一種通用的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具的制作方法
【專利摘要】一種通用的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具，由帶表卡尺和測量輔件所組成。在帶表卡尺下方的兩個(gè)測量爪上，對稱地裝有兩個(gè)由基準(zhǔn)聯(lián)接塊、緊定螺釘、球形測量頭、定位螺釘四種零件組成的測量輔件；測量輔件左右對稱使用，尺寸要求相同，具有互換性；兩個(gè)測量輔件中的球形測量頭，突出于基準(zhǔn)聯(lián)接塊的下平面。測量時(shí)，兩個(gè)基準(zhǔn)聯(lián)接塊的下平面與法蘭的平面貼合、作為測量基準(zhǔn)；兩個(gè)球形測量頭的球頭側(cè)面、分別與梯形墊環(huán)槽的對應(yīng)邊斜面點(diǎn)接觸，讀出帶表卡尺的直接測量值，再加上或減去相應(yīng)的修正數(shù)值，即可得到被測量的梯形墊環(huán)槽外邊圓直徑或內(nèi)邊圓直徑的數(shù)值。具有結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)直觀、通用性強(qiáng)、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，可以縮短梯形墊環(huán)槽的測量時(shí)間，提高測量精度。
【專利說明】一種通用的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，使用的一種梯形墊環(huán)槽測量工具。
【背景技術(shù)】
[0002]用梯形墊環(huán)槽和金屬密封墊環(huán)密封兩個(gè)相互接觸的法蘭平面，是國內(nèi)外石油、天然氣行業(yè)和其他行業(yè)機(jī)械設(shè)備中，各種高壓零部件之間的主要聯(lián)接和密封方法。所以，美國石油學(xué)會(API)6A標(biāo)準(zhǔn)法蘭墊環(huán)槽，頻繁出現(xiàn)在石油機(jī)械、井口設(shè)備的各個(gè)零部件相互接觸的法蘭平面上。由于此類墊環(huán)槽的截面呈“梯形”，加之上口邊有45°的倒角、底邊有過度圓角，就使得普通游標(biāo)卡尺的測量爪找不到立足之處，致使墊環(huán)槽的直徑難以精確測量。而墊環(huán)槽的直徑誤差，直接影響到與金屬密封墊環(huán)的配合和產(chǎn)品的密封性能；而用墊環(huán)槽和金屬密封墊環(huán)密封的井口設(shè)備，事關(guān)超高壓力、易燃易爆和毒性氣體等介質(zhì)，容不得半點(diǎn)馬虎。所以，法蘭平面上墊環(huán)槽尺寸的測量和控制，就成為石油機(jī)械生產(chǎn)單位急需解決的問題。
[0003]現(xiàn)有的梯形墊環(huán)槽專業(yè)測量工具:一是梯形墊環(huán)槽卡板?？ò咫m能大概判定墊環(huán)槽尺寸合格與否，卻無法給出準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，不利于墊環(huán)槽加工尺寸的調(diào)整和質(zhì)量改進(jìn)；而且，對于不同直徑、不同角度、不同槽寬的梯形墊環(huán)槽，需要做很多卡板，給保管和使用帶來麻煩。二是帶斜邊輔具的梯形墊環(huán)槽測量用游標(biāo)卡尺，如“梯形環(huán)槽中心距檢具(ZL201020148215.5) ”，只能測量出梯形墊環(huán)槽的內(nèi)圓直徑，難以測量其外邊圓直徑；遇到不同角度的梯形墊環(huán)槽，需要配制和換裝不同角度的測量卡爪；加之測量卡爪的斜邊與梯形墊環(huán)槽的斜面接觸面較大，易受梯形墊環(huán)槽或測量卡爪的角度誤差和加工精度的影響，使得測量的尺寸不太準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述的問題 ，本實(shí)用新型根據(jù)幾何學(xué)和游標(biāo)卡尺測量原理、結(jié)合現(xiàn)有的機(jī)械加工技術(shù)，研制一種方便、快捷、準(zhǔn)確、通用的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具。
[0005]本實(shí)用新型由帶表卡尺和測量輔件所組成；其創(chuàng)新之處是:在帶表卡尺下方的兩個(gè)測量爪上，對稱地裝有兩個(gè)由基準(zhǔn)聯(lián)接塊、緊定螺釘、球形測量頭、定位螺釘四種零件組成的測量輔件；測量輔件左右對稱使用，尺寸要求相同，具有互換性能；兩個(gè)測量輔件中的球形測量頭，突出于基準(zhǔn)聯(lián)接塊的下平面。
