專利名稱：一種無縫鋼管壁厚的測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于無縫鋼管生產(chǎn)過程中對管形質(zhì)量測量的儀器，更具體地講，涉及一種無縫鋼管壁厚精度的橫向、縱向測量裝置。
背景技術：
熱軋無縫鋼管的生產(chǎn)過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)量的一個極為重要的指標。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，管形的測量是必不可少的。在長期的生產(chǎn)實踐中，人們不斷地提出了一些測量方法，如(1)德國曼耐斯曼鋼管公司研制的“激光一超聲波測量系統(tǒng)”，它是由脈沖激光器產(chǎn)生超聲波，通過干涉來測量物體厚度，是一種非接觸式測量。該方法正在實驗階段，還未商品化。這種非接觸式測量不但有其應用的局限性，而且系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復雜、價格昂貴；(2)“超聲波測厚儀”，國內(nèi)目前大量使用便攜式超聲波測厚儀。該方法一般用于鋼板的厚度測量。當用于鋼管的測量時，存在精度低的問題。主要是由于鋼管外形是圓柱體，超聲波測量儀難以準確沿管表面的法線方向定位，稍微有一定的角度偏差，將造成較大的測量誤差；(3)破壞性實驗法，是目前在國內(nèi)鋼管生產(chǎn)現(xiàn)場普遍使用的一種手工測量方法。它將被測管體按照一定尺寸分段，沿橫向解剖成若干相等管段，用壁厚千分尺對管段壁厚進行測量，再計算平均厚度。該方法既費工又費時，還不精確。它屬于破壞性檢測法，測量后的管材不能再利用。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有不同類型測量方法存在的缺點，提供一種無縫鋼管壁厚的測量裝置，它具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格便宜、測量精度高、不破壞管材等優(yōu)點，適用于無縫鋼管管形質(zhì)量檢測。
本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)其目的的一種無縫鋼管壁厚的測量裝置，由支座、主導向管及內(nèi)表面測量機構(gòu)、位移傳感器、計算機四部分組成。兩個支座分別安裝在普通車床的卡盤和中心架上，被測鋼管裝入左右兩個支座之間，一根主導向管穿入車床主軸孔并與支座的內(nèi)孔滑動配合，通過牽引柄和副支架又與車床刀架連接在一起；主導向管內(nèi)安裝內(nèi)表面測量機構(gòu)，它是由固定在主導向管內(nèi)的杠桿、垂直地安裝在主導向管上并緊靠在被測鋼管內(nèi)表面的內(nèi)測針、位于杠桿上并通過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鋼管的外表面上并與車床刀架連接。為了使內(nèi)測針與內(nèi)表面靠緊，在內(nèi)測針的尾端壓裝一個彈簧，彈簧又置于螺紋套內(nèi)，螺紋套與主導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，真實反映出內(nèi)測針所檢測到的表面高低情況，杠桿是用一個軸，垂直地與主導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，通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入計算機數(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。
鋼管壁厚的確定(檢測結(jié)果)是由計算機程序來完成的，對于裝置來說，軟件只是應用，本實用新型給出了計算機系統(tǒng)的框圖。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，由于位移傳感器的靈敏度為700mv/mm，可以反映至微米級誤差，經(jīng)實驗證明，在0-3m內(nèi)測量，系統(tǒng)最大誤差只有0.03mm，因此測量精度高。由于裝置的各個部件均安裝在普通車床上，其操作是通過車床主軸的轉(zhuǎn)動和刀架的移動即可完成，計算機系統(tǒng)具有直觀、友好界面，只需按回車鍵即可完成測量工作，因此，整個裝置景的操作十分簡便。由于內(nèi)外表面位移傳感器的合理設置，使得車床卡盤帶動被測鋼管旋轉(zhuǎn)時，可獲得同一截面內(nèi)鋼管壁厚的變化信號，刀架的縱向移動可獲得鋼管縱向的厚度誤差變化信號，主軸旋轉(zhuǎn)、移動刀架，即可獲得鋼管體壁厚的變化信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即可得到管形變化數(shù)據(jù)。因此系統(tǒng)設計合理、裝置結(jié)構(gòu)簡單。另外本發(fā)明還具有制造成本低、價格便宜、不破壞鋼管的優(yōu)點。是無縫鋼管生產(chǎn)中檢測管形質(zhì)量的較理想的儀器。


圖1是本實用新型的主要構(gòu)造示意圖(部分主視)；圖2是實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3是數(shù)據(jù)采集計算機系統(tǒng)框圖。
下面通過實施例，結(jié)合附圖進一步加以說明。
具體實施方式
