一种称量管坯重量的装置的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种称量管坯重量的装置。

背景技术：

目前，在钢管的生产过程中需要对管坯进行称重，传统的管坯称重装置通常配有辊道、液压顶升装置、压力传感器和称重传感器等装置，采用整体称量的方式对管坯进行在线称量，例如cn101995288a公开了一种在线板坯称重装置，该装置主要由辊道、秤台、支架、连接架、活动臂、带活塞杆的液压油缸、压力传感器、冷却水管和控制显示装置组成，采用传统的液压顶升称重方式进行在线称量，因此，该装置的设计结构相对复杂，装置成本相对较高；cn105170930a公开了一种在线称重辊道，该装置主要由输送辊道、辊子、支撑柱、压力传感器和剪力传感器组成，基于分体式辊道称重方式，在输送辊道旁侧增设称量辊架，采用液压升降机构将铸坯和称量辊架共同托起的方式进行称量，因此，该装置能量消耗相对较大；cn208635898u公开了一种棒材称重装置，该装置主要由底座、传输架、传输带、电动机、升降装置、秤台和称重传感器组成，其中升降装置包括摆转驱动装置和回转驱动装置，因此，该装置的设计结构相对复杂，装置成本相对较高。

综上所述，传统称量管坯的装置设计结构相对比较复杂、制造成本相对较高、能量消耗也相对较大。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题的一个或多个，本实用新型提供一种可以称量管坯重量的装置，该装置基于力矩平衡的原理设计而成，由于机架和秤砣分别设置在平衡板的左右两端，通过机架空载时的力矩平衡，就能够确定秤砣的零刻度所在位置；通过匀速旋转秤砣，可以获得承载管坯时的力矩平衡，以此来确定秤砣移动的距离，通过简单的方程式，就能够计算出管坯的重量，达到间接称重的目的。

本实用新型通过以下技术方案实现。

一种称量管坯重量的装置，包括：

两块底板，其包括相对布置的第一底板(a5)和第二底板(b5)，其中所述第一底板(a5)的侧面标设有刻度；

两个第一轴承座(7)，其分别固定设置在所述第一底板(a5)和第二底板(b5)之上，每个所述第一轴承座(7)均设置有第一凹槽(703)，所述第一凹槽(703)的轴线位置设置有第七通孔(704)，在所述第一凹槽(703)之内设置有第一滚动轴承(a14)；

平衡板(8)，其设置在两个所述第一轴承座(7)之间，所述平衡板(8)的侧面沿轴线方向设置有第十一通孔(804)，所述平衡板(8)的一端还设置有第二通槽(802)；

轴(13)，其包括指针端(1301)、第一轴承端(1302)、第五主体(1303)和第二轴承端(1304)，其中所述第五主体(1303)与所述平衡板(8)的第十一通孔(804)相适配，并穿设入所述第十一通孔(804)之内；所述第一轴承端(1302)和第二轴承端(1304)分别设置在所述两个第一滚动轴承(a14)之内；所述指针端(1301)位于所述第一底板(a5)的一侧；

插块(3)，其设置在所述平衡板(8)的第二通槽(802)之内，所述插块(3)为回字形结构，所述回字形结构的中心设置有第三通孔(301)，所述第三通孔(301)的两侧边的上表面标设有刻度；所述回字形结构未标设有刻度的两侧边的侧面沿轴线方向设置有第四通孔(302)；

工作件，其包括工作螺杆(15)、工作螺母(1)和秤砣(4)，其中所述工作螺杆(15)穿设于所述第四通孔(302)之内，并且所述工作螺杆(15)设置有外螺纹，所述秤砣(4)设置有与所述工作螺杆(15)的外螺纹相匹配的内螺纹，并拧接在所述工作螺杆(15)之上，且所述秤砣(4)位于所述第三通孔(301)之内；所述工作螺母(1)拧接在所述工作螺杆(15)的一端，且所述工作螺母(1)位于所述第三通孔(301)之外；

