CN116147819A - 一种无缝钢管横向残余应力检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测设备技术领域，具体的说是一种无缝钢管横向残余应力检测设备，包括检测底座，所述检测底座的顶部安装有检测台，所述检测台的顶部放置有钢管，所述钢管的顶部设有U形板，所述U形板的底部安装有调节组件。本发明通过设有清理装置，在对钢管进行钻孔检测的过程中，防溅罩的底部边缘能够压在待检测的金属连接线与应变片的连接处，从而防止在钻孔检测过程中产生的金属丝或者金属屑四处散落，同时防溅罩内的两个磁辊能够对钻孔检测过程中产生的金属丝或者金属屑进行吸附，避免金属丝或者金属屑掉落在待检测以及后续需要检测的金属连接线上，造成金属连接线的短路，保证检测结果不受影响。

Description

一种无缝钢管横向残余应力检测设备

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，尤其涉及一种无缝钢管横向残余应力检测设备。

背景技术

工件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响就称之为残余应力。残余应力是造成钢结构疲劳、断裂的重要因素，因此有效评价应力变形状态对于特种设备关键部件的早期失效预测十分有必要。对钢结构进行残余应力的检测方法根据其物理原理的不同可分为电学检测方法、磁学检测方法、涡流检测方法、射线检测方法和超声检测方法等几类。

其中电学检测方法在检测钢结构残余应力时首先需要在钢结构的表面选取几个待测点，接着对待测点进行打磨抛光，当待测点表面光滑后，使用胶水将应变片粘黏在打磨后的待测点，当粘贴完毕后，利用焊接设备（电烙铁）在应变片上焊接多个金属连接线，并将金属连接线与检测设备电性连接，最后使用钻机在应变片对应位置的钢结构表面进行钻孔，从而释放钢结构应力，而释放的应力会带动应变片产生对应的变化，而该变化则能够被检测设备收集，从而对应的反映出钢结构的应力大小。

但是在钻孔的过程中，由于缺乏合适的清理装置，从而导致钻孔产生的金属屑或者金属丝散落到应变片上的金属连接线上，从而造成金属连接线的短路，影响检测数据。

因此，发明一种无缝钢管横向残余应力检测设备来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种无缝钢管横向残余应力检测设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无缝钢管横向残余应力检测设备，包括检测底座，所述检测底座的顶部安装有检测台，所述检测台的顶部放置有钢管，所述钢管的顶部设有U形板，所述U形板的底部安装有调节组件，所述钢管与U形板之间设有安装板，所述安装板的底部安装有钻机，所述钻机的外围设有清理装置，所述安装板的顶部与U形板顶部内侧之间垂直固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两侧均设有限位杆，所述限位杆的底部与安装板的顶部垂直固定连接，所述限位杆的顶端滑动贯穿插接在U形板的顶部。

进一步的，所述调节组件包括两个滑块，两个所述滑块分别与U形板的两个底端固定连接，所述滑块沿前后方向滑动贯穿插接有滑杆，所述滑杆的前后端均固定连接有固定块，所述固定块与检测底座顶部固定连接，两个滑块之间设有活动块，所述活动块的两侧与两个滑块之间均固定连接有连接板，所述活动块的前侧螺纹贯穿插接有调节螺杆，所述调节螺杆的前后端均设有固定板，所述固定板与检测底座顶部固定连接，其中位于后侧的所述固定板与调节螺杆的后端垂直转动连接，所述调节螺杆的前端转动贯穿插接在位于前侧的固定板上，且调节螺杆的前端连接有电机。

进一步的，所述清理装置包括防溅罩，所述防溅罩滑动套接在钻机上，且防溅罩的开口朝下，所述防溅罩的顶部垂直固定连接有多个定位杆，所述定位杆的顶端垂直滑动贯穿插接在安装板上，所述钻机的两侧对称设有圆柱形的磁辊，所述磁辊与检测底座的侧面平行，所述磁辊侧前后端均垂直固定连接有固定轴，所述固定轴远离磁辊的一端转动连接有滚轮，所述固定轴上转动套接有固定杆，所述固定杆的顶部滑动套接有套板，且固定杆的顶部与套板的内部之间固定连接有复位弹簧，两个所述套板相离一侧靠近顶端的位置分别与防溅罩的前后侧内壁转动连接，且初始状态下套板的底端向远离钢管轴心的方向倾斜。