如圖1、2、3所示，一種無縫鋼管壁厚的測量裝置，由支座、主導向管及內(nèi)表面測量機構(gòu)、位移傳感器、計算機四部分組成。兩個支座2分別安裝在普通車床的卡盤14和中心架13上，被測鋼管4用位于支座上的螺絲3裝入左右兩個支座2之間，調(diào)正螺絲3(每個支座上可設4個)使被測管軸線與車床軌道平面平行。主導向管1較長，可穿入車床主軸孔內(nèi)，它與支座2的內(nèi)孔滑動配合，主導向管1通過牽引柄16和副支架17又與車床的刀架15固定連接在一起。主導向管1內(nèi)安裝內(nèi)表面測量機構(gòu)，它是由固定在主導向管1內(nèi)的杠桿9、垂直安裝在主導向管1上并緊靠在被測鋼管4的內(nèi)表面的內(nèi)測針8、位于杠桿9上并通過副刀架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)測針8與主導向管1的安裝是通過一個螺紋套6與主導向管壁螺紋連接，螺紋套內(nèi)置壓縮彈簧7，將內(nèi)測針8的尾端壓裝在彈簧7上，這樣，內(nèi)測針8就緊緊地貼靠在被測管的內(nèi)表面。杠桿9與主導向管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位于被測鋼管4的外表面上，并與車床刀架15連接。連接時應保證傳感器將所獲得的內(nèi)外表面高度變化信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)據(jù)采集計算機系統(tǒng)，即可得到管形變化數(shù)據(jù)。
本實用新型的工作原理及工作過程首先將支座2準確安裝于車床卡盤14上，對稱的另一個支座安裝于車床中心架13上，再將被測鋼管4裝入左右兩個支座2之間后，再使中心架靠緊被測管，調(diào)整左右支座上對正螺絲(每個支座上垂直布設4個)，使被測管4的軸線盡量與車床滑道平行。一根較長的主導向管1穿入車床主軸孔，并與支座2的內(nèi)孔滑動配合。主導向管1內(nèi)安裝包括內(nèi)測針8和內(nèi)表面位移傳感器12的整個內(nèi)表面測量系統(tǒng)。內(nèi)表面測量是通過杠桿9將內(nèi)測針8所反映的表面高低情況，按比例反映到內(nèi)表面位移傳感器12上，為使內(nèi)測針與內(nèi)表面靠緊，采用螺紋套6與彈簧7使其始終貼緊內(nèi)表面。杠桿9安裝于主導向管所固定的軸11以及軸承10上。內(nèi)表面測量系統(tǒng)通過牽引柄16，將整個主導管連同位移傳感器12和副刀架17全部安裝于車床刀架15上。外表面的測量是通過位于被測管4的外表面，并與車床刀架15連接的位移傳感器5直接測量。
按上述結(jié)構(gòu)關系將被測管件、兩個位移傳感器等安裝到位，連接好計算機信號線路，開動車床，當主軸以設定速度旋轉(zhuǎn)、刀架以設定速度移動時，被測管件內(nèi)外表面的高低狀態(tài)即可反映在內(nèi)外位移傳感器上，位移傳感器靈敏度為700mv/mm，可以反映至微米級誤差。然后將其信號通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即可得到被測管4的壁厚變化數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示在計算機屏幕上。
權(quán)利要求1.一種無縫鋼管壁厚的測量裝置，其特征在于它由安裝在普通車床卡盤(14)和中心架(13)上，并連接被測鋼管(4)的支座(2)；穿入車床主軸孔與支座內(nèi)孔滑動配合，并與車床刀架(15)連接的主導向管(1)；安裝在主導向管內(nèi)、由刀架(15)牽引，包括內(nèi)表面位移傳感器(12)的內(nèi)表面測量機構(gòu)；位于被測管(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算機系統(tǒng)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的無縫鋼管壁厚的測量裝置，其特征在于所述的主導向管(1)通過牽引柄(16)和副支架(17)與刀架(15)連接在一起。
3.按照權(quán)利要求1所述的無縫鋼管壁厚的測量裝置，其特征在于所述的內(nèi)表面測量機構(gòu)，由固定在主導向管(1)內(nèi)的杠桿(9)，垂直地安裝在主導向管(1)上并緊靠在被測管(4)內(nèi)表面的內(nèi)測針(8)，位于杠桿(9)上并通過副支架(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所述的無縫鋼管壁厚的測量裝置，其特征在于所述內(nèi)測針(8)的尾端壓裝彈簧(7)，彈簧置于螺紋套(6)內(nèi)，螺紋套與主導向管(1)的管壁螺紋連接。
5.按照權(quán)利要求3所述的無縫鋼管壁厚的測量裝置，其特征在于所述的杠桿(9)是用軸(11)垂直地與主導向管(1)的管壁固定在一起，軸與杠桿之間安裝有軸承(10)。
專利摘要一種無縫鋼管壁厚的測量裝置，涉及無縫鋼管生產(chǎn)過程中對管形質(zhì)量測量的儀器。它由支座、主導向管及內(nèi)表面測量機構(gòu)、位移傳感器、計算機四部分組成。支座(2)是安裝在車床的卡盤與中心架上，被測鋼管(4)固定在兩個支座之間。主導向管(1)與支座滑動配合并與刀架(15)連接。包括內(nèi)表面位移傳感器(12)的測量機構(gòu)安裝在主導向管內(nèi)，外表面位移傳感器與計算機和系統(tǒng)連接。本實用新型具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格便宜、測量精度高、不破壞管材的優(yōu)點，適用于無縫鋼管管形質(zhì)量檢測。
文檔編號G06T1/00GK2639844SQ0320490
公開日2004年9月8日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者雙遠華, 賴明道 申請人:雙遠華