垫块(2)，其设置在所述插块(3)与所述工作螺母(1)之间，并与所述平衡板(8)固定连接；

四个第二轴承座(11)，分别两两相对设置在所述平衡板(8)之上未设置所述第二通槽(802)的一端，每个所述第二轴承座(11)均设置有第二凹槽(1103)，所述第二凹槽(1103)的轴线位置设置有第十三通孔(1104)，在所述第二凹槽(1103)之内设置有第二滚动轴承(b14)，两个相对设置的所述第二滚动轴承(b14)之间设置有轧辊(12)；和

指针(6)，其设置在所述指针端(1301)之上，用于指示所述第一底板(a5)的侧面标设的刻度。

上述第一底板(a5)和第二底板(b5)均设置有第五通孔(501)，所述第一轴承座(7)包括第三主体(701)和第一外沿(702)，其中所述第一凹槽(703)设置在所述第三主体(701)之上，所述第一外沿(702)设置有与所述第五通孔(501)相对中的第八通孔(705)；所述第一轴承座(7)通过在所述第五通孔(501)和第八通孔(705)之内穿设第一螺杆(a9)，并在所述第一螺杆(a9)的另一端拧接第一螺母(a10)分别固定设置在所述第一底板(a5)和第二底板(b5)之上。

上述插块(3)标设有刻度的两侧边的侧面设置有第一通槽(303)，所述第一通槽(303)与所述平衡板(8)的第二通槽(802)侧边的厚度相适配。

上述垫块(2)包括第一主体(202)和位于所述第一主体(202)两端的凸台(204)，其中所述第一主体(202)设置有第二通孔(203)，所述第二通孔(203)与所述工作螺杆(15)相适配，并穿设在所述工作螺杆(15)之上；所述凸台(204)设置有第一通孔(201)，所述第一通孔(201)用于将所述垫块(2)固定设置在所述平衡板(8)之上。

上述平衡板(8)相对应所述垫块(2)的第一通孔(201)的位置处设置有第十二通孔(805)，且所述平衡板(8)还设置有与所述第十二通孔(805)连接的第十通孔(803)；通过在所述第一通孔(201)和第十二通孔(805)之内穿设第二螺杆(b9)以及在所述第二螺杆(b9)的另一端拧接第二螺母(b10)将所述垫块(2)固定设置在所述平衡板(8)之上，且所述第二螺母(b10)位于所述第十通孔(803)之内。

上述第二轴承座(11)包括第四主体(1101)和第二外沿(1102)，其中所述第二凹槽(1103)设置在所述第四主体(1101)之上，所述第二外沿(1102)设置有与第九通孔(801)相对中的第十四通孔(1105)，所述第二轴承座(11)通过在所述第九通孔(801)和第十四通孔(1105)之内穿设第三螺杆(c9)，并在所述第三螺杆(c9)的另一端拧接第三螺母(c10)固定设置在所述平衡板(8)之上。

上述轧辊(12)包括辊身(1201)、辊头(1202)和辊槽(1203)，其中所述辊头(1202)穿设在所述第二滚动轴承(b14)之内，所述辊槽(1203)设置在所述辊身(1201)之上。

上述指针(6)包括第二主体(602)和针杆(601)，所述第二主体(602)设置有第六通孔(603)，所述指针(6)通过所述第六通孔(603)设置在所述指针端(1301)之上；所述针杆(601)用于指示所述第一底板(a5)的侧面标设的刻度。

基于以上技术方案提供的称量管坯重量的装置可以对管坯重量进行称量，具有制造成本低、称量精度高、称量速度快的特点。与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本实用新型的装置由一个垫块、一个插块、一个秤砣、一个指针、两个第一轴承座、四个第二轴承座、两块底板、一块平衡板、两个轧辊、六个滚动轴承、一根工作螺杆、一个工作螺母、一根轴、十四根螺杆和十四个螺母组成，材料普通，加工方便，因此，该装置的制造成本相对较低；

