一种孔径尺寸测量仪的制作方法

本实用新型涉及化工设备制造领域，具体涉及一种孔径尺寸测量仪，特别是换热器管板孔的孔径测量仪。

背景技术：

在设备制造领域，特别是化工设备的换热器设备，在管板钻孔机加后进行验收时，需检测管孔尺寸偏差量。

在目前的检验过程中，检验员一般使用游标卡尺检测管孔内径，如果遇到大直径管板，需要检测的管孔数量极多，检验员需要长时间处于下蹲状态容易疲劳，游标卡尺操作方式和检测位置不便，且读数也多有不便。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的问题，根据直通孔各处孔径相同的特性，本实用新型提供了一种结构相对简单，可以方便、高精度测量常规尺寸直通孔孔径的测量仪。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种孔径尺寸测量仪，包括支撑件和滑动件，所述支撑件为空心圆柱体，滑动件纵截面呈等腰梯形，滑动件紧贴支撑件内壁，沿圆柱轴向滑动；所述支撑件内壁有轴向设置的导轨，滑动件相应位置设有凹槽，滑动件通过凹槽沿导轨滑动；支撑件上端的部分面积采用平台封闭，平台上固定有立尺，立尺上有刻度；所述滑动件为中空设置，空心部分有圆杆穿过，圆杆上有轴向设置的凹槽，凹槽内设有游标尺，游标尺上有刻度，游标尺在凹槽内上下滑动，通过锁紧螺钉固定位置；游标尺和立尺刻度贴合，用于读数。

作为本实用新型的进一步优选，所述支撑件内壁设置三个导轨，所述导轨环向平均分布，所述导轨高度与支撑件高度一致。

作为本实用新型的进一步优选，所述圆杆通过圆杆锁紧装置固定。进一步的，所述圆杆锁紧装置由螺钉和楔块组成，楔块沿圆杆径向设置，螺钉沿圆杆轴向设置在楔块上升沿一端。设置锁紧装置固定，可以调节圆杆伸出长度。

作为本实用新型的进一步优选，所述游标尺下端设置凸台，减少游标尺的滑动和撞击损伤。滑动件上的游标尺下端留出足够长度裕量后，在下端设置一个凸台，可以减少如下情况滑动和撞击：每次测量一个孔后，检验员会习惯性提起滑动部圆杆以挪动工具到下一个孔上，此时支撑件和滑动件相对滑动位移较大，且会导致滑动件上部与支撑件顶部平台的撞击；此凸台可以限制位移量，进而减少支撑件和滑动件的摩擦损耗；本测量仪的功能是检测尺寸变化量，相同标称尺寸的管孔尺寸变化量较小，故此凸台不会影响到测量。

作为本实用新型的进一步优选，所述支撑件在非导轨和连接部位的部分采用镂空设置。支撑圆筒在非导轨和连接部位可以在保证强度的情况下做成镂空，以减轻工具的重量，减少耗材。

作为本实用新型的进一步优选，所述圆杆和滑动件间采用活动连接，圆杆可抽出。方便保存。

作为本实用新型的进一步优选，所述圆杆顶部设有圆帽。测量时，为消除不良机加后孔周围可能存在的微小毛刺对测量的影响，可通过对滑动部分圆杆施加适当的力后再读数；为此可在圆杆顶部加上一个圆帽以便于施加压力；为保证每次测量施加的力相同，可制作配重块，使用配重块重量来控制施加的力度大小。

作为本实用新型的进一步优选，所述立尺和游标尺采用数显式读数。对于本实用新型的测量仪，其中立尺、圆杆、游标尺作为测量和读数部分可以使用数显式游标卡尺中测量和读数部分代替，以便捷读数。在数显式游标卡尺的基础上，还可对本实用新型的测量仪作如下改进：将圆杆设置为可拆式，圆杆固定伸出长度，以简化结构，减少误差产生；根据需要，数显部分设置测量模块、校零模块，可包括以下按钮：开关、直接测量、重设零点、设置零点，其中直接测量按钮功能为直接显示当前所测孔径值（经换算后的实际值），重设零点按钮功能为零点校正，设置零点按钮功能为在测量一个标准的孔径后，设置零点，后续的孔径测量的显示值为与此标准孔径偏差值，此功能特别适用于换热器管板孔径快速检查的需要；此结构下，可设置一个专门的带凸台的滑动块，结构与原结构类似，尺寸可适当减小。前述涉及数显的相关内容，数显测量的功能均可直接采用现有技术实现。

作为本实用新型的进一步优选，所述孔径尺寸测量仪部件选用不锈钢材料。整体部件均可使用硬度较高的不锈钢材料，使得测量仪强度高，耐磨性好，变形率小，抗氧化，以保证测量精度高和使用寿命长。

其中，滑动件的角度和大小端直径可根据实际设计需求调整，以适应不同尺寸的孔径测量需求，游标尺与立尺的测量的变化值与实际孔径变化尺寸成比例关系，此比例系数与此角度有关。

游标尺和固定的长度根据需要确定；支撑件可适当加大直径及壁厚以降低装置的高度直径比，增加稳定性，只需保证导轨与滑动件的凹槽精确配合；滑动件锥体上部直径可小于支撑件圆筒内径。滑动件圆杆可设计为非圆柱形，相应的滑动件中空孔型也做变更，以保证圆杆在孔内不会转动偏移。滑动件上的立尺还可以作优化设计，保证刻度面的尺寸和平整，采用增加厚度，变更形状等方法优化设计，并可将立尺做成可拆式，在使用完后拆解，方便保存和防止保存时的误碰损坏。

