一種管道幾何尺寸的測(cè)量的制造方法
【專利摘要】一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，其屬于測(cè)量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。這種測(cè)量機(jī)包括設(shè)置在操作平臺(tái)上的管道夾持裝置、測(cè)量裝置和控制箱，管道夾持裝置采用主軸箱機(jī)構(gòu)和尾架機(jī)構(gòu)支承待測(cè)管道，測(cè)量裝置在操作平臺(tái)上設(shè)置兩條平行于管道夾持裝置軸線的兩個(gè)導(dǎo)軌，測(cè)量構(gòu)架經(jīng)測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌上移動(dòng)，在測(cè)量構(gòu)架上設(shè)有游標(biāo)卡尺夾具、LVDT位移計(jì)夾具、劃線筆夾具和測(cè)厚儀夾具。在工作時(shí)采用電動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整待測(cè)管道和測(cè)量構(gòu)架的位置，測(cè)量待測(cè)管道各部位的幾何尺寸或劃線。該裝置能綜合完成管道的劃線標(biāo)定、任意截面直徑測(cè)量、任意位置厚度測(cè)量、管道截面橢圓度測(cè)量等四項(xiàng)工作。具有足夠高的工作可靠性，操作方便，提高定位精度、測(cè)量效果和工作效率。
【專利說明】一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，其屬于測(cè)量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]為了確定管道的極限承載力，需要知道管道不同位置的實(shí)際幾何尺寸，如任意截面直徑和橢圓度、任意位置處的壁厚等。目前，這些測(cè)量工作都是使用相應(yīng)儀器單獨(dú)完成，尚無(wú)一個(gè)統(tǒng)一的測(cè)量平臺(tái)，不僅效率低，而且無(wú)法精確定位、缺少測(cè)量結(jié)果分析的基準(zhǔn)，制約了凍土區(qū)埋地管道或深水海底管道等在復(fù)雜荷載作用下的失效模式和破壞機(jī)理研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，該測(cè)量機(jī)應(yīng)具有集成性能好、控制精度高、可靠性好、以及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，它包括設(shè)置在操作平臺(tái)上的管道夾持裝置和控制箱，它還包括設(shè)置在操作平臺(tái)上的測(cè)量裝置，所述管道夾持裝置采用主軸箱機(jī)構(gòu)和尾架機(jī)構(gòu)支承待測(cè)管道，主軸箱機(jī)構(gòu)包含主軸箱、環(huán)向標(biāo)尺、卡盤和主軸驅(qū)動(dòng)手輪，主軸驅(qū)動(dòng)手輪經(jīng)主軸箱中的減速齒輪組驅(qū)動(dòng)設(shè)有卡盤的主軸旋轉(zhuǎn)，尾架機(jī)構(gòu)包含頂尖、尾架、頂尖鎖緊裝置和尾架手輪，尾架手輪經(jīng)螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)頂尖作軸向移動(dòng)；所述測(cè)量裝置設(shè)置在管道夾持裝置的一側(cè)，在操作平臺(tái)上設(shè)置兩條平行于管道夾持裝置軸線的兩個(gè)導(dǎo)軌和一個(gè)軸向標(biāo)尺，測(cè)量構(gòu)架經(jīng)測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌上移動(dòng)，在測(cè)量構(gòu)架上設(shè)有游標(biāo)卡尺夾具、LVDT位移計(jì)夾具、劃線筆夾具和測(cè)厚儀夾具；在工作時(shí)，操作控制箱的開關(guān)或采用手動(dòng)調(diào)整待測(cè)管道和測(cè)量構(gòu)架的位置，調(diào)整安裝在測(cè)量構(gòu)架上測(cè)量工具的測(cè)量位置，用測(cè)量工具測(cè)量夾持在管道夾持裝置上待測(cè)管道各部位的幾何尺寸，調(diào)整安裝在測(cè)量構(gòu)架上劃線筆的位置，用劃線筆在待測(cè)管道上劃線。
[0005]所述測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用絲杠驅(qū)動(dòng)固定在測(cè)量構(gòu)架下部的絲杠滾珠螺母，絲杠的一端連接一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，另一端連接一個(gè)絲杠驅(qū)動(dòng)手輪。