2)本实用新型的装置基于力矩平衡的设计原理，由于承载待测管坯的机架和秤砣分别设置在平衡板的左右两端，通过机架空载时的力矩平衡，能够确定秤砣的零刻度所在位置；通过承载管坯时的力矩平衡，能够确定秤砣的移动距离，通过计算就能求出管坯的重量，因此，该装置的称量精度相对较高；

3)匀速旋转秤砣能够获得机架空载时的力矩平衡，确定秤砣的零刻度所在位置；匀速旋转轧辊，当管坯接触轧辊时开始匀速旋转秤砣，保证秤砣与管坯同步移动，当管坯接触第二个轧辊时，秤砣也刚好到达预定位置，这样就能保证平衡板始终保持水平位置，因此，该装置的称量速度相对较快；

综上所述，通过本实用新型装置，可以对管坯重量进行称量，具有制造成本低、称量精度高、称量速度快的特点。

附图说明

图1为称量管坯重量的装置在称重前的主视结构示意图；

图2为称量管坯重量的装置在称重前的俯视结构示意图；

图3为称量管坯重量的装置在称重时的主视结构示意图；

图4为称量管坯重量的装置在称重时的俯视结构示意图；

图5为称量管坯重量的装置在称重时的左视结构示意图；

图6为插块安装于平衡板的俯视结构示意图；

图7为插块安装于平衡板的右视结构示意图；

图8为工作螺母拧接于工作螺杆的俯视结构示意图；

图9为称量管坯重量的装置的垫块的左视结构示意图；

图10为称量管坯重量的装置的插块的左视结构示意图；

图11为称量管坯重量的装置的第一轴承座的主视结构示意图；

图12为称量管坯重量的装置的第一轴承座的俯视结构示意图；

图13为称量管坯重量的装置的第二轴承座的左视结构示意图；

图14为称量管坯重量的装置的第二轴承座的俯视结构示意图；

图15为称量管坯重量的装置的底板的俯视结构示意图；

图16为称量管坯重量的装置的指针的主视结构示意图；

图17为称量管坯重量的装置的平衡板的主视结构示意图；

图18为称量管坯重量的装置的轧辊的主视结构示意图；

图19为称量管坯重量的装置的轴的左视结构示意图；

图20为称量管坯重量的装置在称重前的工作原理示意图；

图21为称量管坯重量的装置在称重时的工作原理示意图；

附图标记说明：1-工作螺母；2-垫块；201-第一通孔；202-第一主体；203-第二通孔；204-凸台；3-插块；301-第三通孔；302-第四通孔；303-第一通槽；4-秤砣；a5-第一底板；b5-第二底板；501-第五通孔；6-指针；601-针杆；602-第二主体；603-第六通孔；7-第一轴承座；701-第三主体；702-第一外沿；703-第一凹槽；704-第七通孔；705-第八通孔；8-平衡板；801-第九通孔；802-第二通槽；803-第十通孔；804-第十一通孔；805-第十二通孔；a9-第一螺杆；b9-第二螺杆；c9-第三螺杆；a10-第一螺母；b10-第二螺母；c10-第三螺母；11-第二轴承座；1101-第四主体；1102-第二外沿；1103-第二凹槽；1104-第十三通孔；1105-第十四通孔；12-轧辊；1201-辊身；1202-辊头；1203-辊槽；13-轴；1301-指针端；1302-第一轴承端；1303-第五主体；1304-第二轴承端；a14-第一滚动轴承；b14-第二滚动轴承；15-工作螺杆；16-管坯；17-第一系统；18-第二系统。

具体实施方式

通过以下具体实施方式详细说明本实用新型。

实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，实施例将有助于理解本实用新型，但不应作为对本实用新型的限制。

