CN104482826A - 一种通用弯管量规及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种通用弯管量规及其使用方法，包括垂直的定心转轴及转动连接于定心转轴上且结构对称的第一卡规和第二卡规；第一卡规包括卡槽部，卡槽部位于第一卡规的底部，卡槽部包括开口向下的倒U形卡槽，倒U形卡槽的U形弧度与待测弯管的弧度相配适，第一卡规与第二卡规的倒U形卡槽的轴线位于同一水平面且均与定心转轴的中心线相垂直，两条轴线相交于定心转轴的底部中心点处；定心转轴的中心与第一卡规和第二卡规端面的距离均大于弯管的弯折半径；定心转轴的两端设有轴用挡圈。本发明在测量时，将第一卡规和第二卡规的卡槽部沿钢管弯折点两侧的直管段固定，根据定心转轴中心到两卡规端面的固定距离即可快速准确测量弯管尺寸，它还可测量弯折点的空间坐标。

Description

一种通用弯管量规及其使用方法

技术领域

本发明涉及弯管测量工具及使用方法，尤其是一种通用弯管量规及其使用方法。

背景技术

钢管常在工程车辆、钻井平台等液压设备中用于结构构建和流体输送，通常由于设备的实际要求弯折成各种角度，大部分钢管要经过2个或2个以上的弯折形成空间结构。钢管在设计中经常使用钢管轴线的交点作为尺寸标注的基点，而该交点在钢管实物上是不存在的，那么在钢管加工和检验过程中如何找到轴线的交点就成为测量检验钢管前提条件。

目前在市场上还没有一种可用的通用量规可以找到钢管轴线的交点，现有技术多采用专用测量工装进行测量。每个钢管均配套专用的测量工装，既浪费金钱又浪费时间，直接增加了产品的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、可方便测量弯管轴线交点间的距离，轴线间的角度或交点的空间坐标的通用弯管测量量规及其使用方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种通用弯管量规，包括垂直的定心转轴及转动连接于定心转轴上且结构对称的第一卡规和第二卡规；所述第一卡规包括卡槽部，卡槽部位于第一卡规的底部，所述卡槽部包括开口向下的倒U形卡槽，倒U形卡槽的U形弧度与待测弯管的弧度相配适，第一卡规与第二卡规的倒U形卡槽的轴线位于同一水平面并均与定心转轴的中心线相垂直，两条轴线相交于定心转轴的底部中心点处；定心转轴的中心与第一卡规和第二卡规端面的距离均大于弯管的弯折半径；定心转轴的两端设有轴用挡圈。

所述倒U形卡槽间隔设置于第一卡规和第二卡规的底部。

第一卡规和第二卡规的底部分别设有两个倒U形卡槽。

所述定心转轴上、下两端的中心处设有定心针。

所述倒U形卡槽上设有磁石。

所述第一卡规和第二卡规上设有握持部。

一种通用弯管量规的使用方法，选择待测管径与卡槽部相配适且弯管的弯折半径小于定心转轴的中心与第一卡规和第二卡规端面的距离的通用弯管量规；当测量弯管的轴线交点间距时，在待测间距两端的弯管轴线交点处分别安置通用弯管量规，将第一卡规和第二卡规的倒U形卡槽紧密贴合到所述弯管轴线交点两侧的直管段上，并使得第一卡规和第二卡规的倒U形卡槽的轴线与所在直管段的轴线重合；使用游标卡尺测量两个相邻通用弯管量规的间距，通过相邻通用弯管量规的间距和每个弯管量规的定心转轴的中心与其第一卡规或第二卡规端面的距离累加可得待测弯管每个直管段的长度，通过角度尺测量每个通用弯管量规的第一卡规和第二卡规间的夹角即为可得到相邻两段弯管间的夹角；当测量弯管的轴线交点的空间坐标时，在弯管的预设原点处安置一个量规作为基准量规，基准量规的安装保证将定心转轴置于预设原点处并将第二卡规固定在预设原点所在的直管段，并使第一卡规转至与之垂直的状态，分别以基准量规的第一卡规所在平面、第二卡规所在平面和基准量规的底面作为X轴所在面、Y轴所在面和Z轴所在面；将第二个量规安置在待测弯管轴线交点坐标的弯折点处，通过测量弯折点处的量规定心转轴中心在两种状态下相对于基准量规X轴所在面、Y轴所在面和Z轴所在面的距离，得到弯折点处的空间坐标；所述两种状态包括第一状态和第二状态，所述第一状态是将第二个量规与基准量规安置与弯管的同侧、所述第二状态是在第一状态的基础上将第二个量规翻转180度，将两种状态下得到的两组测量数据取均值再做适度的修正即可确定弯折点处的空间坐标。

