連續式金屬管壁厚測量器的製作方法
2023-12-08 20:10:51 1
專利名稱：連續式金屬管壁厚測量器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金、機械行業無縫鋼管的檢測設備，尤其是指無縫管壁厚的檢測裝置。
背景技術：
無縫鋼管是常見的冶金金屬製品，其生產流程是管坯生產(煉鋼、軋鋼)、鋼管坯料(金屬圓鋼)、管坯準備(長度切割、表面剝皮、鑽定心孔)，將圓形鋼材機加工成為合格的管坯；管坯加熱固熔；熱軋穿孔機對高溫管坯穿孔開坯，將金屬管坯加工成為熱軋荒管；荒管酸洗精整；根據成品管技術要求，採用相應的冷加工(冷軋、冷拔)工藝，按規定的工序要求進行冷加工變形，將荒管生產成為符合規定要求的成品無縫鋼管。為確保成品無縫鋼管的質量要求，每一個變形加工道次均要進行質量檢測，壁厚(尺寸)的測量是質量檢測的重要步驟。
測量物體尺寸的工具有許多，如直尺、捲尺、千分尺、千分表。目前，無縫鋼管壁厚測量的工具是壁厚千分尺(由支架、套筒、標尺、螺釘、固定與旋轉側杆等組成)，它是一種點狀(間隙)式無縫鋼管壁厚測量器，測量範圍0～25mm，測量精度0.01mm；無縫鋼管壁厚檢測時，先將成品無縫管剖開，再用壁厚千分尺逐點測量。其不足之處在於測量精度不高，測量分布不均勻、隨意性強，數據採集存在盲點，無法得到同一水平直線上的數值，尤其不能適應現代數字式檢測的需求。
發明內容
本實用新型設計一種連續式金屬管壁厚測量器，它利用市售的槓桿式千分表(槓桿式千分表是一種專用檢測設備，用於通用設備安裝、加工、製作的尺寸精度檢測，根據檢測精度的要求，有千分表、百分表之分；槓桿式千分表主要由包括表具、檢測伸縮杆、固定套杆構成的表頭以及工作夾、工作指針組成；其特點是表具下方的檢測伸縮杆與表具的讀數系統相連；套在伸縮杆上的固定套杆，一方面起保護伸縮杆的作用，另一方面與工作夾相連，調節「圓錐形」工作指針的端部檢測點；工作指針，整體呈「圓錐形」，一端與檢測伸縮杆相連，另一端呈球形點狀，用於設備的精度檢測)表頭部分的，結構特點，設計1個匹配的專用測量支架和1個「細棒形」探針7，達到金屬管壁厚檢測在同一水平線連續測量的目的。本實用新型設計新穎、操作簡便、實用高效，測量精度可達0.001mm解決了金屬管生產中壁厚檢測的實際問題，為生產高品質的合金無縫管創造了條件。並可結合計算機系統，實現數位化測量。
本實用新型提供的連續式金屬管壁厚測量器，其特徵在於整個裝置呈「分體式」結構，主要由測量支架、專用檢測表頭組成；專用檢測表頭是市售槓桿式千分表(或百分表)的部分零部件，包括聯成一體的表具5、檢測伸縮杆3、固定套杆4，表具5下方的檢測伸縮杆3與表具5的讀數系統相連，固定套杆4套在伸縮杆上；設計1個「細棒形」專用探針7，探針7直徑2～4mm，探針7一端與檢測伸縮杆3相連，另一端呈點狀，與安置在工作架2下橫樑球形凹坑內的珠形測量珠8最高點距離為零(用於金屬管壁厚的尺寸檢測)；測量支架由測量座1、工作架2組成；測量座1是1個金屬塊，金屬塊下表面呈平面狀(與工作平臺無間隙接觸)，上表面與工作架2固定連接；工作架2呈「橫置的U形狀」，板條狀的上橫