图1至图21为本实用新型提供的称量管坯重量的装置的各部分的结构示意图以及测量原理的结构示意图。

如图1至图5所示，本实用新型提供的称量管坯重量的装置包括两块底板、两个第一轴承座7、平衡板8、轴13、插块3、工作件、垫块2、四个第二轴承座11和指针6。

如图1至图5和图15所示，两块底板包括相对布置的第一底板a5和第二底板b5，其中第一底板a5的侧面标设有刻度；并且第一底板a5和第二底板b5的两端均设置有第五通孔501，用于与第一轴承座7连接。

结合图11和图12所示，两个第一轴承座7各包括第三主体701和第一外沿702，其中第一外沿702设置有与第五通孔501相对中的第八通孔705，通过穿设在第五通孔501和第八通孔705之内的第一螺杆a9，可将第一轴承座7分别与第一底板a5和第二底板b5固定连接；第三主体701设置有第一凹槽703，其内安装有第一滚动轴承a14，用于与轴13连接，第一凹槽703的轴线位置设置有第七通孔704。

如图19所示，轴13包括指针端1301、第一轴承端1302、第五主体1303和第二轴承端1304，其中第一轴承端1302和第二轴承端1304分别设置在两个第一滚动轴承a14之内，指针端1301则位于第一底板a5一侧，用于安装指针6，以指示第一底板a5一侧标设的刻度，如图16所示，指针6包括第二主体602和针杆601，其中第二主体602设置有第六通孔603，指针6通过第六通孔603设置在指针端1301之上；针杆601则用于指示第一底板a5的侧面标设的刻度；第五主体1303则用于连接平衡板8，如图17所示，平衡板8的侧面沿轴线方向设置有第十一通孔804，第五主体1303与该第十一通孔804相适配，并穿设入第十一通孔804之内，因此可以通过第五主体1303将平衡板8设置在两个第一滚动轴承a14之间，并且轴13可随着平衡板8的摆动在第一滚动轴承a14之内进行转动。

结合图6、图7和图10所示，平衡板8的一端还设置有第二通槽802，该第二通槽802用于安装插块3，插块3为回字形结构，回字形结构的中心设置有第三通孔301，并在第三通孔301的两侧边的上表面标设有刻度，标设有刻度的两侧边的侧面设置有第一通槽303，该第一通槽303与平衡板8的第二通槽802侧边的厚度相适配，因此插块3可以通过该第一通槽303插入平衡板8的第二通槽802之内。回字形结构未标设有刻度的两侧边的侧面沿轴线方向设置有第四通孔302，该第四通孔302用于安装工作件。

结合图4和图8所示，工作件包括工作螺杆15、工作螺母1和秤砣4，其中工作螺杆15穿设于第四通孔302之内，工作螺杆15设置有外螺纹，秤砣4设置有与工作螺杆15的外螺纹相匹配的内螺纹，并拧接在工作螺杆15之上，且秤砣4位于第三通孔301之内，因此秤砣4可以通过旋转在工作螺杆15之上进行移动，并指示插块3标设的刻度；工作螺母1拧接在工作螺杆15的一端，且工作螺母1位于第三通孔301之外；在工作螺母1和插块3之间还设置有垫块2。

如图9所示，垫块2包括第一主体202和位于第一主体202两端的凸台204，其中第一主体202设置有第二通孔203，第二通孔203与工作螺杆15相适配，并套设在工作螺杆15之上，随后由工作螺母1进行卡位；凸台204设置有第一通孔201，第一通孔201用于将垫块2固定设置在平衡板8之上。

