一种在线测量钢管长度的装置的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种在线测量钢管长度的装置。

背景技术：

在无缝钢管的生产及加工过程中，需要对钢管的长度进行测量，通常的测量装置有两种，一种是对静止的钢管进行测量，这类测长设备通常体积相对比较庞大，需要相对较大的占地面积；另一种是对运动的钢管进行测量，这类测长设备通常设计相对比较复杂，需要相对较高的设备投资。本领域急需一种制造成本低、占地面积小，同时精度又高的测长装置。

技术实现要素：

针对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在线测量钢管长度的装置，其特征在于，包括：第一运输辊架(a)、测量辊架(b)和第二运输辊架(c)；所述第一运输辊架(a)、测量辊架(b)和第二运输辊架(c)呈纵向排列，所述测量辊架(b)设置在所述第一运输辊架(a)和第二运输辊架(c)之间；

其中所述测量辊架(b)包括第一轴承座(3)、第一轧辊(4)、电源(14)和电子表(13)；其中所述第一轧辊(4)设置在所述第一轴承座(3)之上，包括辊颈401、辊环402和辊轴403，所述辊环402为两个，分别设置在所述辊轴403的两端，所述两个辊环402不直接接触，并分别通过所述辊颈401设置在所述第一轴承座(3)之上；所述电子表(13)、辊颈401、辊环402、第一轴承座(3)均与所述电源(14)电连接；

所述第一运输辊架(a)和第二运输辊架(c)均包括第二轴承座(9)和设置于所述第二轴承座(9)之上的第二轧辊(10)；

其中所述第一轧辊(4)和两个第二轧辊(10)的轴线对中。

上述测量辊架(b)还包括：

第一滚动轴承(5)，其设置在所述第一轴承座(3)之上，所述辊颈401通过所述第一滚动轴承(5)设置在所述第一轴承座(3)之上；和

第一底板(2)，其为两块，分别设置在两个所述第一轴承座(3)的下方，与所述第一轴承座(3)固定连接；

其中所述第一滚动轴承(5)和第一底板(2)均与所述电源(14)电连接。

上述两块第一底板(2)均设置有第一通孔(201)，所述第一轴承座(3)设置有与所述第一通孔(201)相对应的通孔，所述第一底板(2)与所述第一轴承座(3)通过第一螺杆(12)和第一螺母(11)固定连接，其中所述第一螺母(11)位于所述第一轴承座(3)之上；和

所述第一底板(2)还设置有第二凹形槽(202)，两块第一底板(2)的第二凹形槽(202)相对设置。

上述测量辊架(b)还包括：

垫板(1)，其设置在所述第一底板(2)的下方，包括与所述第一通孔(201)相对中的第一凹形槽(101)，所述第一螺杆(12)的端部设置在所述第一凹形槽(101)之内；

电源盒(7)，其设置在所述两块第一底板(2)的第二凹形槽(202)之内，用于放置所述电源(14)和电子表(13)；和

接触块(15)，其设置在所述电源盒(7)的两端，并与所述电源(14)电连接，分别与所述两块第一底板(2)接触。

上述第一运输辊架(a)和第二运输辊架(c)结构相同，还包括：

第二滚动轴承(51)，其设置在所述第二轴承座(9)之上，所述第二轧辊(10)通过所述第二滚动轴承(51)设置在所述第二轴承座(9)之上；和

第二底板(8)，其设置在所述第二轴承座(9)的下方，与所述第二轴承座(9)固定连接。

上述第二底板(8)设置有第二通孔(801)，所述第二轴承座(9)设置有与所述第二通孔(801)相对中的通孔，所述第二底板(8)与所述第二轴承座(9)通过第二螺杆(121)和第二螺母(111)固定连接。

基于以上技术方案提供的在线测量钢管长度的装置采用滚动测长的方式，通过精确测量匀速移动的钢管通过测量辊架所消耗的时间，就能够精确计算出钢管的长度，与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型的装置采用垫板、底板、轴承座、轧辊、电池盒、电子表、接触块、滚动轴承、螺杆和螺母等组合而成，材料普通易得，且加工方便，因此，本装置的制造成本相对较低；