樑和下橫樑相互平行，上橫樑有1個安置專用檢測表頭的圓柱形孔、1個固定專用檢測表頭的螺栓孔，圓柱形孔貫穿上橫樑之上表面、下表面，直徑略大於專用檢測表頭的固定套杆4外徑(便於專用檢測表頭固定安置在測量支架上)，螺栓孔設置在上橫樑側面、圓柱形孔附近(使安置在測量支架上的專用檢測表頭位置固定)，下表面與測量座1相互固定的下橫樑，其上表面有1個安置測量珠8的球形凹坑，球形凹坑的圓心位置在上橫樑圓柱形孔的中心線上，球形凹坑的尺寸與珠形測量珠8尺寸匹配，H＝(0.3～0.8)×D，H是球形凹坑的深度，D是測量珠8的直徑；測量珠8是1個金屬球，尺寸與工作架2下橫樑的球形凹坑尺寸匹配；緊固螺釘6與工作架2上橫樑側面的螺栓孔尺寸匹配，起專用檢測表頭的固定作用；上述結合構成本實用新型。
測量座1、工作架2可以是連成一體的整體結構，也可以是相互固定的分體結構。
設置在工作架2上橫樑側面、圓柱形孔附近的螺栓孔(使安置在測量支架上的專用檢測表頭位置固定)，可以採用螺栓(緊固螺釘)夾緊縫隙的方式在上橫樑端部與圓柱形孔之間設置1個長方塊縫隙，縫隙深度與圓柱形孔相同，寬度略大於圓柱形孔直徑和固定套杆4外徑的數學差；上橫樑側面的螺栓孔與縫隙位置對應匹配，從上橫樑縫隙的一側到達縫隙的另一側；緊固螺釘6伸入上橫樑側面的螺栓孔，越過縫隙，到達另一側螺栓孔，收緊縫隙寬度，使安置在測量支架上的專用檢測表頭位置固定。
測量座1可以是圓柱體，也可以是長方體。
專用檢測表頭的表具5，可根據不同的技術要求，選擇百分表或千分表。
與現有技術比較，本實用新型具有以下優點1.設計合理，結構緊湊簡單，實用性強；
2.製作方便，檢測快捷，操作安全可靠；3.通用性強，可測量任何管樣；4.作業環境要求低，在任何平臺上均可使用；5.檢測便利，可根據需求選擇測量精度，最高精度達到0.001mm；6.具有成長空間，可與計算機結合實現數位化檢測；
圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型測量座、工作架、測量珠、緊固螺釘的結構示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是本實用新型的工作狀態示意圖。
具體實施方案上海某鋼鐵公司鋼管廠，實施本新型實用專利，用於合金無縫管壁厚的連續檢測。其特徵在於整個裝置呈「分體式」結構，主要由測量支架、專用檢測表頭組成；專用檢測表頭是市售槓桿式千分表的部分零部件，包括聯成一體的表具5、檢測伸縮杆3、固定套杆4(外徑φ11mm)，表具5下方的檢測伸縮杆3與表具5的讀數系統相連，固定套杆4套在伸縮杆上；設計1個「細棒形」專用探針7，探針7直徑2～4mm，探針7一端與檢測伸縮杆3相連，另一端呈點狀，與安置在工作架2下橫樑球形凹坑內的珠形測量珠8最高點距離為零；由測量座1、工作架2組成的測量支架，是聯成一體的整體結構；測量座1是1個圓柱體金屬塊，金屬塊下表面呈平面狀，上表面與工作架2固定連接；工作架2呈「橫置的U形狀」，板條狀的上橫樑和下橫樑相互平行，上橫樑有1個安置專用檢測表頭的圓柱形孔(φ12mm)、1個固定專用檢測表頭的螺栓孔(φ8mm)，圓柱形