结合图6和图7所示，平衡板8相对应垫板2的第一通孔201的位置处设置有第十二通孔805，且平衡板8还设置有与第十二通孔805连接的第十通孔803；通过在第一通孔201和第十二通孔805之内穿设第二螺杆b9，并在第二螺杆b9的另一端拧接第二螺母b10将垫板2固定设置在平衡板8之上，且第二螺母b10位于第十通孔803之内；结合图6所示，平衡板8设置第二通槽802的一端的相对端设置有两排相对布置的第九通孔801，用于固定连接第二轴承座11，结合图13和图14所示，第二轴承座11包括第四主体1101和第二外沿1102，其中第二外沿1102设置有第十四通孔1105，与平衡板8的第九通孔801相对应，通过穿设在第九通孔801和第十四通孔1105之内的第三螺杆c9，可将第二轴承座11固定设置在平衡板8之上；第五主体1101还设置有第二凹槽1103，其内安装有第二滚动轴承b14，第二凹槽1103的轴线位置设置有第十三通孔1104，两个相对布置的第二滚动轴承b14之间则设置有轧辊12。

如图18所示，轧辊12包括辊身1201、辊头1202和辊槽1203，其中两端的辊头1202分别穿设在相对布置的两个第二滚动轴承b14之内，辊槽1203则设置在辊身1201之上，用于放置待测管坯16，其中第二轴承座11、第二滚动轴承b14和轧辊12构成放置待测管坯的机架。

本实用新型提供的称量管坯重量的装置的组装方法为：首先将两块底板(第一底板a5和第二底板b5)、两个第一轴承座7、两个第一滚动轴承a14、轴13和平衡板8进行组装：如图1、图2、图5、图11、图12、图17和图19所示，首先将两块底板平稳放置在地面上，然后将两个第一轴承座7分别放置在两块底板之上，保证两个第一轴承座7的四个第八通孔705与两块底板的四个第五通孔501一一对中，然后在每个对中的通孔之内各安装一根第一螺杆a9，然后在每根第一螺杆a9的另一端各拧接一个第一螺母a10，然后在每个第一轴承座7的第一凹槽703之内各安装一个第一滚动轴承a14，然后将轴13的第五主体1303插入平衡板8的第十一通孔804之内，然后将两个第一轴承座7的第一凹槽703相对布置，然后将轴13的第一轴承端1302和第二轴承端1304分别安装于相对布置的两个第一滚动轴承a14之内。

然后将两个轧辊12、四个第二滚动轴承b14、四个第二轴承座11与平衡板8进行组装：如图1、图2、图5、图6、图13、图14和图18所示，首先在每个第二轴承座11的第二凹槽1103之内各安装一个第二滚动轴承b14，然后将四个第二轴承座11的第二凹槽1103两两相对布置，然后将两个轧辊12两端的辊头1202分别安装于相对布置的两组第二滚动轴承b14之内，然后将四个第二轴承座11放置在平衡板8之上，保证四个第二轴承座11的八个第十四通孔1105与平衡板8的八个第九通孔801一一对中，然后在每个对中的通孔之内各安装一根第三螺杆c9，然后在每根第三螺杆c9的另一端各拧接一个第三螺母c10。

然后将一个垫块2、一个插块3、一个秤砣4、一根工作螺杆15、一个工作螺母1与平衡板8进行组装：如图3、图4、图6、图7、图8、图9和图10所示，首先将秤砣4放置在插块3的第三通孔301之内，然后将工作螺杆15安装在插块3的第四通孔302之内，并穿过秤砣4，然后将插块3沿着第一通槽303安装在平衡板8的第二通槽802之内，然后将垫块2的第二通孔203穿过工作螺杆15、放置在平衡板8的右侧，然后在工作螺杆15的另一端拧接一个工作螺母1，然后在平衡板8的两个第十通孔803之内各放置一个第二螺母b10，保证垫块2的两个第一通孔201、平衡板8的两个第十二通孔805与两个第二螺母b10的螺孔一一对中，然后在每个对中的通孔之内各安装一根第二螺杆b9，然后将两根第二螺杆b9的另一端与两个第二螺母b10进行拧接。