进一步的，所述磁辊的顶部设有与其长度相匹配的收集盒，且两个收集盒相对的一侧分别与两个磁辊的轴心位于同一竖直平面内，两个所述收集盒的底部均为开口设计，同时两个收集盒相对的一侧也为开口设计，且收集盒的底部与对应磁辊的表面贴近，所述收集盒的前后侧分别与对应的固定杆固定连接，所述收集盒侧面的开口处铰接有与其开口长度相匹配的刮板，所述刮板的底部与磁辊的表面贴近，且刮板只能向收集盒内部方向偏转，所述磁辊靠近两端的位置均转动套接有单向轴承，所述单向轴承的转动方向与刮板的偏转方向相反，且单向轴承的表面均匀分布有凸点，所述刮板底部以及收集盒底部与单向轴承相对的位置均开有缺口，且位于刮板底部的缺口的顶部内壁能够与凸点接触，位于收集盒底部的缺口的顶部内壁不与凸点接触，所述固定轴位于滚轮和固定杆之间的部分套接有扭力弹簧，所述扭力弹簧的两端分别与固定杆以及固定轴的表面固定连接，且扭力弹簧初始状态下处于蓄力状态，所述固定轴位于磁辊与固定杆之间的部分固定套接有拉绳，所述拉绳的顶端与对应一侧的套板固定连接。

进一步的，所述钻机钻头的两侧对称设有弧形磁板，两个弧形磁板相离的均固定连接有连接杆，所述连接杆的前后端分别与对应的两个套板垂直固定连接。

进一步的，两个所述弧形磁板能够拼接成一个完整的圆柱，两个弧形磁板相对一侧的磁极相同，且两个弧形磁板之间的斥力小于磁辊的重力。

进一步的，所述滚轮的直径大于磁辊的直径，且滚轮能够与防溅罩的侧壁接触。

进一步的，所述防溅罩的底部为弧面设计，且防溅罩的底部边缘固定连接有软胶条。

进一步的，所述检测台的顶部前后侧位置均固定连接有放置块，且放置块的顶部开设有V形的放置口，所述钢管被放置在放置块顶部的放置口内。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明在对无缝钢管残余应力检测时，利用钻孔检测技术，在待检测的金属连接线与应变片的连接处对金属丝或者金属屑进行隔离，从而避免在无缝钢管残余应力检测时产生的金属丝或者金属屑四处散落，导致金属丝或者金属屑掉落在待检测以及后续需要检测的金属连接线上，造成金属连接线的短路，影响检测结果，从而保证检测结果不受影响，提高无缝钢管残余应力检测的准确性；

2、本发明通过在无缝钢管残余应力检测时，通过释放钢结构应力，带动应变片产生对应的变化，被检测设备收集，从而对应的反映出钢结构的应力大小，提高无缝钢管残余应力检测的准确性；

3、本发明通过在无缝钢管残余应力检测时，利用焊接设备（电烙铁）在应变片上焊接多个金属连接线，并将金属连接线与检测设备电性连接，并且在检测的过程中避免金属丝或者金属屑飞到其他应变边的金属连接线上，提高无缝钢管残余应力检测的准确性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中检测底座、调节装置以及清理装置的立体示意图；

图3是本发明中安装板、电动伸缩杆、限位杆以及钻机的立体示意图；

图4是本发明中清理装置的立体示意图；

图5是本发明中部分清理装置、弧形磁板、收集盒等结构的第一立体示意图；

图6是本发明中部分清理装置、弧形磁板、收集盒等结构的第二立体示意图；

图7是本发明中收集盒以及刮板的立体示意图。

图中：1、检测底座；2、检测台；3、钢管；4、U形板；5、调节组件；51、滑块；52、滑杆；53、活动块；54、连接板；55、调节螺杆；56、电机；6、安装板；7、钻机；8、清理装置；81、防溅罩；82、定位杆；83、磁辊；84、固定轴；85、滚轮；86、固定杆；87、套板；88、复位弹簧；9、电动伸缩杆；10、限位杆；11、收集盒；12、刮板；13、单向轴承；14、凸点；15、扭力弹簧；16、拉绳；17、弧形磁板；18、连接杆；19、软胶条；20、放置块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了如图1至图7所示的一种无缝钢管横向残余应力检测设备，包括检测底座1，检测底座1的顶部安装有检测台2，检测台2的顶部放置有钢管3，钢管3的顶部设有U形板4，U形板4的底部安装有调节组件5，钢管3与U形板4之间设有安装板6，安装板6的底部安装有钻机7，钻机7的外围设有清理装置8，安装板6的顶部与U形板4顶部内侧之间垂直固定连接有电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的两侧均设有限位杆10，限位杆10的底部与安装板6的顶部垂直固定连接，限位杆10的顶端滑动贯穿插接在U形板4的顶部，检测台2的顶部前后侧位置均固定连接有放置块20，且放置块20的顶部开设有V形的放置口，钢管3被放置在放置块20顶部的放置口内；

