CN113028951A - 齿条的检测样板、检测方法及测评方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿条的检测样板、检测方法及测评方法。齿条的检测样板包括本体和设于本体上的第一凸部和第二凸部；第一凸部包括第一端壁、第一侧壁和第二侧壁；第一侧壁和第二侧壁之间的夹角为齿面压力角的正公差极限值；第二凸部包括第二端壁、第三侧壁和第四侧壁；第三侧壁和第四侧壁之间的夹角为齿面压力角的负公差极限值。本发明利用正公差极限值与负公差极限值配合，通过观察检测样板插入齿条中的状态，可直观地检测和判断该齿面压力角的修磨状态是否满足正负公差要求，并确定该齿条的齿间距是否在公差范围内。其可代替象限仪，无需其他测量工具辅助，快速检测、判定齿面压力角的状态，减少测量过程中的人力工时，降低人力成本。

Description

齿条的检测样板、检测方法及测评方法

技术领域

本发明涉及自升式海上平台技术领域，特别涉及一种齿条的检测样板、检测方法及测评方法。

背景技术

自升式平台与半潜式平台是海洋工程装备当中的两大类型平台，而自升式平台因为维护成本低，因此是近海海洋工程作业当中的主力平台。

应用主弦管桁架式设计的自升式平台，通过马达齿轮、齿条传动，起升速度快、稳定可靠，可实现平台快速升降，快速插桩、拔桩作业，因此平台经济性好。桩腿是自升式平台中的关键部件，桩腿主要包括中部的齿条以及齿条两侧的半圆形弦管。

在相关技术中，齿条是作为主弦管桁架式桩腿中的主要部件，齿条精度影响平台升降的安全和稳定，因此在齿条建造过程中需要花费大量的工时来测量齿条各项精度。对于齿条压力角在齿条火焰切割后的齿面修磨过程中，需要不断监控，通过象限仪测量齿面压力角，并采用其他测量工具辅助，其操作复杂，效率低，需要耗费大量的人力。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种齿条的检测样板，以简化齿条的检测样板的结构，提高齿条的齿面压力角的检测效率。

本发明的另一个目的在于提供一种齿条的检测方法，以简化齿条的检测操作，提高齿条的齿面压力角的检测效率。

本发明的又一个目的在于提供一种齿条的测评方法，以简化齿条的测评步骤，提高齿条的齿面压力角的检测效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种齿条的检测样板，该检测样板包括：本体；第一凸部，形成于所述本体的一端部；所述第一凸部包括第一端壁和分设于第一端壁两侧的第一侧壁和第二侧壁；所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的夹角为待测齿条的齿面压力角的正公差极限值；及第二凸部，形成于所述本体的另一端部；所述第二凸部包括第二端壁和分设于第二端壁两侧的第三侧壁和第四侧壁；所述第三侧壁和所述第四侧壁之间的夹角为待测齿条的齿面压力角的负公差极限值；其中，所述正公差极限值为待测齿条的齿面压力角的标准值与齿面压力角的公差极限值的和值；所述负公差极限值为待测齿条的齿面压力角的标准值与齿面压力角的公差极限值的差值。

根据本申请一些实施例，所述第一凸部和所述第二凸部分别位于所述本体的两个相对端部。

根据本申请一些实施例，所述第一侧壁和所述第二侧壁对称地设于所述第一端壁的两侧，所述第三侧壁和所述第四侧壁对称地设于所述第二端壁的两侧。

根据本申请一些实施例，所述第一凸部和所述第二凸部的中心线位于同一直线上，所述本体上于所述第一凸部和所述第二凸部的中心线位置分别设有中心线标记，所述中心线标记分别延伸至所述第一端壁和所述第二端壁处。

根据本申请一些实施例，所述第一端壁与所述第一侧壁之间以及所述第一端壁与所述第二侧壁之间为圆弧过渡；所述第二端壁与所述第三侧壁之间以及所述第二端壁与所述第四侧壁之间为圆弧过渡。