[0006]測量時(shí)，雙手拉開帶表卡尺，將兩個(gè)突出的球形測量頭放入梯形墊環(huán)槽中，兩個(gè)基準(zhǔn)聯(lián)接塊的下平面與法蘭的平面貼合、作為測量基準(zhǔn)；兩個(gè)球形測量頭的球頭側(cè)面、分別與梯形墊環(huán)槽的對應(yīng)邊斜面點(diǎn)接觸，讀出帶表卡尺上的直接測量值，再加上或減去相關(guān)的修正數(shù)值，即可得到被測量的梯形墊環(huán)槽外邊圓或內(nèi)邊圓直徑的數(shù)值。
[0007]由于本實(shí)用新型在現(xiàn)有的帶表卡尺下方的兩個(gè)測量爪上，對稱地裝上測量輔件，進(jìn)行梯形墊環(huán)槽的內(nèi)、外圓直徑測量，使帶表卡尺的測量功能和使用范圍得到擴(kuò)展。用球形測量頭與梯形墊環(huán)槽對應(yīng)邊的兩個(gè)斜面進(jìn)行點(diǎn)接觸測量，具有接觸面小，測量精度高，可以準(zhǔn)確地測量出梯形墊環(huán)槽內(nèi)、外圓邊直徑的尺寸，不僅可以判別其加工質(zhì)量，而且還可以直接指導(dǎo)數(shù)控加工設(shè)備的尺寸調(diào)整和質(zhì)量改進(jìn)的數(shù)據(jù)分析。另外，本實(shí)用新型只要一次性計(jì)算出不同角度梯形墊環(huán)槽的修正值，即可長期使用一把帶表卡尺測量不同角度的梯形墊環(huán)槽，不需要更換不同的測量卡爪。具有結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)直觀、通用性強(qiáng)、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，可以縮短梯形墊環(huán)槽的檢驗(yàn)時(shí)間，提高其測量精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型測量梯形墊環(huán)槽外邊圓直徑時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型測量梯形墊環(huán)槽內(nèi)邊圓直徑時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3是本實(shí)用新型圖1中I處，球形測量頭和梯形墊環(huán)槽的局部放大示意圖。
[0011]附圖中標(biāo)號所示的零部件名稱如下:
[0012]1、帶表卡尺，2、測量輔件，2-1、基準(zhǔn)聯(lián)接塊，2-2、緊定螺釘，2_3、球形測量頭，2_4、定位螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0014]圖1、圖2中，本實(shí)用新型由帶表卡尺(I)和測量輔件(2)所組成；之所以選用帶表卡尺(I)，除因?yàn)槠渥x數(shù)直觀、準(zhǔn)確外，還因?yàn)槠渚哂斜阌诎惭b測量輔件(2)的兩個(gè)下方測量爪。測量輔件(2)由基準(zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)、緊定螺釘(2-2)、球形測量頭(2-3)、定位螺釘(2-4)四種零件所組成，，左右對稱使用，尺寸要求相同，具有互換性能。測量輔件(2)中的基準(zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)為長方體，在長方體的上、下平面上，有一個(gè)長方形貫穿孔，還有一個(gè)與長方形貫穿孔并列的上為螺紋孔、下為圓柱孔的通孔；在長方體的外側(cè)面上，有兩個(gè)螺紋孔與長方形貫穿孔垂直相通；在長方體的內(nèi)側(cè)面上，有一個(gè)螺紋孔與圓柱孔的中間部位垂直相通?；鶞?zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)上、下平面上的長方形貫穿孔，用來套接帶表卡尺(I)下方的測量爪；下平面的圓柱孔中裝有球形測量頭(2-3)，球形測量頭(2-3)的球頭伸出基準(zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)的下平面，用于接觸和測量梯形墊環(huán)槽的斜面；上平面的螺紋孔中裝有定位螺釘(2-4)，用來調(diào)節(jié)球形測量頭(2-3)的伸出長度；外側(cè)面的兩個(gè)螺紋孔中裝有緊定螺釘(2-2)，用于將測量輔件(2)固定在帶表卡尺(I)下方的測量爪上；內(nèi)側(cè)面的一個(gè)螺紋孔中裝有緊定螺釘(2-2)，用于固定球形測量頭(2-3)。測量輔件(2)中的兩個(gè)球形測量頭(2-3)，上方是帶倒角的圓柱體，下方是球體，兩者之間用圓錐體和圓孤過渡連接。為保證測量精度和工具的使用壽命，在兩個(gè)球形測量頭(2-3)的球體表面，噴涂或堆焊一層硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金層的厚度為0.2mm?1.2mm。
