專利名稱：管形測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)管形質(zhì)量測(cè)量的儀器，更具體地講，涉及一種無(wú)縫鋼管壁厚精度的橫向、縱向測(cè)量裝置。
熱軋無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)過(guò)程中管體的壁厚精度，特別是橫向壁厚的均勻程度，是鋼管質(zhì)量的一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為提高荒管的壁厚精度經(jīng)常需要調(diào)整軋制工藝參數(shù)，因此，管形的測(cè)量是必不可少的。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們不斷地提出了一些測(cè)量方法，如(1)德國(guó)曼耐斯曼鋼管公司研制的“激光一超聲波測(cè)量系統(tǒng)”，它是由脈沖激光器產(chǎn)生超聲波，通過(guò)干涉來(lái)測(cè)量物體厚度，是一種非接觸式測(cè)量。該方法正在實(shí)驗(yàn)階段，還未商品化。這種非接觸式測(cè)量不但有其應(yīng)用的局限性，而且系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴；(2)“超聲波測(cè)厚儀”，國(guó)內(nèi)目前大量使用便攜式超聲波測(cè)厚儀。該方法一般用于鋼板的厚度測(cè)量。當(dāng)用于鋼管的測(cè)量時(shí)，存在精度低的問(wèn)題。主要是由于鋼管外形是圓柱體，超聲波測(cè)量?jī)x難以準(zhǔn)確沿管表面的法線方向定位，稍微有一定的角度偏差，將造成較大的測(cè)量誤差；(3)破壞性實(shí)驗(yàn)法，是目前在國(guó)內(nèi)鋼管生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)普遍使用的一種手工測(cè)量方法。它將被測(cè)管體按照一定尺寸分段，沿橫向解剖成若干相等管段，用壁厚干分尺對(duì)管段壁厚進(jìn)行測(cè)量，再計(jì)算平均厚度。該方法既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，還不精確。它屬于破壞性檢測(cè)法，測(cè)量后的管材不能再利用。
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有不同類型測(cè)量方法存在的缺點(diǎn)，提出一種管形測(cè)量裝置，它具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜、測(cè)量精度高、不破壞管材的優(yōu)點(diǎn)，適用于無(wú)縫鋼管管形質(zhì)量檢測(cè)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)其目的的。一種管形測(cè)量裝置，由支座、主導(dǎo)向管及內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)、位移傳感器、計(jì)算機(jī)四部分組成。兩個(gè)支座分別安裝在普通車床的卡盤和中心架上，被測(cè)鋼管裝入左右兩個(gè)支座之間，一根主導(dǎo)向管穿入車床主軸孔并與支座的內(nèi)孔滑動(dòng)配合，通過(guò)牽引柄和副支架又與車床刀架連接在一起；主導(dǎo)向管內(nèi)安裝內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)，它是由固定在主導(dǎo)向管內(nèi)的杠桿、垂直地安裝在主導(dǎo)向管上并緊靠在被測(cè)鋼管內(nèi)表面的內(nèi)測(cè)針、位于杠桿上并通過(guò)副支架與車床刀架相連的內(nèi)表面位移傳感器構(gòu)成；外表面位移傳感器位于被測(cè)鋼管的外表面上并與車床刀架連接。為了使內(nèi)測(cè)針與內(nèi)表面靠緊，在內(nèi)測(cè)針的尾端壓裝一個(gè)彈簧，彈簧又置于螺紋套內(nèi)，螺紋套與主導(dǎo)向管的管壁螺紋連接。為了使位于杠桿上的內(nèi)表面位移傳感器，真實(shí)反映出內(nèi)測(cè)針?biāo)鶛z測(cè)到的表面高低情況，杠桿是用一個(gè)軸，垂直地與主導(dǎo)向管的管壁固定在一起，軸與杠桿之間安裝有軸承。內(nèi)表面位移傳感器、外表面位移傳感器將所得的鋼管內(nèi)外表面的高低變化信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器輸入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即可得到管形變化數(shù)據(jù)，并可顯示在屏幕上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于位移傳感器的靈敏度為700mv/mm，可以反映至微米級(jí)誤差，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在0-3m內(nèi)測(cè)量，系統(tǒng)最大誤差只有0.03mm，因此測(cè)量精度高。由于裝置是借助于普通車床的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)刀系統(tǒng)，一般工人均可操作，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有直觀、友好界面，只需按回車鍵即可完成測(cè)量工作，因此操作十分簡(jiǎn)便。由于內(nèi)外表面位移傳感器的合理設(shè)置，使得車床卡盤帶動(dòng)被測(cè)鋼管旋轉(zhuǎn)時(shí)，可獲得同一截面內(nèi)鋼管壁厚的測(cè)量數(shù)據(jù)，刀架的縱向移動(dòng)可獲得鋼管縱向的厚度誤差，因此設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。另外本發(fā)明還具有制造成本低、價(jià)格便宜、不破壞鋼管的優(yōu)點(diǎn)。是無(wú)縫鋼管生產(chǎn)中檢測(cè)管形質(zhì)量的較理想的儀器。