2)本实用新型装置中第一轧辊和第二轧辊的转速都设置为某一固定的数值，以保证钢管能够进行匀速直线运动，进而保证钢管与轧辊的工作半径的线速度相等，因此，本装置的测量精度相对较高；

3)本装置采用对称结构设计，采用标准样管可以计算出测量辊架b的工作半径，只要在线测量出钢管经过测量辊架b所用的时间这一个参数，就能计算出钢管的长度，因此，本装置使用相对安全；

通过本实用新型装置，实现了对钢管长度进行在线测量的目的，具有制造成本低、测量精度高和使用安全的特点。

附图说明

图1为本实用新型装置在实测过程中的主视结构示意图；

图2为本实用新型装置在实测过程中的俯视结构示意图；

图3为本实用新型装置的测量辊架的主视结构示意图；

图4为本实用新型装置的测量辊架之上放置有钢管的左视结构示意图；

图5为本实用新型装置的测量辊架的俯视结构示意图；

图6为本实用新型装置的第一轧辊的剖视结构示意图；

图7为第一底板、电子表、接触块、电池和电池盒的俯视结构示意图；

图8为本实用新型装置的垫板的俯视结构示意图；

图9为本实用新型装置的运输辊架的主视结构示意图；

图10为本实用新型装置的运输辊架之上放置有钢管的左视结构示意图；

图11为本实用新型装置的运输辊架的俯视结构示意图；

图12为本实用新型装置的第二底板的俯视结构示意图；

图13为钢管接触测量辊架b时的结构示意图；

图14为钢管离开测量辊架b时的结构示意图；

图15为本实用新型装置的电路布置结构示意图；

附图标记说明：1-垫板；101-第一凹形槽；2-第一底板；201-第一通孔；202-第二凹形槽；3-第一轴承座；4-第一轧辊；401-辊颈；402-辊环；403-辊轴；5-第一滚动轴承；51-第二滚动轴承；6-钢管；7-电池盒；8-第二底板；801-第二通孔；9-第二轴承座；10-第二轧辊；11-第一螺母；111-第二螺母；12-第一螺杆；121-第二螺杆；13-电子表；14-电池；15-接触块；a-第一运输辊架；b-测量辊架；c-第二运输辊架。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

如图1所示，为本实用新型提供的在线测量钢管长度的装置在实测过程中的主视结构示意图；如图2所示，为本实用新型装置在实测过程中的俯视结构示意图，本实用新型提供的在线测量钢管长度的装置包括第一运输辊架a、测量辊架b和第二运输辊架c；第一运输辊架a、测量辊架b和第二运输辊架c呈纵向排列，并且测量辊架b设置在第一运输辊架a和第二运输辊架c之间，钢管6先后在第一运输辊架a、测量辊架b和第二运输辊架c之上进行匀速直线运动，可以精确测量钢管6的长度。

图3示出了本实用新型装置的测量辊架b的主视结构，图4示出了本实用新型装置的测量辊架b上放置有钢管的左视结构，图5示出了本实用新型装置的测量辊架b的俯视结构，本实用新型装置的测量辊架b包括第一轴承座3、第一轧辊4(以下详细描述)、第一滚动轴承5、第一底板2、垫板1、电源14、电子表13、接触块15和电池盒7(以下详细描述)，其中第一轴承座3用金属材料制作，为凸字形的对称结构，第一轴承座3设有一个轴线沿水平方向布置的圆柱体状的孔坑，用于安装第一滚动轴承5，第一轧辊4通过第一滚动轴承5设置在第一轴承座3之上，图6示出了第一轧辊4的剖视结构，其为对称结构，由两个辊颈401、两个辊环402和一根辊轴403分体组成；所述辊颈401用金属材料制作，由同轴相连的两个圆柱体组成，直径较小的圆柱体用于安装第一滚动轴承5，直径较大的圆柱体用于安装辊环402；辊环402用金属材料制作，为圆台状的对称结构，沿辊环402的轴线位置设有同轴相连的两个圆柱体状的通孔；辊轴403用绝缘材料制作，由同轴相连的三个圆柱体组成，两端的两个圆柱体大小完全相同，用于安装所述辊环402；中间的圆柱体的直径大于两端的圆柱体的直径，用于隔离两个所述辊环402；所述两个辊环402和一根辊轴403组成的孔型形状为半圆形，钢管6可以在所述孔型之内做匀速直线运动。