[0006]所述控制箱上設(shè)有電源控制開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)左行啟停開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)右行啟停開關(guān)、電源指示燈、步進(jìn)電機(jī)左行指示燈、步進(jìn)電機(jī)右行指示燈、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕和轉(zhuǎn)速旋鈕啟停開關(guān)。
[0007]所述游標(biāo)卡尺夾具上安裝測(cè)量待測(cè)管道直徑的數(shù)顯游標(biāo)卡尺，LVDT位移計(jì)夾具上安裝測(cè)量待測(cè)管道橢圓度的線性可變差動(dòng)變壓器，測(cè)厚儀夾具上安裝測(cè)量待測(cè)管道壁厚的數(shù)字超聲測(cè)厚儀。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:這種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)包括設(shè)置在操作平臺(tái)上的管道夾持裝置、測(cè)量裝置和控制箱，管道夾持裝置采用主軸箱機(jī)構(gòu)和尾架機(jī)構(gòu)支承待測(cè)管道，測(cè)量裝置在操作平臺(tái)上設(shè)置兩條平行于管道夾持裝置軸線的兩個(gè)導(dǎo)軌，測(cè)量構(gòu)架經(jīng)測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌上移動(dòng)，在測(cè)量構(gòu)架上設(shè)有游標(biāo)卡尺夾具、LVDT位移計(jì)夾具、劃線筆夾具和測(cè)厚儀夾具。在工作時(shí)采用電動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整待測(cè)管道和測(cè)量構(gòu)架的位置，測(cè)量待測(cè)管道各部位的幾何尺寸或劃線。該裝置能綜合完成管道的劃線標(biāo)定、任意截面直徑測(cè)量、任意位置厚度測(cè)量、管道截面橢圓度測(cè)量等四項(xiàng)工作。具有足夠高的工作可靠性，操作方便，提高定位精度、測(cè)量效果和工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)的布置圖。
[0011]圖2是測(cè)量構(gòu)架的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3是在測(cè)量構(gòu)架上安裝了測(cè)量工具和劃線筆的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4是控制箱的操作面板示意圖。
[0014]圖中:1、操作平臺(tái)，2、主軸箱，3、環(huán)向標(biāo)尺，4、卡盤，5、待測(cè)管道，6、頂尖，7、尾架，
8、頂尖鎖緊裝置,9、尾架手輪,10、主軸驅(qū)動(dòng)手輪,11、絲杠驅(qū)動(dòng)手輪，12、導(dǎo)軌,13、絲杠，13a、絲杠滾珠螺母,14、軸向標(biāo)尺，15、測(cè)量構(gòu)架，16、步進(jìn)電機(jī),17、控制箱,18、游標(biāo)卡尺夾具，19、LVDT位移計(jì)夾具，20、劃線筆夾具，21、測(cè)厚儀夾具，22、游標(biāo)卡尺，23、劃線筆，24、LVDT位移計(jì)，25、測(cè)厚儀，26、電源控制開關(guān)，27、步進(jìn)電機(jī)左行指示燈，28、電源指示燈，29、步進(jìn)電機(jī)右行指示燈，30、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕，31、轉(zhuǎn)速旋鈕啟停開關(guān)，32、步進(jìn)電機(jī)左行啟停開關(guān)，33、步進(jìn)電機(jī)右行啟停開關(guān)，34、夾具位置固定旋鈕，35、工具位置固定旋鈕，36、游標(biāo)卡尺上夾緊結(jié)構(gòu)，37、游標(biāo)卡尺下夾緊結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1、2、3示出了一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)的布置圖。圖中，管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)包括設(shè)置在操作平臺(tái)I上的管道夾持裝置、測(cè)量裝置和控制箱17，管道夾持裝置采用主軸箱機(jī)構(gòu)和尾架機(jī)構(gòu)支承待測(cè)管道5，主軸箱機(jī)構(gòu)包含主軸箱2、環(huán)向標(biāo)尺3、卡盤4和主軸驅(qū)動(dòng)手輪10，主軸驅(qū)動(dòng)手輪10經(jīng)主軸箱2中的減速齒輪組驅(qū)動(dòng)設(shè)有卡盤4的主軸旋轉(zhuǎn)，尾架機(jī)構(gòu)包含頂尖6、尾架7、頂尖鎖緊裝置8和尾架手輪9，尾架手輪9經(jīng)螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)頂尖6作軸向移動(dòng)。