量具，全部是间接测量和反算推理得到数值[2]。小直径高精度卷筒绳槽底径一般用外径千分尺配合深度规间接测量，但大直径(> > 1200mm)外径千分尺由于体积大、价格高、操作不便，很少使用。通常用P规(精度为0.02mm)测量卷筒外径，绳槽加工后用深度千分表测量绳槽深度，换算得到卷筒底径，如图2、3所示。由于是间接测量绳槽底径，总存在P脚拉力不同等测量误差，与真实值偏差较大。钢丝绳经过多次缠绕后得到的绳长差越大[3]，用于起吊大型物体(如集装箱、框架等)时会发生越大的偏斜，严重时会存在安全隐患。因此，有必要设计一种大型卷筒绳槽底径检测工具(见图4和图5)，可以方便地读出与真实值偏差最小的数据。
(2)设计思路利用外径千分尺+内径百分表的测量原理和结构，结合三坐标测量仪或大型数控机床(数控龙门铣镗床、落地镗床等)的高精度测量加工设备，)，可以校准和校正测量杆。借助百分表调节范围和精度，绳槽底径偏差可控制在0.02mm以内，由原来的间接测量变为直接测量，有效减少了人为因素的影响，更接近真实值。
(3)设计原理如图6所示。测量夹具有一个类似外径千分尺的月牙形尺框。尺框的左右两端分别焊接有组装好的固定座和测量杆。左端固定有用于调节量程的可调结构，右端装有用于读数和校准的百分表，尺框中间设有用于升降和测量的吊环孔。吊孔下方设有调整顶丝，用于测量时调整中心高度。
1-调节顶丝2-尺框3-千分表4-固定杆
5-螺母6-套筒7-螺钉8-开口夹紧座
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设计和测量应用
(1)结构设计和测试工具结构(见图6)。尺框采用整块高强度钢板，经数控火焰切割机切割成月牙形。钻中间孔是为了减小质量和温度变化的应力。顶部焊接有加强板，并钻有环孔。两块板的中下部钻入螺纹孔，安装顶部螺钉。调节螺栓套(由测量杆和螺母组成)焊接在标尺左端的左侧，测量杆为45钢。调质后加工成螺纹，球头淬火提高耐磨性(见图6中I)。直尺右端右侧焊接有用于装配百分表的开口卡座。套筒用螺钉压紧，既能防止百分表松动，又能调节行程，并使百分表的表盘转动，方便读数。改变测量杆的长度，适合在一定直径范围内测量；对于特殊的直径和节距量具，加工时需要保证左右夹紧座的中心距为节距P，所有测点都与绳槽的弧底接触。工装整体焊接，经去应力退火处理后进行机加工。
如图7所示，测量刻度杆由无缝钢管两端焊接的圆钢组成，空心并钻有M12螺纹，以便有一定的加工余量来调整刻度头的测量范围；校准头一端有螺纹拧入圆钢，另一端长30mm，用于校准加工量。测量杆固定后，在数控机床上加工测量杆端面以校准工装尺寸和公差是很方便的。如果测量φ1500mm槽底，需要将校准杆的测量范围加工到(1500±0.01)mm
(2)测量应用如图8所示，将绳槽底径检测工具夹在卷筒直径处，车床上吊车吊起工具上下移动，观察右百分表指针跳动，保持左固定杆球头紧贴绳槽底径(见图9)，微调上中顶丝， 并读出右百分表的最大跳动值，作为直径点，读出直径值和公差(见图10)； 将卷筒旋转90°，再次测量绳槽底部直径的尺寸公差值，D1 ~ D4，每个绳槽至少4次。得到的平均值为公差带，满足设计要求的四个绳槽底径的相对误差D2-D1(或D3-D1，D4-D1)≤0.045mm
(3)测量卷筒外径或底径校准前，在三坐标数控铣镗床或加工中心上，根据测量范围校准测量杆两端，以此作为标准值，保证标准值的公差为0.01mm，为了验证测量的正确性和偏差范围，在测量卷筒后，可用测量杆对量具进行复检，检查使用过程中引起的偏差进行修正。
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结束语
绳槽底部直径的精度偏差是影响起重机精度的关键因素。特别是在起吊多绳槽、多吊点、多卷筒的大型物体(如集装箱、框架)时，要求绳端高度一致；否则就会出现不平衡和偏差，发生严重事故。本发明解决了螺旋槽底径不能直接测量的问题，可以直接读出底径的公差值，与真实值偏差小，测试效率高。
此外，使用数控机床在机测量系统自动测头，通过无线电与红外线的传输方式，可以精准测量不同工件，也可用于3D曲面测量，可以应用于不同工业场景。自动识别机床精度误差，自动补偿机床精度。代替人工，做自动对中、找边、测量、坐标系自动校正、自动修刀。直接在机床上测量大型复杂零件的曲面。