在检测时，将经过打磨的钢管3粘贴上应变片，接着在应变片的两侧焊接上金属连接线，并将金属连接线与测试装置连接（金属连接线与测试装置图中未示出），接着将粘贴好应变片的钢管3放置到检测台2顶部的放置块20上，使钢管3在放置口的作用下保持稳定的静止状态，接着通过调节装置调整钻机7的位置，当钻机7的位置调整完毕后，启动电动伸缩杆9，使其推动钻机7向钢管3的顶部靠近，在此过程中，清理装置8能够始终罩在待钻孔的应变片的顶部，而随着钻机7对钢管3进行钻孔操作，清理装置8能够对钻孔产生的金属丝或者进行屑进行吸附收集，从而避金属连接线被金属丝或者金属屑短路，保证测试结果的准确性。

如图1和图2所示，调节组件5包括两个滑块51，两个滑块51分别与U形板4的两个底端固定连接，滑块51沿前后方向滑动贯穿插接有滑杆52，滑杆52的前后端均固定连接有固定块，固定块与检测底座1顶部固定连接，两个滑块51之间设有活动块53，活动块53的两侧与两个滑块51之间均固定连接有连接板54，活动块53的前侧螺纹贯穿插接有调节螺杆55，调节螺杆55的前后端均设有固定板，固定板与检测底座1顶部固定连接，其中位于后侧的固定板与调节螺杆55的后端垂直转动连接，调节螺杆55的前端转动贯穿插接在位于前侧的固定板上，且调节螺杆55的前端连接有电机56；

当需要调整钻机7的位置时，启动电机56，使电机56通过调节螺杆55带动活动块53移动，而随着活动块53的移动，活动块53能够通过两个连接板54带动两个滑块51沿着滑杆52滑动，而随着两个滑块51的移动，U形板4能够在两个滑块51的带动下带动钻机7进行移动，从而实现对钻机7位置的调整。

如图4至图7所示，清理装置8包括防溅罩81，防溅罩81滑动套接在钻机7上，且防溅罩81的开口朝下，防溅罩81的顶部垂直固定连接有多个定位杆82，定位杆82的顶端垂直滑动贯穿插接在安装板6上，钻机7的两侧对称设有圆柱形的磁辊83，磁辊83与检测底座1的侧面平行，磁辊83侧前后端均垂直固定连接有固定轴84，固定轴84远离磁辊83的一端转动连接有滚轮85，固定轴84上转动套接有固定杆86，固定杆86的顶部滑动套接有套板87，且固定杆86的顶部与套板87的内部之间固定连接有复位弹簧88，两个套板87相离一侧靠近顶端的位置分别与防溅罩81的前后侧内壁转动连接，且初始状态下套板87的底端向远离钢管3轴心的方向倾斜，滚轮85的直径大于磁辊83的直径，且滚轮85能够与防溅罩81的侧壁接触，防溅罩81的底部为弧面设计，且防溅罩81的底部边缘固定连接有软胶条19；

当钻机7的位置调整完毕后，随着电动伸缩杆9的逐渐伸长，防溅罩81和钻机7一起向钢管3的顶部靠近，随着电动伸缩杆9的持续伸长，当两个磁辊83上的滚轮85与钢管3的顶部接触时，两个磁辊83在重力的作用下沿着钢管3的顶部表面向彼此远离的方向运动，并且两个磁辊83分别向防溅罩81的两侧内壁逐渐靠近，而在两个磁辊83运动的过程中，两个磁辊83还能够带动对应的固定杆86和套板87一同进行偏转，而随着两个磁辊83的运动，钻机7底部的钻头能够逐渐通过两个磁辊83之间的部分与钢管3的顶部靠近，而防溅罩81的底部也逐渐与钢管3的顶贴合在一起，此时防溅罩81底部的软胶条19能够与钢管3的顶部紧密贴合在一起，并且金属连接线与应变片的接线处恰好能够被防溅罩81的底部边缘所压住，从而使得防溅罩81能够很好的罩在钢管3待钻孔的位置，避免钻孔过程中产生的金属丝或者金属屑飞出防溅罩81的外部并落在应变片的金属连接线上；

当钻头与钢管3接触时，两个磁辊83上的滚轮85也恰好与防溅罩81两侧内壁接触，随着钻头开始对钢管3与应变片对应的位置进行钻孔，钻头逐渐向下移动，此时两个磁辊83上的滚轮85由于防溅罩81内壁的挤压开始向彼此靠近的方向运动，在此过程中，固定杆86开始向套板87内收缩，从而使得复位弹簧88逐渐被压缩，而随着两个磁辊83的运动，磁辊83能够对钻孔过程中产生的金属丝或者金属屑进行吸附，避免金属丝或者金属屑掉落在金属连接线上，造成金属连接线的短路，保证检测结果不受影响；