[0015]測量時(shí)，本實(shí)用新型的直接測量值L，相關(guān)的修正數(shù)值X、R，以及最終的梯形墊環(huán)槽外邊圓直徑或內(nèi)邊圓直徑數(shù)值T的關(guān)系公式是:
[0016]圖1中，在測量梯形墊環(huán)槽外邊圓直徑時(shí)，其直徑數(shù)值T =直接測量值L+(2X角度修正值X)。
[0017]圖2中，在測量梯形墊環(huán)槽內(nèi)邊圓直徑時(shí)，其直徑數(shù)值T =直接測量值L_(4X球體半徑R+2X角度修正值X)。
[0018]本實(shí)用新型針對不同角度梯形墊環(huán)槽修正數(shù)值X、R的計(jì)算原理是:[0019]圖3中，...0C丄BD，0E丄AE，根據(jù)“一角之二邊分別垂直于他角之二邊，則兩角相等或互為補(bǔ)角”的定義，/.ZADB =Z COE = α ；
[0020]又...0C = OE = R，OD為共同邊，Z DCO =Z DEO = 90°，根據(jù)“三角形一個(gè)角、兩條邊相等，則兩個(gè)三角形全等”的定義，/.Δ COD EOD, PJZ COD = Z EOD = α/2 ；
[0021]根據(jù)上述條件，可以推導(dǎo)出不同角度梯形墊環(huán)槽的修正值X的計(jì)算公式:
[0022]角度修正值X = (BC+CD) Xtana:
[0023]式中:BC =伸出長度H-球頭半徑R ；
[0024]CD =球頭半徑 R X tan a /2 ;
[0025]a =圖紙規(guī)定的或?qū)嶋H測量的梯形墊環(huán)槽斜面角度。
【權(quán)利要求】
1.一種通用的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具，由帶表卡尺和測量輔件所組成；其特征是:在帶表卡尺(I)下方的兩個(gè)測量爪上，對稱地裝有兩個(gè)由基準(zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)、緊定螺釘(2-2)、球形測量頭(2-3)、定位螺釘(2-4)四種零件組成的測量輔件(2);測量輔件(2)左右對稱使用，尺寸要求相同，具有互換性；兩個(gè)測量輔件(2)中的球形測量頭(2-3)，突出于基準(zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)的下平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具，其特征是:測量輔件(2)中的基準(zhǔn)聯(lián)接塊(2-1)為長方體，在長方體的上、下平面上，有一個(gè)長方形貫穿孔，還有一個(gè)與長方形貫穿孔并列的上為螺紋孔、下為圓柱孔的通孔；在長方體的外側(cè)面上，有兩個(gè)螺紋孔與長方形貫穿孔垂直相通；在長方體的內(nèi)側(cè)面上，有一個(gè)螺紋孔與圓柱孔的中間部位垂直相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具，其特征是:測量輔件(2)中的兩個(gè)球形測量頭(2-3)，上方是帶倒角的圓柱體，下方是球體，兩者之間用圓錐體和圓孤過渡連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的梯形墊環(huán)槽直徑測量工具，其特征是:在兩個(gè)球形測量頭(2-3)的球體表面,噴涂或堆焊一層硬質(zhì)合金,硬質(zhì)合金層的厚度為0.2mm?1.2mm。
【文檔編號】G01B5/08GK203501949SQ201320335440
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】姜玉虎, 朱效兵, 楊培建, 姜金維, 丁中銘, 張學(xué)清, 顧邦良 申請人:江蘇宏泰石化機(jī)械有限公司