本发明的有益效果在于：本发明结构简单、通过转动连接于定心转轴的第一卡规和第二卡规可绕定心转轴转动的结构特点，在测量时，将第一卡规和第二卡规沿弯折点两侧的弯管直管段同轴固定，此时，管体弯折角度的顶点必然与定心转轴中心点重合，根据定心转轴中心与两个卡规端面的固定距离即可快速准确的测量弯管尺寸，配合使用简单的工具，甚至可以实现确定弯管交点空间坐标的目的，而不必为每根弯管设计加工专用测量工装，具有快速方便、节约成本等优点。本发明也可以用于弯折圆钢的测量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是本发明实施例用于测量弯管长度、角度时状态示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明测量弯管轴线交点坐标R（X、Z）时的第一状态示意图。

图6是本发明测量弯管轴线交点坐标R（X、Y）时的第一状态俯视图。

图7是本发明测量弯管轴线交点坐标R（X、Z）时的第二状态示意图。

图8是本发明测量弯管轴线交点坐标R（X、Y）时的第二状态仰视图。

图中：1-第一卡规、2-定心转轴、3-定心针、4-轴用挡圈，5-第二卡规,6-握持部，7-倒U形卡槽。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明进行说明：

图1是本发明一种通用弯管量规的结构示意图。一种通用弯管量规，包括垂直设置的定心转轴2及转动连接于定心转轴2上且结构对称的第一卡规1和第二卡规5；使第一卡规1和第二卡规5可以绕定心转轴2自由转动。第一卡规1包括握持部6及卡槽部，卡槽部位于第一卡规1的底部，由于第一卡规1和第二卡规5结构对称，因此，第二卡规5的底部在与第一卡规1相对称的位置上设有卡槽部。该卡槽部包括开口向下的倒U形卡槽7（如图2所示），其中，倒U形卡槽的U形封闭端的弧度（即U形弧度）与待测弯管的弧度相配适，倒U形卡槽的轴线作为由U形弧度所确立的圆点连线，使的倒U形卡槽的轴线与待测弯管的轴线交点（即弯折点）两侧的直管段同轴，从而使本发明的卡槽部贴合于待测弯管上。具体地，倒U形卡槽7间隔设置于第一卡规1和第二卡规5的底部。优选在第一卡规1和第二卡规5的底部设置两个上述的倒U形卡槽7。第一卡规1与第二卡规5卡槽部的倒U形卡槽7的轴线位于同一水平面上，第一卡规1与第二卡规5的倒U形卡槽7的轴线均与定心转轴2的中心线相垂直，且两条轴线于定心转轴2的底部中心点处相交；为了使卡槽7完全贴合在被测弯管直线段上，定心转轴2的中心与第一卡规1和第二卡规5端面的距离均大于弯管的弯折半径；定心转轴2的两端通过轴用挡圈4固定。