測(cè)量裝置設(shè)置在管道夾持裝置的一側(cè)，在操作平臺(tái)I上設(shè)置兩條平行于管道夾持裝置軸線的兩個(gè)導(dǎo)軌12和一個(gè)軸向標(biāo)尺14，測(cè)量構(gòu)架15經(jīng)測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌12上移動(dòng)，測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用絲杠13驅(qū)動(dòng)固定在測(cè)量構(gòu)架15下部的絲杠滾珠螺母13a，絲杠13的一端連接一個(gè)步進(jìn)電機(jī)16，另一端連接一個(gè)絲杠驅(qū)動(dòng)手輪11。在測(cè)量構(gòu)架15上設(shè)有游標(biāo)卡尺夾具18、LVDT位移計(jì)夾具19、劃線筆夾具20和測(cè)厚儀夾具21。
[0016]在工作時(shí)，操作控制箱17的開關(guān)或采用手動(dòng)調(diào)整待測(cè)管道5和測(cè)量構(gòu)架15的位置，釆用游標(biāo)卡尺上夾緊結(jié)構(gòu)36和游標(biāo)卡尺下夾緊結(jié)構(gòu)37，或釆用夾具位置固定旋鈕34和工具位置固定旋鈕35，調(diào)整安裝在測(cè)量構(gòu)架15上游標(biāo)卡尺夾具18、LVDT位移計(jì)夾具19和測(cè)厚儀夾具21的測(cè)量位置，測(cè)量夾持在管道夾持裝置上待測(cè)管道5各部位的幾何尺寸；釆用夾具位置固定旋鈕34和工具位置固定旋鈕35，調(diào)整安裝在測(cè)量構(gòu)架15上劃線筆23的位置，用劃線筆23在待測(cè)管道5上劃線。游標(biāo)卡尺夾具18上安裝數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量待測(cè)管道5的直徑，LVDT位移計(jì)夾具19上安裝線性可變差動(dòng)變壓器測(cè)量待測(cè)管道5的橢圓度，測(cè)厚儀夾具21上安裝數(shù)字超聲測(cè)厚儀測(cè)量待測(cè)管道5的壁厚。[0017]圖4示出了控制箱的操作面板示意圖?？刂葡?7上設(shè)有電源控制開關(guān)26、步進(jìn)電機(jī)左行啟停開關(guān)32、步進(jìn)電機(jī)右行啟停開關(guān)33、電源指示燈28、步進(jìn)電機(jī)左行指示燈27、步進(jìn)電機(jī)右行指示燈29、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕30和轉(zhuǎn)速旋鈕啟停開關(guān)31，操作者可通過控制箱17上的控制開關(guān)和旋鈕控制調(diào)整機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。
[0018]采用上述技術(shù)方案，管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)在操作平臺(tái)I上設(shè)有交流變頻調(diào)速的步進(jìn)電機(jī)16，步進(jìn)電機(jī)16通過絲杠滾珠螺母13a和絲杠13直接驅(qū)動(dòng)測(cè)量構(gòu)架15沿導(dǎo)軌12移動(dòng)，并通過固定在測(cè)量構(gòu)架15上的劃線筆23、數(shù)顯游標(biāo)卡尺22、超聲數(shù)字測(cè)厚儀25、LVDT位移計(jì)24來(lái)完成管道表面軸向方向上的網(wǎng)格劃線以及任意截面的直徑測(cè)量、任意位置的壁厚測(cè)量和任意截面的橢圓度測(cè)量。管道夾持裝置通過兩端的卡盤4和頂尖6將管道固定，通過主軸箱2上的主軸驅(qū)動(dòng)手輪10經(jīng)主軸箱2中的減速齒輪組驅(qū)動(dòng)卡盤4，讓待測(cè)管道5沿環(huán)周進(jìn)行360度全方位旋轉(zhuǎn)，并配合測(cè)量構(gòu)架15上的劃線筆來(lái)完成待測(cè)管道5環(huán)周方向上的劃線工作。
[0019]該裝置能綜合完成管道的劃線標(biāo)定、任意截面直徑測(cè)量、任意位置厚度測(cè)量和管道截面橢圓度測(cè)量等四項(xiàng)工作，具有足夠高的工作可靠性，操作方便，提高測(cè)量的效果和工作效率。