孔貫穿上橫樑之上表面、下表面，直徑略大於專用檢測表頭的固定套杆4外徑；設置在上橫樑側面、圓柱形孔附近的螺栓孔採用螺栓夾緊縫隙的方式在上橫樑端部與圓柱形孔之間設置1個長方塊縫隙，縫隙深度與圓柱形孔相同，寬度(2mm)略大於圓柱形孔直徑和固定套杆4外徑的數學差(φ12mm-φ11mm＝1mm)，上橫樑側面的螺栓孔與縫隙位置對應匹配，從上橫樑縫隙的一側到達縫隙的另一側，緊固螺釘6(φ8mm)伸入上橫樑側面的螺栓孔，越過縫隙，到達另一側螺栓孔，收緊縫隙寬度，使安置在測量支架上的專用檢測表頭位置固定；下表面與測量座1相互固定的下橫樑，其上表面有1個安置測量珠8的球形凹坑(φ8mm)，球形凹坑的圓心位置在上橫樑圓柱形孔的中心線上，球形凹坑的尺寸與珠形測量珠8尺寸匹配，H＝(0.3～0.8)×D＝3mm，H是球形凹坑的深度，D是測量珠8的直徑；測量珠8是1個金屬球，尺寸與工作架2下橫樑的球形凹坑尺寸匹配；緊固螺釘6(φ8mm)與工作架2上橫樑側面的螺栓孔尺寸匹配，起專用檢測表頭的固定作用。
連續式金屬管壁厚測量器的安裝流程是(1)取市售槓桿式千分表(或百分表)的部分零部件表具5、檢測伸縮杆3、固定套杆4，聯成一體構成專用檢測表頭；(2)設計1個直徑2～4mm的「細棒形」專用探針7，一端與檢測伸縮杆3相連，另一端呈點狀，與安置在工作架2下橫樑球形凹坑內的珠形測量珠8最高點距離為零(用於金屬管壁厚的尺寸檢測)；(3)將測量座1、工作架2聯成一體構成測量支架，將珠形測量珠8放入工作架2下橫樑的球形凹坑內；(4)將包括表具5、檢測伸縮杆3、固定套杆4在內的專用檢測表頭及專用探針7，安置在工作架2上橫樑的圓柱形孔內；(5)緊固螺釘6穿過工作架2上橫樑側面的螺栓孔，越過縫隙，到達另一側螺栓孔，擰緊緊固螺釘6，將專用檢測表具5固定在工作架2上(收緊縫隙寬度，使安置在測量支架上的專用檢測表頭位置固定)；專用探針7端部與測量珠8保持零距離。
工作時，先將連續式金屬管壁厚測量器安置在水平的工作檯(安置在普通標準平板上使用)上，再將被測金屬管試樣(管樣)9放入測量珠8(測量珠8安置在工作架2球形凹坑內)、專用探針7端部(專用探針7、專用檢測表頭固定在工作架2上橫樑的圓柱形孔)之間，輕輕推動管樣9沿水平方向移動，探針7因重力原因自然接觸在管樣9表面，始終保持水平方向的線接觸，專用檢測表頭的表具5上讀出(顯示)測得數值。若增加一專用裝置與計算機連接，可實現數位化顯示數值。
本實用新型設計合理、結構緊湊、操作簡便、快捷高效、實用性強，有效的解決了合金無縫管壁厚檢測問題，測量精度達到0.001mm，並可根據要求選擇測量精度，在加裝專用裝置後可實現計算機數位化輸出，解決了高精度、高要求的合金無縫管檢測問題。