最后在轴13的指针端1301安装一根指针6，这样一来，整套装置组装完成，可以投入使用。

本实用新型提供的称量管坯重量的装置的工作原理为：如图20所示，首先分析装置在称重前的力矩平衡，不妨将两个轧辊12、四个第二滚动轴承b14、四个第二轴承座11、八根第三螺杆c9、八个第三螺母c10与平衡板8位于左侧的部分组成的整体设为第一系统17，不妨将第一系统17的重量设为g1，以轴13的轴心线作为支点，第一系统17的重心到达轴心线的距离即是其力臂，不妨设为l1；同理,不妨将垫块2、插块3、工作螺杆15、工作螺母1、两根第二螺杆b9、两个第二螺母b10与平衡板8位于右侧的部分组成的整体设为第二系统18，不妨将第二系统18的重量设为g2，以轴13的轴心线作为支点，第二系统18的重心到达轴心线的距离即是其力臂，不妨设为l2，旋转秤砣4，保证平衡板8处于水平位置，此时，指针6的针杆601指向第一底板a5的中间位置，不妨将秤砣4的重量设为g3，秤砣4的重心到达所述轴心线的距离即是其原始力臂，不妨设为l3，据此可以列出力矩平衡的第一方程式，g1×l1＝g2×l2+g3×l3。

如图21所示，然后分析装置在称重时的力矩平衡，仍以轴13的轴心线作为支点，不妨将待测管坯16的重量设为gx，管坯16的重心到达轴心线的距离即是其力臂，不妨设为l4；同理，秤砣4的重量仍为g3，只是秤砣4的重心到达轴心线的距离在原来原始力臂l3的基础上增加了移动力臂lx，即其总力臂变为l3+lx，据此可以列出力矩平衡的第二方程式，g1×l1+gx×l4＝g2×l2+g3×(l3+lx)。

将第一方程式和第二方程式进行化简，可以得出等式，gx×l4＝g3×lx，由此可以计算出管坯16的重量gx＝g3×lx/l4。

本实用新型提供的称量管坯重量的装置的使用方法为：首先将组装好的整套装置平稳放置，保证管坯16的轴线与轧制运输线保持重合，然后匀速旋转秤砣4，当指针6的针杆601指向第一底板a5的中间位置时，代表平衡板8处于水平位置，此时装置处于力矩的第一次平衡，读取并记录此时的秤砣4在插块3的刻度位置，不妨标计为o刻度所在位置。

然后匀速旋转轧辊12，保证管坯16进行匀速直线运动，当管坯16首次接触到第一个轧辊12的辊槽1203时，开始匀速旋转秤砣4，当管坯16接触到第二个轧辊12的辊槽1203之后、且当指针6的针杆601再次指向第一底板a5的中间位置时，则停止旋转秤砣4，此时装置处于力矩的第二次平衡，读取并记录此时的秤砣4在插块3的刻度位置，不妨标计为x刻度，则x刻度减去o刻度即为秤砣4的移动力臂lx，平衡板8的第十一通孔804到辊槽1203的中垂面之间的距离即为管坯16的力臂l4，力臂l4也可以通过下述方法获得，平衡板8的两列第九通孔801的中间位置、到第十一通孔804的孔心之间的距离也为管坯16的力臂l4，秤砣4的重量g3可以事先进行称量，将g3、lx和l4分别代入等式gx＝g3×lx/l4之中，这样一来，就能够计算出管坯16的重量gx。

在使用本实用新型提供的称量管坯重量的装置时，可以通过匀速旋转秤砣4，保证当管坯16首次接触到第二个轧辊12的辊槽1203时，秤砣4移动的距离刚好等于移动力臂lx，这样一来，就能保证指针6的针杆601始终指向第一底板a5的中间位置，即平衡板8时时刻刻处于水平位置，这样就能缩短称量管坯重量所需的时间，从而显著提高装置的工作效率。

综上所述，本实用新型提供的称量管坯重量的装置具有制造成本低、称量精度高、称量速度快的特点。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。