下面通過(guò)實(shí)施例，結(jié)合附圖進(jìn)一步加以說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的主要構(gòu)造示意圖(部分主視)；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3是數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)框圖。
如圖1、2、3所示，一種管形測(cè)量裝置，由支座、主導(dǎo)向管及內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)、位移傳感器、計(jì)算機(jī)四部分組成。兩個(gè)支座2分別安裝在普通車床的卡盤14和中心架13上，被測(cè)鋼管4用位于支座上的螺絲3裝入左右兩個(gè)支座2之間，調(diào)正螺絲3(每個(gè)支座上可設(shè)4個(gè))使被測(cè)管軸線與車床軌道平面平行。主導(dǎo)向管1較長(zhǎng)，可穿入車床主軸孔內(nèi)，它與支座2的內(nèi)孔滑動(dòng)配合，主導(dǎo)向管1通過(guò)牽引柄16和副支架17又與車床的刀架15固定連接在一起。主導(dǎo)向管1內(nèi)安裝內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)，它是由固定在主導(dǎo)向管1內(nèi)的杠桿9、垂直安裝在主導(dǎo)向管1上并緊靠在被測(cè)鋼管4的內(nèi)表面的內(nèi)測(cè)針8、位于杠桿9上并通過(guò)副刀架17與車床刀架15連接的內(nèi)表面位移傳感器12構(gòu)成。內(nèi)測(cè)針8與主導(dǎo)向管1的安裝是通過(guò)一個(gè)螺紋套6與主導(dǎo)向管壁螺紋連接，螺紋套內(nèi)置壓縮彈簧7，將內(nèi)測(cè)針8的尾端壓裝在彈簧7上，這樣，內(nèi)測(cè)針8就緊緊地貼靠在被測(cè)管的內(nèi)表面。杠桿9與主導(dǎo)向管1的連接方式，是采用軸11垂直地與管壁固定在一起，軸與杠桿之間裝有軸承10。外表面位移傳感器5位于被測(cè)鋼管4的外表面上，并與車床刀架15連接。連接時(shí)應(yīng)保證傳感器5將所獲得的內(nèi)外表面高度變化信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即可得到管形變化數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的工作過(guò)程首先按上述結(jié)構(gòu)關(guān)系將被測(cè)管件、兩個(gè)位移傳感器等安裝到位，連接好計(jì)算機(jī)信號(hào)線路；然后開動(dòng)車床使主軸旋轉(zhuǎn)，即可獲得鋼管橫向壁厚變化數(shù)據(jù)；停止主軸旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)車床刀架，可獲得鋼管縱向壁厚數(shù)據(jù)；主軸旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)刀架，可獲得鋼管體壁厚變化數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種管形測(cè)量裝置，其特征在于它由安裝在普通車床卡盤(14)和中心架(13)上，并連接被測(cè)鋼管(4)的支座(2)；穿入車床主軸孔與支座內(nèi)孔滑動(dòng)配合，并與車床刀架連接的主導(dǎo)向管(1)；安裝在主導(dǎo)向管內(nèi)、由刀架(15)牽引，包括內(nèi)表面位移傳感器(12)的內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)；位于被測(cè)管(4)的外表面并與刀架(15)連接的外表面位移傳感器(5)；以及連接內(nèi)、外表面位移傳感器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的管形測(cè)量裝置，其特征在于所述的主導(dǎo)向管(1)通過(guò)牽引柄(16)和副支架(17)與刀架(15)連接在一起。
3.按照權(quán)利要求1所述的管形測(cè)量裝置，其特征在于所述的內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)由固定在主導(dǎo)向管(1)內(nèi)的杠桿(9)，垂直地安裝在主導(dǎo)向管(1)上并緊靠在被測(cè)管(4)內(nèi)表面的內(nèi)測(cè)針(8)，位于杠桿(9)上并通過(guò)副支架(17)和刀架(15)連接的內(nèi)表面位移傳感器(12)構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求3所述的管形測(cè)量裝置，其特征在于所述內(nèi)測(cè)針(8)的尾端壓裝彈簧(7)，彈簧置于螺紋套(6)內(nèi)，螺紋套與主導(dǎo)向管(1)的管壁螺紋連接。
5.按照權(quán)利要求3所述的管形測(cè)量裝置，其特征在于所述的杠桿(9)是用軸(11)垂直地與主導(dǎo)向管(1)的管壁固定在一起，軸與杠桿之間安裝有軸承(10)。
全文摘要
一種管形測(cè)量裝置,由支座、主導(dǎo)向管及內(nèi)表面測(cè)量機(jī)構(gòu)、位移傳感器、計(jì)算機(jī)四部分組成。支座(2)是安裝在車床的卡盤與中心架上,被測(cè)鋼管(4)固定在兩個(gè)支座之間。主導(dǎo)向管(1)與支座滑動(dòng)配合并與刀架(15)連接。包括內(nèi)表面位移傳感器(12)的測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝在主導(dǎo)向管內(nèi),外表面位移傳感器與計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)連接。本發(fā)明使用于無(wú)縫鋼管的壁厚檢測(cè),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21B38/04GK1299714SQ0110179
公開日2001年6月20日 申請(qǐng)日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者雙遠(yuǎn)華, 賴明道 申請(qǐng)人:太原重型機(jī)械學(xué)院