根据本申请一些实施例，所述本体上设有减重孔。

根据本申请一些实施例，所述本体上设有端部标记。

根据本申请一些实施例，所述本体上设有样板标记。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种齿条的检测方法，该检测方法采用上述的齿条的检测样板，该检测方法包括以下步骤：将所述检测样板的第一凸部插入待测齿条的某一齿内，检测第一端壁与所述齿的齿底之间是否存在间隙；将所述检测样板的第二凸部插入待测齿条的同一齿内，检测第二端壁与所述齿的齿底之间是否贴合。

根据本发明的又一个方面，本发明还提供一种齿条的测评方法，该测评方法采用上述的齿条的检测方法，该测评方法包括以下步骤：若检测到第一端壁与所述齿的齿底之间存在间隙，同时检测到第二端壁与所述齿的齿底贴合，则判定该齿的齿形合格；若检测到第一端壁与所述齿的齿底贴合，或检测到第二端壁与所述齿的齿底之间存在间隙，则判定该齿的齿形不合格。

由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：

本发明实施例的齿条的检测样板中，利用第一凸部上第一侧壁和第二侧壁之间的夹角为齿面压力角的正公差极限值，利用第二凸部上第三侧壁和第四侧壁之间的夹角为齿面压力角的负公差极限值，正公差极限值与负公差极限值两者配合，通过观察检测样板插入齿条中的状态，可以很直观地检测和判断该齿条的齿面压力角的修磨状态是否满足正负公差要求，并确定该齿条的齿间距是否在公差范围内。其可代替象限仪，无需其他测量工具辅助，即可快速检测、判定齿面压力角的状态，进而减少测量过程中的人力工时，降低人力成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的齿条的检测样板的结构示意图。

图2是图1中齿条的检测样板使用时的示意图。

图3是图1中齿条的检测样板插入齿条中的一状态示意图。

图4是图1中齿条的检测样板插入齿条中的另一状态示意图。

图5是本发明另一实施例的齿条的检测样板的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、本体；11、第一端部标记；12、第二端部标记；131、第一中心线标记；132、第二中心线标记；14、样板标记；15、减重孔；2、第一凸部；21、第一端壁；22、第一侧壁；23、第二侧壁；3、第二凸部；31、第二端壁；32、第三侧壁；33、第四侧壁。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

自升式平台与半潜式平台是海洋工程装备当中的两大类型平台，而自升式平台因为维护成本低，因此是近海海洋工程作业当中的主力平台。

应用主弦管桁架式设计的自升式平台，通过马达齿轮、齿条传动，起升速度快、稳定可靠，可实现平台快速升降，快速插桩、拔桩作业，因此平台经济性好。桩腿是自升式平台中的关键部件，桩腿主要包括中部的齿条以及齿条两侧的半圆形弦管。

在相关技术中，齿条是作为主弦管桁架式桩腿中的主要部件，齿条精度影响平台升降的安全和稳定，因此在齿条建造过程中需要花费大量的工时来测量齿条各项精度。对于齿条压力角在齿条火焰切割后的齿面修磨过程中，需要不断监控，通过象限仪测量齿面压力角，并采用其他测量工具辅助，其操作复杂，效率低，需要耗费大量的人力。

请参阅图1和图2所示，本发明实施例提供的齿条的检测样板主要用于自升式海上平台中桩腿制造中齿条的修磨和检验，同时可推广应用至其他同类齿条产品的检验中。

请参阅图1，齿条的检测样板主要包括本体1。本体1呈板状结构，并具有一定地厚度。本体1可采用4～6mm的钢板、不锈钢、铝合金或其他较为耐磨的薄板制作而成，并通过线切割或其他高精度成型方式进行加工。板状结构的本体1整体质量较轻，故可减轻检测工具的重量，方便携带。

本体1上设有凸出延伸的第一凸部2和第二凸部3。第一凸部2凸设形成于本体1的底端，第二凸部3凸设形成于本体1的顶端。可以理解的是，第一凸部2也可以位于本体1的顶端，同时第二凸部3位于本体1的底端。第一凸部2和第二凸部3呈上下相对布置，即第一凸部2和第二凸部3位于本体1的整体上下两端，本体1呈两个上下拼接的A字型结构，如图1所示。

需要说明的是，本体1并不限于图中的两个A字型结构，本体1的整体也可以呈其他形状，如弧形段状结构，第一凸部2和第二凸部3分设于弧段的两个端部。只需要满足分别使用第一凸部2和第二凸部3时，互不影响即可。

