专利名称：一种无缝钢管壁厚的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无缝钢管生产过程中对管形质量测量的仪器，更具体地讲，涉及一种无缝钢管壁厚精度的横向、纵向测量装置。
背景技术：
热轧无缝钢管的生产过程中管体的壁厚精度，特别是横向壁厚的均匀程度，是钢管质量的一个极为重要的指标。为提高荒管的壁厚精度经常需要调整轧制工艺参数，因此，管形的测量是必不可少的。在长期的生产实践中，人们不断地提出了一些测量方法，如(1)德国曼耐斯曼钢管公司研制的“激光一超声波测量系统”，它是由脉冲激光器产生超声波，通过干涉来测量物体厚度，是一种非接触式测量。该方法正在实验阶段，还未商品化。这种非接触式测量不但有其应用的局限性，而且系统庞大、结构复杂、价格昂贵；(2)“超声波测厚仪”，国内目前大量使用便携式超声波测厚仪。该方法一般用于钢板的厚度测量。当用于钢管的测量时，存在精度低的问题。主要是由于钢管外形是圆柱体，超声波测量仪难以准确沿管表面的法线方向定位，稍微有一定的角度偏差，将造成较大的测量误差；(3)破坏性实验法，是目前在国内钢管生产现场普遍使用的一种手工测量方法。它将被测管体按照一定尺寸分段，沿横向解剖成若干相等管段，用壁厚千分尺对管段壁厚进行测量，再计算平均厚度。该方法既费工又费时，还不精确。它属于破坏性检测法，测量后的管材不能再利用。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有不同类型测量方法存在的缺点，提供一种无缝钢管壁厚的测量装置，它具有设计合理、结构简单、操作方便、价格便宜、测量精度高、不破坏管材等优点，适用于无缝钢管管形质量检测。
本实用新型是通过以下技术方案来实现其目的的一种无缝钢管壁厚的测量装置，由支座、主导向管及内表面测量机构、位移传感器、计算机四部分组成。两个支座分别安装在普通车床的卡盘和中心架上，被测钢管装入左右两个支座之间，一根主导向管穿入车床主轴孔并与支座的内孔滑动配合，通过牵引柄和副支架又与车床刀架连接在一起；主导向管内安装内表面测量机构，它是由固定在主导向管内的杠杆、垂直地安装在主导向管上并紧靠在被测钢管内表面的内测针、位于杠杆上并通过副支架与车床刀架相连的内表面位移传感器构成；外表面位移传感器位于被测钢管的外表面上并与车床刀架连接。为了使内测针与内表面靠紧，在内测针的尾端压装一个弹簧，弹簧又置于螺纹套内，螺纹套与主导向管的管壁螺纹连接。为了使位于杠杆上的内表面位移传感器，真实反映出内测针所检测到的表面高低情况，杠杆是用一个轴，垂直地与主导向管的管壁固定在一起，轴与杠杆之间安装有轴承。内表面位移传感器、外表面位移传感器将所得的钢管内外表面的高低变化信号，通过A/D转换器输入计算机数据采集系统，即可得到管形变化数据，并可显示在屏幕上。
钢管壁厚的确定(检测结果)是由计算机程序来完成的，对于装置来说，软件只是应用，本实用新型给出了计算机系统的框图。
本实用新型与现有技术相比，由于位移传感器的灵敏度为700mv/mm，可以反映至微米级误差，经实验证明，在0-3m内测量，系统最大误差只有0.03mm，因此测量精度高。由于装置的各个部件均安装在普通车床上，其操作是通过车床主轴的转动和刀架的移动即可完成，计算机系统具有直观、友好界面，只需按回车键即可完成测量工作，因此，整个装置景的操作十分简便。由于内外表面位移传感器的合理设置，使得车床卡盘带动被测钢管旋转时，可获得同一截面内钢管壁厚的变化信号，刀架的纵向移动可获得钢管纵向的厚度误差变化信号，主轴旋转、移动刀架，即可获得钢管体壁厚的变化信号，通过A/D转换器输入计算机数据采集系统，即可得到管形变化数据。因此系统设计合理、装置结构简单。另外本发明还具有制造成本低、价格便宜、不破坏钢管的优点。是无缝钢管生产中检测管形质量的较理想的仪器。
图1是本实用新型的主要构造示意图(部分主视)；图2是实用新型的结构俯视图；
图3是数据采集计算机系统框图。