立尺上标度可为如-5mm~0~5mm有正和负的区间的刻度，具体量程根据实际需要确定，游标尺的分度值根据需要可选用10分度、20分度为宜；滑动件的游标尺和套筒上的固定尺配合读数为测量结果，测量原理同游标卡尺；而此工具各部分之间保证高精度配合，摩擦较小，锁紧稳固，滑动时无晃动，强度足够；滑动尺和游标尺的刻度线需清晰，足够细但需保证良好可读性。

本实用新型的检验装置具有如下有益效果：

（1）使用本实用新型孔径尺寸测量仪，可以方便迅速检测直通孔孔径，读数方便，相对游标卡尺，操作方式更友好方便。

（2）本实用新型的测量仪可拆卸组装，方便保存、更换维护，可减小存储空间。

（3）本实用新型的测量仪因为结构形式的原因，自带尺寸放大功能，如当滑动件下锥面与锥斜面夹角100°时，孔径实际变化值a与游标尺与立尺上读取的测量值b的对应关系为b=a×tan80°=5.671a，所以精确度更高。

附图说明

图1是本实用新型孔径测量仪装置组装结构示意图及实际使用状态示意图；

图2是本实用新型孔径测量仪支撑固定圆筒结构示意图（略去内部三个导轨）；

图3是图2俯视图（含导轨）；

图4是本实用新型孔径测量仪滑动部结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本实用新型孔径测量仪滑动部上的圆杆锁定装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步介绍。

实施例1

如图1~6所示的孔径尺寸测量仪，包括支撑件1和滑动件2。

如图2~3所示，所述支撑件1为空心圆柱体，包括支撑件圆筒主体11、导轨12、立尺13和平台14。所述支撑件1内壁有3个轴向设置的导轨12，所述导轨12环向平均分布，导轨12高度与支撑件1高度一致。支撑件上端的部分面积采用平台封闭，平台上固定有立尺，立尺上有刻度。

如图4~5所示，滑动件2纵截面呈等腰梯形，包括滑动件主体锥台21、圆杆22、圆杆锁紧装置23、游标尺26。滑动件2紧贴支撑件1内壁，沿支撑件圆筒主体11轴向滑动；滑动件2相应位置设有凹槽24，滑动件2通过凹槽24沿导轨12滑动；所述滑动件2为中空设置，空心部分有圆杆22穿过，圆杆22上有轴向设置的凹槽，凹槽内设有游标尺26，游标尺26上有刻度，游标尺26在凹槽内上下滑动，通过锁紧螺钉25固定位置；游标尺26和立尺13刻度贴合，用于读数。

如图6所示，所述圆杆22通过圆杆锁紧装置23固定，所述圆杆锁紧装置23由螺钉231和楔块232组成，楔块232沿圆杆22径向设置，螺钉231沿圆杆22轴向设置在楔块232上升沿一端。旋紧或旋松螺钉231，调节圆杆22伸出长度。圆杆22和滑动件2间采用活动连接。

所述游标尺26下端可设置凸台，所述圆杆22顶部可设置圆帽。

所述立尺13和游标尺26可采用数显式读数。

本实施例中，测量仪整体部件使用硬度较高的不锈钢材料，强度高，耐磨性好，变形率小，抗氧化，以保证测量精度高和使用寿命长。

本实施例的孔径尺寸测量仪用于孔径偏差测量的步骤具体如下，以换热器管板检测直通孔偏差量为例：

步骤一：如图1所示，将支撑件1放置在已经用游标卡尺检测过的标准孔径的孔上，此时滑动件2上的锥台21一部分进入孔内部，且锥台21的一周和孔均接触。

步骤二：设置圆杆22长度：根据实际情况，以适当的力下压圆杆22，使锥台21与孔紧密；松动锁紧螺钉231调整圆杆22伸出长度到合适范围，拧紧锁紧螺钉231，确定圆杆22的伸出长度。

步骤三：设置0点：松动锁紧螺钉25，调整游标尺26，使其0位与立尺13上的0位对准，则0位设置完成。

步骤四：测量孔径偏差：将0位设置好的测量仪，直接放置在待测管板上，使锥台21落入孔内，用同样的力度压紧一次圆杆22，以消除可能的机加毛刺影响（如果管板机加质量优良，可取消此步骤），之后读出并记下此时的游标尺读数（带正/负）；通过公式b=a×tan80°=5.671a，a=b/5.761计算出a值，则a就是实际的孔径与标准孔径的偏差，而正/负号代表偏大/偏小，根据约定判断。

步骤五：继续检测：重复步骤四即可对余下管孔进行检测，为了增加效率，可以事先确认出管孔允许的上下偏差a1、a2，计算出对应游标尺读数b1、b2值，测量完成一个后即可判断是否合格，然后继续进行后续检测。

对于数显式测量仪，可略去第一、二、三步骤的找零环节，在校准后，直接测量孔径；也可以设置一个标准值后，后续测量直接显示孔径变化的正/负偏差值，正/负号表示孔径偏大/偏小。