仍请参阅图1，其中，第一凸部2包括第一端壁21和分设于第一端壁21左右两侧的第一侧壁22和第二侧壁23。

第一侧壁22和第二侧壁23之间的间距，在由第一端壁21至第二凸部3的方向上逐渐变大。在一些实施例中，第一侧壁22和第二侧壁23可呈左右对称布置，以对应标准的齿条结构。

在第一凸部2中，第一侧壁22和第二侧壁23之间呈夹角布置，且第一侧壁22和第二侧壁23之间的夹角被设定为待测齿条的齿面压力角的正公差极限值。

例如，待测齿条的齿面压力角的理论标准值为β，单侧齿面压力角偏差极限值α，故两侧齿面压力角的公差极限值为两倍的单侧齿面压力角偏差极限值，即2α。则正公差极限值为待测齿条的齿面压力角的理论标准值β与齿面压力角的公差极限值2α的和值，即β+2α，如图1所示。

本体1的下端于第一凸部2上设有第一端部标记11。该第一端部标记11为“Max”，便于使用者快速识别该端的第一凸部2所代表的含义，并便于使用。需要说明的是，该第一端部标记11也可以采用其他字符或文字表示。

在一些实施例中，第一端壁21与第一侧壁22之间以及第一端壁21与第二侧壁23之间均为圆弧过渡。该两处圆弧区域的半径均为R1，用于检测待测齿条齿底与齿面的过渡区域的修磨状态。若齿条交付状态无过渡弧形公差要求，此两处位置可用倒角替代，如附图5所示。

仍请参阅图1，第二凸部3包括第二端壁31和分设于第二端壁31左右两侧的第三侧壁32和第四侧壁33。

第三侧壁32和第四侧壁33之间的间距，在由第二端壁31至第一凸部2的方向上逐渐变大。在一些实施例中，第三侧壁32和第四侧壁33可呈左右对称布置，以对应标准的齿条结构。

在第二凸部3中，第三侧壁32和第四侧壁33之间呈夹角布置，且第三侧壁32和第四侧壁33之间的夹角被设定为待测齿条的齿面压力角的负公差极限值。

如前所述，待测齿条的齿面压力角的理论标准值为β，单侧齿面压力角偏差极限值α，故两侧齿面压力角的公差极限值为两倍的单侧齿面压力角偏差极限值，即2α。则负公差极限值为待测齿条的齿面压力角的理论标准值β与齿面压力角的负公差极限值2α的差值，即β-2α，如图1所示。

本体1的上端于第二凸部3上设有第二端部标记12。该第二端部标记12为“Min”，便于使用者快速识别该端的第二凸部3所代表的含义，并便于使用。需要说明的是，该第二端部标记12也可以采用其他字符或文字表示。

在一些实施例中，第二端壁31与第三侧壁32之间以及第二端壁31与第四侧壁33之间均为圆弧过渡。该两处圆弧区域的半径均为R2，用于检测待测齿条齿底与齿面的过渡区域的修磨状态。若齿条交付状态无过渡弧形公差要求，此两处位置可用倒角替代，如附图5所示。

仍请参阅图1，第一凸部2和第二凸部3的中心线位于同一直线，并均位于本体1的中心线上。在本体1上于第一凸部2的中心线上设有第一中心线标记131，在本体1上于第二凸部3的中心线上设有第二中心线标记132。

可以理解的是，第一中心线标记131可与第二中心线标记132相连以形成同一标记直线。

该第一中心线标记131延伸至第一端壁21，同时第二中心线标记132延伸至第二端壁31处，以用于在检测样板对应端部插入待测齿条内时，与待测齿条的齿底中心线进行对比，进而判断待测齿条的对应齿是否存在齿形向单侧偏移的情况。

具体地，若该第一中心线标记131或第二中心线标记132与待测齿条的齿底中心线在一条直线上，则说明待测齿条的对应齿没有偏移；若第一中心线标记131或第二中心线标记132与待测齿条的齿底中心线不在一条直线上，并向一侧倾斜，则说明待测齿条的对应齿向倾斜侧偏移。