下面通过实施例，结合附图进一步加以说明。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种无缝钢管壁厚的测量装置，由支座、主导向管及内表面测量机构、位移传感器、计算机四部分组成。两个支座2分别安装在普通车床的卡盘14和中心架13上，被测钢管4用位于支座上的螺丝3装入左右两个支座2之间，调正螺丝3(每个支座上可设4个)使被测管轴线与车床轨道平面平行。主导向管1较长，可穿入车床主轴孔内，它与支座2的内孔滑动配合，主导向管1通过牵引柄16和副支架17又与车床的刀架15固定连接在一起。主导向管1内安装内表面测量机构，它是由固定在主导向管1内的杠杆9、垂直安装在主导向管1上并紧靠在被测钢管4的内表面的内测针8、位于杠杆9上并通过副刀架17与车床刀架15连接的内表面位移传感器12构成。内测针8与主导向管1的安装是通过一个螺纹套6与主导向管壁螺纹连接，螺纹套内置压缩弹簧7，将内测针8的尾端压装在弹簧7上，这样，内测针8就紧紧地贴靠在被测管的内表面。杠杆9与主导向管1的连接方式，是采用轴11垂直地与管壁固定在一起，轴与杠杆之间装有轴承10。外表面位移传感器5位于被测钢管4的外表面上，并与车床刀架15连接。连接时应保证传感器将所获得的内外表面高度变化信号，通过A/D转换器输入数据采集计算机系统，即可得到管形变化数据。
本实用新型的工作原理及工作过程首先将支座2准确安装于车床卡盘14上，对称的另一个支座安装于车床中心架13上，再将被测钢管4装入左右两个支座2之间后，再使中心架靠紧被测管，调整左右支座上对正螺丝(每个支座上垂直布设4个)，使被测管4的轴线尽量与车床滑道平行。一根较长的主导向管1穿入车床主轴孔，并与支座2的内孔滑动配合。主导向管1内安装包括内测针8和内表面位移传感器12的整个内表面测量系统。内表面测量是通过杠杆9将内测针8所反映的表面高低情况，按比例反映到内表面位移传感器12上，为使内测针与内表面靠紧，采用螺纹套6与弹簧7使其始终贴紧内表面。杠杆9安装于主导向管所固定的轴11以及轴承10上。内表面测量系统通过牵引柄16，将整个主导管连同位移传感器12和副刀架17全部安装于车床刀架15上。外表面的测量是通过位于被测管4的外表面，并与车床刀架15连接的位移传感器5直接测量。
按上述结构关系将被测管件、两个位移传感器等安装到位，连接好计算机信号线路，开动车床，当主轴以设定速度旋转、刀架以设定速度移动时，被测管件内外表面的高低状态即可反映在内外位移传感器上，位移传感器灵敏度为700mv/mm，可以反映至微米级误差。然后将其信号通过A/D转换器输入计算机数据采集系统，即可得到被测管4的壁厚变化数据，并将数据处理结果显示在计算机屏幕上。
权利要求1.一种无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于它由安装在普通车床卡盘(14)和中心架(13)上，并连接被测钢管(4)的支座(2)；穿入车床主轴孔与支座内孔滑动配合，并与车床刀架(15)连接的主导向管(1)；安装在主导向管内、由刀架(15)牵引，包括内表面位移传感器(12)的内表面测量机构；位于被测管(4)的外表面并与刀架(15)连接的外表面位移传感器(5)；以及连接内、外表面位移传感器的计算机系统构成。
2.按照权利要求1所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于所述的主导向管(1)通过牵引柄(16)和副支架(17)与刀架(15)连接在一起。
3.按照权利要求1所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于所述的内表面测量机构，由固定在主导向管(1)内的杠杆(9)，垂直地安装在主导向管(1)上并紧靠在被测管(4)内表面的内测针(8)，位于杠杆(9)上并通过副支架(17)和刀架(15)连接的内表面位移传感器(12)构成。
4.按照权利要求3所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于所述内测针(8)的尾端压装弹簧(7)，弹簧置于螺纹套(6)内，螺纹套与主导向管(1)的管壁螺纹连接。
5.按照权利要求3所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于所述的杠杆(9)是用轴(11)垂直地与主导向管(1)的管壁固定在一起，轴与杠杆之间安装有轴承(10)。
专利摘要一种无缝钢管壁厚的测量装置，涉及无缝钢管生产过程中对管形质量测量的仪器。它由支座、主导向管及内表面测量机构、位移传感器、计算机四部分组成。支座(2)是安装在车床的卡盘与中心架上，被测钢管(4)固定在两个支座之间。主导向管(1)与支座滑动配合并与刀架(15)连接。包括内表面位移传感器(12)的测量机构安装在主导向管内，外表面位移传感器与计算机和系统连接。本实用新型具有设计合理、结构简单、操作方便、价格便宜、测量精度高、不破坏管材的优点，适用于无缝钢管管形质量检测。
文档编号G06T1/00GK2639844SQ0320490
公开日2004年9月8日 申请日期2003年7月18日 优先权日2003年7月18日
发明者双远华, 赖明道 申请人:双远华