图7示出了第一底板2、电子表13、接触块15、电池14和电池盒7的俯视结构，其中第一底板2用金属材料制作，为长方体状的对称结构；第一底板2的上表面垂直设有两个轴线沿竖直方向布置的圆柱体状的第一通孔201，第一轴承座3的两侧分别设有一个与第一通孔201相匹配的圆柱体状的通孔，用于安装第一螺杆12和拧接第一螺母11，将第一底板2和第一轴承座3固定连接，其中第一螺母11位于第一轴承座3之上。第一底板2的上表面还对称设有一个长方体状的第二凹形槽202，用于安装电池盒7和接触块15，电池盒7用绝缘材料制作，为长方体盒状的对称结构；电池盒7之内放置有电子表13和电池14，电池盒7的左右两端对称设有一个长方体状的凹形槽，用于安装接触块15，接触块15用金属材料制作，为长方体状的对称结构，用于将第一底板2与电池14或电子表13进行连接，其中电子表13、电池14、第一滚动轴承5、第一螺杆12和第一螺母11均为标准件。

图8示出了本实用新型装置的垫板1的俯视结构，其用绝缘材料制作，为长方体状的对称结构，垫板1的上表面垂直设有四个轴线沿竖直方向布置的圆柱体状的第一凹形槽101，用于掩放位于第一底板2之下的第一螺杆12的端部。

第一运输辊架a和第二运输辊架c的结构完全相同，图9示出了本实用新型装置的运输辊架的主视结构，图10示出了本实用新型装置的运输辊架之上放置有钢管的左视结构，图11示出了本实用新型装置的运输辊架的俯视结构，其中第一运输辊架a和第二运输辊架c均包括第二轴承座9和设置于第二轴承座9的第二轧辊10、第二滚动轴承51和第二底板8；其中第一轧辊4和两个第二轧辊10的轴线对中。第二轴承座9用金属材料制作，为凸字形的对称结构；第二轴承座9设有一个轴线沿水平方向布置的圆柱体状的孔坑，用于安装第二滚动轴承51；第二轧辊10用金属材料制作，为对称结构；第二轧辊10由两端的辊颈和中间的辊身一体组成，所述辊颈用于安装所述第二滚动轴承51，所述辊身的孔型形状为半圆形；第二轧辊10的工作半径等于第一轧辊4的工作半径，以保证钢管6可以在孔型之内做匀速直线运动。图12示出了第二底板8的俯视结构，第二底板8用金属材料制作，为长方体状的对称结构；第二底板8的上表面垂直设有四个轴线沿竖直方向布置的圆柱体状的第二通孔801，第二轴承座9的两侧分别设有一个与第二通孔801相匹配的圆柱体状的通孔，用于安装第二螺杆121和拧接第二螺母111，将第二底板8和第二轴承座9固定连接。组装后的第二轴承座9的孔坑与组装后的第一轴承座3的孔坑位于相同的高度，以保证钢管6的轴线能够保持水平。

本实用新型提供的在线测量钢管长度的装置的组装过程为：首先将第一轧辊4进行组装：如图6所示，首先在辊轴403的两端分别安装一个辊环402，然后在两个辊环402的圆柱体状的通孔之内各安装一个辊颈401。

然后将第一轴承座3、第一滚动轴承5与第一轧辊4进行组装：如图3至图5所示，首先在每个第一轴承座3的圆柱体状的孔坑之内各安装一个第一滚动轴承5，然后将组装好的第一轧辊4两端的辊颈401分别安装在相对布置的一组第一滚动轴承5之内。

然后将第二轴承座9、第二滚动轴承51与第二轧辊10进行组装：如图9至图11所示，首先在每个第二轴承座9的圆柱体状的孔坑之内各安装一个第二滚动轴承51，然后将每个第二轧辊10两端的辊颈分别安装在相对布置的一组第二滚动轴承51之内。