可根据具体的测量需要在定心转轴2上、下两端的中心处设有定心针3。

为了在测量时更好的保持第一卡规1和第二卡规5与磁性管体贴合状态并固定，倒U形卡槽7上可设有磁石。

在使用本发明时，选择待测管径与倒U形卡槽7相配适且弯折半径小于定心转轴2的中心与第一卡规1和第二卡规5端面的距离的通用弯管量规进行测量。测量时，如图3、图4所示在待测间距两端的轴线交点（即弯折点）处分别安置通用弯管量规，现欲测量钢管尺寸a、b、k尺寸以及a段与b段之间的角度、b段与k段之间的角度。将本发明量规将第一卡规1和第二卡规5的倒U形卡槽7紧密贴合到弯管的轴线交点两侧的钢管直管段上（当测量具有磁性的碳钢管时，设置于倒U形卡槽7上的磁石会使第一卡规1与第二卡规5与钢管自然吸合；当测量没有磁性的不锈钢管时，可使用捆扎带将第一卡规1与第二卡规5固定在弯管直管段上），使得第一卡规1的倒U形卡槽7的轴线与钢管的a段轴线重合，第二卡规5的倒U形卡槽7的轴线与b段同轴。这样定心转轴2的中心就会于弯管的轴线交点（即弯折点）上重合。同样方法固定另外两个量规。使用游标卡尺测量尺寸h、j、m，即可通过公式a=h+E*2，b=j+E*2，k=m+E计算得出a、b、k值，其中，E是定心转轴2的中心与第一卡规1和第二卡规5端面的距离。使用角度尺测量每个量规的第一卡规1和第二卡规5间的夹角即为相邻两段钢管间的夹角。

对于有些弯管设计时标注的是轴线交点的坐标。现参照图5-8中所示，以弯管轴线交点坐标R点的空间坐标的测量为例说明本发明所述量规的使用方法。

首先，如图5所示布置两个本发明所述的量规（即弯折点处量规处于第一状态下），图5的预设原点设置在弯管端部，即在弯管端部的平直端安置一个量规作为基准量规，基准量规的安装保证将定心转轴置于预设原点处并将第二卡规5固定在弯管端部的直管段，第一卡规1转至与之垂直的状态，该基准量规定心转轴的位置相当于坐标原点，即分别以基准量规的第一卡规1所在平面、第二卡规5所在平面和基准量规的底面作为X轴所在面、Y轴所在面和Z轴所在面；将第二个量规安置在待测弯管轴线交点坐标的弯折点处，如图5所示，将第二个量规安置在弯折点R处，通过测量弯折点R处的量规相对于基准量规X轴所在面、Y轴所在面和Z轴所在面的垂直距离，得到弯折点R处的空间坐标。对于弯折半径较小的钢管，下部的定心针3因与弯管处干涉而无法安装，只能测量上部的定心针3尖部坐标，为了使定心转轴2的长度不作为空间坐标的测量参数，优选将弯折点R处的量规在两种状态下测量，第一状态为第二量规与基准量规安置于弯管的同侧，第二状态为在第一状态的基础上将第二量规翻转180度。此时将得到两组测量数据，将两次测量的数据取均值再做适度的修正即可得到弯折点处的空间坐标。

具体如下：如图5所示，此时将基准量规的底面作为图5中的Z面（即坐标系中Z轴所在的平面），测量弯折点R处的量规的定心针3的针尖与Z面的距离u1，再以基准量规的第一卡规1所在的平面作为图5中的X面（即坐标系中X轴所在平面），测量弯折点R处的量规的定心针3的针尖与X面的距离s1。由图5中，根据空间坐标的原理，根据待测点分别相对于X,Y,Z三个坐标轴所在面的距离，可得出，弯折点Q点的坐标为（a,0,0），其中，a为基准量规所在点到第一弯折点的长度。

然后以基准量规的第二卡规5所在面作为Y面（如图6所示），测得弯折点R处的量规的定心针3针尖与Y面的距离t1。

然后将弯折点R处的量规翻转至如图7所示的位置（即弯折点量规处于第二状态下），先测量弯折点R处的量规的定心针3针尖与基准量规的Z面的距离u2，再测量弯折点R处量规的上端的定心针3针尖与基准量规的X面的距离s2，然后（如图8所示），测量弯折点R处量规上端的定心针3针尖与基准量规Y面的距离t2。