[0020]該管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如下:工作電壓三相交流380V±10%，頻率50HZ，功率6KW ;環(huán)境溫度:-10°C?40°C、濕度低于95%，無(wú)水珠凝結(jié)；步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍:200?3000rpm;軸向標(biāo)尺長(zhǎng)度:3500mm;環(huán)向標(biāo)尺:360度；可測(cè)管道長(zhǎng)度范圍:2500mm-3IOOmm ;頂尖活動(dòng)范圍:0-300mm。
【權(quán)利要求】
1.一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，它包括設(shè)置在操作平臺(tái)(I)上的管道夾持裝置和控制箱(17)，其特征在于:它還包括設(shè)置在操作平臺(tái)(I)上的測(cè)量裝置，所述管道夾持裝置采用主軸箱機(jī)構(gòu)和尾架機(jī)構(gòu)支承待測(cè)管道(5)，主軸箱機(jī)構(gòu)包含主軸箱(2)、環(huán)向標(biāo)尺(3)、卡盤(4)和主軸驅(qū)動(dòng)手輪(10)，主軸驅(qū)動(dòng)手輪(10)經(jīng)主軸箱(2)中的減速齒輪組驅(qū)動(dòng)設(shè)有卡盤(4)的主軸旋轉(zhuǎn)，尾架機(jī)構(gòu)包含頂尖(6)、尾架(7)、頂尖鎖緊裝置(8)和尾架手輪(9)，尾架手輪(9)經(jīng)螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)頂尖(6)作軸向移動(dòng)；所述測(cè)量裝置設(shè)置在管道夾持裝置的一側(cè)，在操作平臺(tái)(I)上設(shè)置兩條平行于管道夾持裝置軸線的兩個(gè)導(dǎo)軌(12)和一個(gè)軸向標(biāo)尺(14 ),測(cè)量構(gòu)架(15 )經(jīng)測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌(12 )上移動(dòng),在測(cè)量構(gòu)架(15 )上設(shè)有游標(biāo)卡尺夾具(18)、LVDT位移計(jì)夾具(19)、劃線筆夾具(20)和測(cè)厚儀夾具(21);在工作時(shí)，操作控制箱(17)的開關(guān)或采用手動(dòng)調(diào)整待測(cè)管道(5)和測(cè)量構(gòu)架(15)的位置，調(diào)整安裝在測(cè)量構(gòu)架(15)上測(cè)量工具的測(cè)量位置，用測(cè)量工具測(cè)量夾持在管道夾持裝置上待測(cè)管道(5)各部位的幾何尺寸，調(diào)整安裝在測(cè)量構(gòu)架(15)上劃線筆(23)的位置，用劃線筆(23)在待測(cè)管道(5)上劃線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，其特征在于:所述測(cè)量構(gòu)架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用絲杠(13)驅(qū)動(dòng)固定在測(cè)量構(gòu)架(15 )下部的絲杠滾珠螺母(13a)，絲杠(13 )的一端連接一個(gè)步進(jìn)電機(jī)(16 )，另一端連接一個(gè)絲杠驅(qū)動(dòng)手輪(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，其特征在于:所述控制箱(17)上設(shè)有電源控制開關(guān)(26)、步進(jìn)電機(jī)左行啟停開關(guān)(32)、步進(jìn)電機(jī)右行啟停開關(guān)(33)、電源指示燈(28)、步進(jìn)電機(jī)左行指示燈(27)、步進(jìn)電機(jī)右行指示燈(29)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕(30)和轉(zhuǎn)速旋鈕啟停開關(guān)(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道幾何尺寸的測(cè)量機(jī)，其特征在于:所述游標(biāo)卡尺夾具(18)上安裝測(cè)量待測(cè)管道(5)直徑的數(shù)顯游標(biāo)卡尺，LVDT位移計(jì)夾具(19)上安裝測(cè)量待測(cè)管道(5)橢圓度的線性可變差動(dòng)變壓器，測(cè)厚儀夾具(21)上安裝測(cè)量待測(cè)管道(5)壁厚的數(shù)字超聲測(cè)厚儀。
【文檔編號(hào)】G01B5/08GK103453823SQ201310408378
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】李昕, 高杰, 周晶 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)