然后将电池盒7、电子表13和电池14进行组装：如图7所示，首先将电池盒7平稳放置在地面上，然后将电子表13和电池14分别安装在所述电池盒7之内。

然后将第一底板2、第一轴承座3和电池盒7进行组装：如图3至图5以及图7所示，首先将两块第一底板2平稳放置在地面上，并保证两块第一底板2的长方体状的第二凹形槽202相对布置，然后将电池盒7平稳放置在两块第一底板2的第二凹形槽202之内，然后将两块接触块15分别安装在电池盒7两端的凹形槽之内，然后将一组第一轴承座3平稳放置在两块第一底板2之上，并保证第一轴承座3的四个圆柱体状的通孔与两块第一底板2的四个第一通孔201一一对中，然后在每个对中的通孔之内各安装一根第一螺杆12，然后在每根第一螺杆12的另一端各拧接一个第一螺母11。

然后将第二底板8和第二轴承座9进行组装：如图9至图11所示，首先将第二底板8平稳放置在地面上，然后将一组第二轴承座9平稳放置在第二底板8之上，并保证第二轴承座9的四个圆柱体状的通孔与第二底板8的四个第二通孔801一一对中，然后在每个对中的通孔之内各安装一根第二螺杆121，然后在每根第二螺杆121的另一端各拧接一个第二螺母111。

最后组装测量辊架b：如图1和图3所示，首先将垫板1平稳放置在地面上，然后将两块第一底板2平稳放置在垫板1之上，并保证两块第一底板2的四个第一通孔201与垫板1的四个第一凹形槽101一一对中，这样一来，安装于两块第一底板2的四根第一螺杆12的端部均会没入垫板1的四个第一凹形槽101之内。

这样一来，整套装置组装完成，可以投入使用。

本实用新型提供的在线测量钢管长度的装置的工作原理为：如图13和图14所示，首先将第一轧辊4与第二轧辊10的转速都设置为同一固定的数值，以保证钢管6能够进行匀速直线运动，并保证钢管6与第一轧辊4之间不会产生相对滑动，这样一来，能够保证钢管6与第一轧辊4的工作半径的线速度相等。

假设第一轧辊4和第二轧辊10的转速都为n，单位为转/分钟；假设第一轧辊4的工作半径为r，单位为米；假设钢管6的线速度为v，单位为米/秒；则有如下等式，v＝2×π×n×r/60。

假设钢管6的长度为m，单位为米；钢管6经过测量辊架b所需要的时间为t，单位为秒；则有如下等式：m＝v×t＝2×π×n×r×t/60；其中，π值为常熟，r值可以通过测量标准管样计算获得；这样一来，能够计算出钢管6的长度。

电路布置：如图15所示，在电路图中，电池14作为电源，电子表13作为用电器，钢管6作为离合开关，其余第一底板2、第一轴承座3、第一轧辊4和接触块15均作为连接导线。

当钢管6接触第一轧辊4时，辊颈401和辊环402能够通过钢管6将所述电路接通；当钢管6离开第一轧辊4时，辊颈401和辊环402能够通过辊轴403将所述电路切断。

使用过程：如图1和图2所示，首先将测量辊架b放置在水平的地面上，然后将第一运输辊架a和第二运输辊架c分别放置在测量辊架b的两侧，第一运输辊架a、测量辊架b和第二运输辊架c呈纵向排列，以保证第一轧辊4和第二轧辊10的轴线对中，然后测量钢管6经过测量辊架b所用的时间t，精确到0.01秒。

然后选择一根与钢管6的外径相同的标准样管，然后采用其他的方式精确测量出标准样管的长度为m0，然后测量标准样管经过测量辊架b所需要的时间t0，然后代入如下等式：m0＝2×π×n×r×t0/60，可以计算出第一轧辊4的工作半径r。

最后将计算出的第一轧辊4的工作半径r和测量出的钢管6经过测量辊架b所需要的时间t代入如下等式：m＝2×π×n×r×t/60，这样一来，就能够计算出钢管6的长度。

通过以上实施例可以看出，本实用新型提供的在线测量钢管长度的装置具有制造成本低、测量精度高和使用安全的特点。

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。