最后，将两种状态下得到的两组测量数据取均值再做适度的修正即可确定弯折点处的空间坐标，即通过公式u=（u1+u2）/2-n求得R点的Z坐标，其中，修正参数n为基准量规的Z面与钢管之间的距离；通过公式s=（s1+s2）/2-v求得R点的X坐标；通过公式t=（t1+t2）/2-v求得R点的Y坐标，其中修正参数v为基准量规的定心针3与第一卡规1和第二卡规5外表面的距离。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种通用弯管量规，其特征在于，包括垂直的定心转轴及转动连接于定心转轴上且结构对称的第一卡规和第二卡规；所述第一卡规包括卡槽部，卡槽部位于第一卡规的底部，所述卡槽部包括开口向下的倒U形卡槽，倒U形卡槽的U形弧度与待测弯管的弧度相配适，第一卡规与第二卡规的倒U形卡槽的轴线位于同一水平面并均与定心转轴的中心线相垂直，两条轴线相交于定心转轴的底部中心点处；定心转轴的中心与第一卡规和第二卡规端面的距离均大于弯管的弯折半径；定心转轴的两端设有轴用挡圈。

2.根据权利要求1所述的一种通用弯管量规，其特征在于，所述倒U形卡槽间隔设置于第一卡规和第二卡规的底部。

3.根据权利要求1所述的一种通用弯管量规，其特征在于，第一卡规和第二卡规的底部分别设有两个倒U形卡槽。

4.根据权利要求1所述的一种通用弯管量规，其特征在于，所述定心转轴上、下两端的中心处设有定心针。

5.根据权利要求1所述的一种通用弯管量规，其特征在于，所述倒U形卡槽上设有磁石。

6.根据权利要求1所述的一种通用弯管量规，其特征在于，所述第一卡规和第二卡规上设有握持部。

7.根据权利要求1所述的一种通用弯管量规的使用方法，其特征在于，选择待测管径与卡槽部相配适且弯管的弯折半径小于定心转轴的中心与第一卡规和第二卡规端面的距离的通用弯管量规；当测量弯管的轴线交点间距时，在待测间距两端的弯管轴线交点处分别安置通用弯管量规，将第一卡规和第二卡规的倒U形卡槽紧密贴合到所述弯管轴线交点两侧的直管段上，并使得第一卡规和第二卡规的倒U形卡槽的轴线与所在直管段的轴线重合；使用游标卡尺测量两个相邻通用弯管量规的间距，通过相邻通用弯管量规的间距和每个弯管量规的定心转轴的中心与其第一卡规或第二卡规端面的距离累加可得待测弯管每个直管段的长度，通过角度尺测量每个通用弯管量规的第一卡规和第二卡规间的夹角即为可得到相邻两段弯管间的夹角；当测量弯管的轴线交点的空间坐标时，在弯管的预设原点处安置一个量规作为基准量规，基准量规的安装保证将定心转轴置于预设原点处并将第二卡规固定在预设原点所在的直管段，并使第一卡规转至与之垂直的状态，分别以基准量规的第一卡规所在平面、第二卡规所在平面和基准量规的底面作为X轴所在面、Y轴所在面和Z轴所在面；将第二个量规安置在待测弯管轴线交点坐标的弯折点处，通过测量弯折点处的量规定心转轴中心在两种状态下相对于基准量规X轴所在面、Y轴所在面和Z轴所在面的距离，得到弯折点处的空间坐标；所述两种状态包括第一状态和第二状态，所述第一状态是将第二个量规与基准量规安置于弯管的同侧、所述第二状态是在第一状态的基础上将第二个量规翻转180度，将两种状态下得到的两组测量数据取均值再做适度的修正即可确定弯折点处的空间坐标。