同时，当第一个钻孔结束后，随着防溅罩81的复位，被吸附的金属丝或者金属屑不会沿着钢管3的表面滑落至其他待钻孔的应变片上，避免其他应变片的金属连接线受到影响。

如图5至图7所示，磁辊83的顶部设有与其长度相匹配的收集盒11，且两个收集盒11相对的一侧分别与两个磁辊83的轴心位于同一竖直平面内，两个所述收集盒11的底部均为开口设计，同时两个收集盒11相对的一侧也为开口设计，且收集盒11的底部与对应磁辊83的表面贴近，收集盒11的前后侧分别与对应的固定杆86固定连接，收集盒11侧面的开口处铰接有与其开口长度相匹配的刮板12，刮板12的底部与磁辊83的表面贴近，且刮板12只能向收集盒11内部方向偏转，磁辊83靠近两端的位置均转动套接有单向轴承13，单向轴承13的转动方向与刮板12的偏转方向相反，且单向轴承13的表面均匀分布有凸点14，刮板12底部以及收集盒11底部与单向轴承13相对的位置均开有缺口，且位于刮板12底部的缺口的顶部内壁能够与凸点14接触，位于收集盒11底部的缺口的顶部内壁不与凸点14接触，固定轴84位于滚轮85和固定杆86之间的部分套接有扭力弹簧15，扭力弹簧15的两端分别与固定杆86以及固定轴84的表面固定连接，且扭力弹簧15初始状态下处于蓄力状态，固定轴84位于磁辊83与固定杆86之间的部分固定套接有拉绳16，拉绳16的顶端与对应一侧的套板87固定连接；

通过在磁辊83的顶部设有收集盒11，在钻机7钻孔的过程中，随着钻机7的钻头向下运动，两个磁辊83由于防溅罩81两侧内壁的挤压开始向相对的方向运动，在此过程中，固定杆86开始压缩复位弹簧88并向套板87内收缩，由于扭力弹簧15初始状态下处于蓄力状态，因此随着固定杆86向套板87内收缩，两个拉绳16逐渐放松，此时处于蓄力的扭力弹簧15开始通过固定轴84带动磁辊83转动，从而将放松的拉绳16绕在固定轴84上，并将吸附在磁辊83表面的金属丝或者金属屑向收集盒11内输送，另外由于单向轴承13的转动方向与磁辊83的转动方向相反，因此在磁辊83转动的过程中，当单向轴承13上的凸点14与刮板12接触时，单向轴承13处于无法转动状态，因此，单向轴承13上的凸点14能够向进入收集盒11内部的方向推动刮板12，从而使刮板12能够间歇性的被凸点14顶开，从而使吸附在磁辊83表面的金属丝或者金属屑在进入收集盒11的过程中不被刮板12所阻挡；

当钻孔完成后，随着防溅罩81与钢管3表面分离，固定杆86也在复位弹簧88的作用下逐渐伸出套板87，此时套板87能够通过拉绳16拉动固定轴84以及磁辊83反向转动，从而使扭力弹簧15重新蓄力，此外，随着磁辊83的反向转动，单向轴承13上的凸点14因为刮板12的阻挡开始自转，而进入到收集盒11内的金属丝或者金属屑则能够在刮板12的刮动下留在收集盒11内壁，避免被磁辊83吸附的金属丝或者金属屑因磁辊83的转动而移动到磁辊83底部的位置，进而避免被吸附的金属丝或者金属屑因累计过多与应变片的金属连接线接触。

如图5和图6所示，钻机7钻头的两侧对称设有弧形磁板17，两个弧形磁板17相离的均固定连接有连接杆18，连接杆18的前后端分别与对应的两个套板87垂直固定连接，两个弧形磁板17能够拼接成一个完整的圆柱，两个弧形磁板17相对一侧的磁极相同，且两个弧形磁板17之间的斥力小于磁辊83的重力；

通过设有弧形磁板17，当电动伸缩杆9复位后，两个磁辊83在重力的作用下相互靠近并恢复原位，而两个弧形磁板17则能够分别罩在钻机7的钻头两侧，此时粘连在钻头上的金属丝或者金属屑则能够被两个弧形磁板17所吸附，避免金属丝或者金属屑粘黏在钻头上，从而避免在后续的钻孔过程中，残留的金属丝或者金属屑飞到其他应变边的金属连接线上；