在一些实施例中，本体1上还设有样板标记14。该样板标记14可以是一组编号，用于区分该检测样板所对应的待测齿条的类型、型号及项目等信息，在多种型号的检测样板同时携带使用，可以防止现场选用检测样板的混用。

在一些实施例中，本体1上还设有减重孔15，以用于进一步减轻本体1的重量。该减重孔15设置有至少一个，并设于第一凸部2和第二凸部3之间。重孔可采用圆形，以用于在减重的同时，便于操作人员抓握。

可以理解的是，减重孔15也可以设置多个，并分设于本体1的其他位置。减重孔15的大小可根据检测样板的大小，即本体1的大小，进行合理设置。

现场实际操作过程中，只需将检测样板的两头分别插入齿条，使第一凸部2和第二凸部3分别插入在待测齿条的同一齿上，通过判断检测样板插入齿条时的状态，来判断该齿条的齿面压力角的修磨状态是否满足公差要求，同时还能够确定该齿条的齿间距是否在公差范围内，并能够有效地改善齿条的齿面打磨过程中，使用象限仪的方法中存在的效率低、人力成本高等问题。

请参阅图2，在具体的操作过程中，还可以通过将检测样板在齿条的某一齿形上进行上下滑动，进而检测该齿形的各个位置的齿面压力角的修磨状态是否满足公差要求，以及确定该齿形的各个位置的齿间距是否在公差范围内。

请参阅图3和图4，基于上述便携式的齿条的检测样板的结构，本发明实施例还提供了一种齿条的检测方法。具体地，该检测方法包括以下步骤：

请参阅图3，首先将检测样板的“Max”端插入齿条，即将第一凸部2插入待测齿条的某一齿内，检测第一端壁21与该齿的齿底之间是否存在间隙。此时检测结果会出现以下几种情形：

情形一，第一端壁21与该齿的齿底之间存在间隙，即检测样板不能完全插入齿底，则说明该齿的齿面压力角在正偏差范围以内，如图3所示。需要说明的是，此时第一侧壁22和第二侧壁23与齿面之间存在间隙，且该间隙宽度在由第一端壁21朝向第二凸部3的方向上逐渐变小。

情形二，第一端壁21与该齿的齿底贴合，即第一端壁21与该齿的齿底之间不存在间隙，则说明该齿的齿面压力角已经超出正偏差范围，或者该齿的齿间距过大，该情形未图示。需要说明的是，在齿条修磨过程中，应尽量避免出现此类情形的发生。

请参阅图4，再将检测样板的“Min”端插入齿条，即将第二凸部3插入待测齿条的同一齿内，检测第二端壁31与该齿的齿底之间是否贴合。此时检测结果会出现以下几种情形：

情形三，第二端壁31与该齿的齿底贴合，即第二端壁31与该齿的齿底之间不存在间隙，则说明该齿的齿面压力角在负偏差范围以内，如图4所示。需要说明的是，此时第三侧壁32和第四侧壁33与齿面之间存在间隙，且该间隙宽度在由第二端壁31朝向第一凸部2的方向上逐渐变大。

情形四，第二端壁31与该齿的齿底之间存在间隙，则说明该齿的齿面压力角在负偏差范围以下或者齿间距偏小，需要继续修磨齿条，该情形未图示。

可以理解的是，该检测方法中，也可以先将检测样板的“Min”端插入齿条，再将检测样板的“Max”端插入齿条进行检测，即检测顺序并不限制。

基于上述检测结果的几种情形，该检测方法的优点在于，可以替代象限仪检测齿条的齿面压力角是否在正负公差范围内，同时可以很直观地从检测结果中得出结论，无需其他辅助工具测量，即可快速判定该齿条的齿面压力角是否合格，是否需要继续修磨。该检测方法是利用正公差极限值和负公差极限值两种公差齿形样板的辅助下，从功能上代替了象限仪，简化了齿条的检测操作，可以减少测量过程中的人力工时，更具有经济性。

同时，基于上述齿条的检测方法，本发明实施例还提供了一种齿条的测评方法。该测评方法具体为：

测评标准一，将检测样板的“Max”端插入齿条的某个齿内，检测到第一端壁21与齿条的该齿的齿底之间存在间隙，同时将检测样板的“Min”端插入齿条同一齿内，检测到第二端壁31与该齿的齿底贴合，则可判定该齿的齿形合格。即结合上述的情形一和情形三，可同时确定齿条的齿面压力角在正负公差范围内。