權利要求1.連續式金屬管壁厚測量器，其特徵在於整個裝置呈「分體式」結構，主要由測量支架、專用檢測表頭組成；專用檢測表頭是市售槓桿式千分表的部分零部件，包括聯成一體的表具(5)、檢測伸縮杆(3)、固定套杆(4)，表具(5)下方的檢測伸縮杆(3)與表具(5)的讀數系統相連，固定套杆(4)套在伸縮杆上；設計1個「細棒形」專用探針(7)，探針(7)直徑2～4mm，探針(7)一端與檢測伸縮杆(3)相連，另一端呈點狀，與安置在工作架(2)下橫樑球形凹坑內的珠形測量珠(8)最高點距離為零；測量支架由測量座(1)、工作架(2)組成；測量座(1)是1個金屬塊，金屬塊下表面呈平面狀，上表面與工作架(2)固定連接；工作架(2)呈「橫置的U形狀」，板條狀的上橫樑和下橫樑相互平行，上橫樑有1個安置專用檢測表頭的圓柱形孔、1個固定專用檢測表頭的螺栓孔，圓柱形孔貫穿上橫樑之上表面、下表面，直徑略大於專用檢測表頭的固定套杆(4)外徑，螺栓孔設置在上橫樑側面、圓柱形孔附近，下表面與測量座(1)相互固定的下橫樑，其上表面有1個安置測量珠(8)的球形凹坑，球形凹坑的圓心位置在上橫樑圓柱形孔的中心線上，球形凹坑的尺寸與珠形測量珠(8)尺寸匹配，H＝(0.3～0.8)×D，H是球形凹坑的深度，D是測量珠(8)的直徑；測量珠(8)是1個金屬球，尺寸與工作架(2)下橫樑的球形凹坑尺寸匹配；緊固螺釘(6)與工作架(2)上橫樑側面的螺栓孔尺寸匹配，起專用檢測表頭的固定作用；上述結合構成本實用新型。
2.根據權利要求1所述的連續式金屬管壁厚測量器，其特徵在於測量座(1)、工作架(2)可以是連成一體的整體結構，也可以是相互固定的分體結構。
3.根據權利要求1或2所述的連續式金屬管壁厚測量器，其特徵在於設置在工作架(2)上橫樑側面、圓柱形孔附近的螺栓孔，可以採用螺栓夾緊縫隙的方式在上橫樑端部與圓柱形孔之間設置1個長方塊縫隙，縫隙深度與圓柱形孔相同，寬度略大於圓柱形孔直徑和固定套杆(4)外徑的數學差；上橫樑側面的螺栓孔與縫隙位置對應匹配，從上橫樑縫隙的一側到達縫隙的另一側；緊固螺釘(6)伸入上橫樑側面的螺栓孔，越過縫隙，到達另一側螺栓孔，收緊縫隙寬度，使安置在測量支架上的專用檢測表頭位置固定。
4.根據權利要求1或2所述的連續式金屬管壁厚測量器，其特徵在於測量座(1)可以是圓柱體，也可以是長方體。
5.根據權利要求1或2所述的連續式金屬管壁厚測量器，其特徵在於專用檢測表頭的表具(5)，可根據不同的技術要求，選擇百分表或千分表。
專利摘要連續式金屬管壁厚測量器，其特徵是測量器主要由測量支架、專用檢測表頭組成；專用檢測表頭是市售槓桿式千分表的部分零部件，包括聯成一體的表具、伸縮杆、固定套杆，設計1個與伸縮杆相連的細棒形探針，一端與測量珠點狀零接觸；測量支架包括聯成一體的測量座、工作架；測量座是1個圓柱體金屬塊；工作架呈橫置U形狀，板條狀的上橫梁和下橫梁相互平行，與測量座相固定的下橫梁，上表面有1個與測量珠尺寸匹配的球形凹坑，上橫梁有1個與固定套杆尺寸匹配的圓柱形孔。工作時，輕輕推動放入測量珠、探針之間的管樣，探針因重力原因自然接觸在管樣表面，表具顯示檢測數值。本實用新型結構緊湊、操作簡便，實現了高精度無縫管的壁厚連續式檢測。
文檔編號G01B5/06GK2807194SQ20052004302
公開日2006年8月16日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者陳濤, 蔡斌, 劉如全 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司