测评标准二，将检测样板的“Max”端插入齿条，检测到第一端壁21与齿条的某个齿的齿底贴合，即第一端壁21与齿条的某个齿的齿底之间不存在间隙，则可判定该齿的齿形不合格。

测评标准三，将检测样板的“Min”端插入齿条，检测到第二端壁31与该齿的齿底之间存在间隙，则可判定该齿的齿形不合格。

可以理解的是，测评标准二和测评标准三两者情形，二者中任意一种情形发生都可以判定齿条中的该齿形不合格。

该测评方法的优点在于，简化了齿条的测评步骤，可以减少测量过程中的人力工时，更具有经济性。

由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：

本发明实施例的齿条的检测样板中，利用第一凸部2上第一侧壁22和第二侧壁23之间的夹角为齿面压力角的正公差极限值，利用第二凸部3上第三侧壁32和第四侧壁33之间的夹角为齿面压力角的负公差极限值，正公差极限值与负公差极限值两者配合，通过观察检测样板插入齿条中的状态，可以很直观地检测和判断该齿条的齿面压力角的修磨状态是否满足正负公差要求，并确定该齿条的齿间距是否在公差范围内。其可代替象限仪，无需其他测量工具辅助，即可快速检测、判定齿面压力角的状态，进而减少测量过程中的人力工时，降低人力成本。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种齿条的检测样板，其特征在于，包括：

本体；

第一凸部，形成于所述本体的一端部；所述第一凸部包括第一端壁和分设于第一端壁两侧的第一侧壁和第二侧壁；所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的夹角为待测齿条的齿面压力角的正公差极限值；及

第二凸部，形成于所述本体的另一端部；所述第二凸部包括第二端壁和分设于第二端壁两侧的第三侧壁和第四侧壁；所述第三侧壁和所述第四侧壁之间的夹角为待测齿条的齿面压力角的负公差极限值；

其中，所述正公差极限值为待测齿条的齿面压力角的标准值与齿面压力角的公差极限值的和值；所述负公差极限值为待测齿条的齿面压力角的标准值与齿面压力角的公差极限值的差值。

2.如权利要求1所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述第一凸部和所述第二凸部分别位于所述本体的两个相对端部。

3.如权利要求2所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述第一侧壁和所述第二侧壁对称地设于所述第一端壁的两侧，所述第三侧壁和所述第四侧壁对称地设于所述第二端壁的两侧。

4.如权利要求3所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述第一凸部和所述第二凸部的中心线位于同一直线上，所述本体上于所述第一凸部和所述第二凸部的中心线位置分别设有中心线标记，所述中心线标记分别延伸至所述第一端壁和所述第二端壁处。

5.如权利要求1所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述第一端壁与所述第一侧壁之间以及所述第一端壁与所述第二侧壁之间为圆弧过渡；所述第二端壁与所述第三侧壁之间以及所述第二端壁与所述第四侧壁之间为圆弧过渡。

6.如权利要求1所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述本体上设有减重孔。

7.如权利要求1所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述本体上设有端部标记。

8.如权利要求1所述的齿条的检测样板，其特征在于，所述本体上设有样板标记。

9.一种齿条的检测方法，其特征在于，该检测方法采用如权利要求1-8中任一项所述的齿条的检测样板，该检测方法包括以下步骤：

将所述检测样板的第一凸部插入待测齿条的某一齿内，检测第一端壁与所述齿的齿底之间是否存在间隙；

将所述检测样板的第二凸部插入待测齿条的同一齿内，检测第二端壁与所述齿的齿底之间是否贴合。

10.一种齿条的测评方法，其特征在于，该测评方法采用如权利要求9中所述的齿条的检测方法，该测评方法包括以下步骤：

若检测到第一端壁与所述齿的齿底之间存在间隙，同时检测到第二端壁与所述齿的齿底贴合，则判定该齿的齿形合格；

若检测到第一端壁与所述齿的齿底贴合，或检测到第二端壁与所述齿的齿底之间存在间隙，则判定该齿的齿形不合格。

Images