此外，由于两个弧形磁板17相对一侧的磁极相同，因此当两个磁辊83上的滚轮85与钢管3的顶部接触时，两个磁辊83上的滚轮85能够沿着钢管3的表面向相反的方向滚动，而两个弧形磁板17之间的斥力能够更好的推动两个磁辊83向相反的方向运动。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (6)

1.一种无缝钢管横向残余应力检测设备，包括检测底座（1），其特征在于：所述检测底座（1）的顶部安装有检测台（2），所述检测台（2）的顶部放置有钢管（3），所述钢管（3）的顶部设有U形板（4），所述U形板（4）的底部安装有调节组件（5），所述钢管（3）与U形板（4）之间设有安装板（6），所述安装板（6）的底部安装有钻机（7），所述钻机（7）的外围设有清理装置（8），所述安装板（6）的顶部与U形板（4）顶部内侧之间垂直固定连接有电动伸缩杆（9），所述电动伸缩杆（9）的两侧均设有限位杆（10），所述限位杆（10）的底部与安装板（6）的顶部垂直固定连接，所述限位杆（10）的顶端滑动贯穿插接在U形板（4）的顶部；

所述调节组件（5）包括两个滑块（51），两个所述滑块（51）分别与U形板（4）的两个底端固定连接，所述滑块（51）沿前后方向滑动贯穿插接有滑杆（52），所述滑杆（52）的前后端均固定连接有固定块，所述固定块与检测底座（1）顶部固定连接，两个滑块（51）之间设有活动块（53），所述活动块（53）的两侧与两个滑块（51）之间均固定连接有连接板（54），所述活动块（53）的前侧螺纹贯穿插接有调节螺杆（55），所述调节螺杆（55）的前后端均设有固定板，所述固定板与检测底座（1）顶部固定连接，其中位于后侧的所述固定板与调节螺杆（55）的后端垂直转动连接，所述调节螺杆（55）的前端转动贯穿插接在位于前侧的固定板上，且调节螺杆（55）的前端连接有电机（56）；

所述清理装置（8）包括防溅罩（81），所述防溅罩（81）滑动套接在钻机（7）上，且防溅罩（81）的开口朝下，所述防溅罩（81）的顶部垂直固定连接有多个定位杆（82），所述定位杆（82）的顶端垂直滑动贯穿插接在安装板（6）上，所述钻机（7）的两侧对称设有圆柱形的磁辊（83），所述磁辊（83）与检测底座（1）的侧面平行，所述磁辊（83）侧前后端均垂直固定连接有固定轴（84），所述固定轴（84）远离磁辊（83）的一端转动连接有滚轮（85），所述固定轴（84）上转动套接有固定杆（86），所述固定杆（86）的顶部滑动套接有套板（87），且固定杆（86）的顶部与套板（87）的内部之间固定连接有复位弹簧（88），两个所述套板（87）相离一侧靠近顶端的位置分别与防溅罩（81）的前后侧内壁转动连接，且初始状态下套板（87）的底端向远离钢管（3）轴心的方向倾斜；

所述滚轮（85）的直径大于磁辊（83）的直径，且滚轮（85）能够与防溅罩（81）的侧壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管横向残余应力检测设备，其特征在于：所述磁辊（83）的顶部设有与其长度相匹配的收集盒（11），且两个收集盒（11）相对的一侧分别与两个磁辊（83）的轴心位于同一竖直平面内，两个所述收集盒（11）的底部均为开口设计，同时两个收集盒（11）相对的一侧也为开口设计，且收集盒（11）的底部与对应磁辊（83）的表面贴近，所述收集盒（11）的前后侧分别与对应的固定杆（86）固定连接，所述收集盒（11）侧面的开口处铰接有与其开口长度相匹配的刮板（12），所述刮板（12）的底部与磁辊（83）的表面贴近，且刮板（12）只能向收集盒（11）内部方向偏转，所述磁辊（83）靠近两端的位置均转动套接有单向轴承（13），所述单向轴承（13）的转动方向与刮板（12）的偏转方向相反，且单向轴承（13）的表面均匀分布有凸点（14），所述刮板（12）底部以及收集盒（11）底部与单向轴承（13）相对的位置均开有缺口，且位于刮板（12）底部的缺口的顶部内壁能够与凸点（14）接触，位于收集盒（11）底部的缺口的顶部内壁不与凸点（14）接触，所述固定轴（84）位于滚轮（85）和固定杆（86）之间的部分套接有扭力弹簧（15），所述扭力弹簧（15）的两端分别与固定杆（86）以及固定轴（84）的表面固定连接，且扭力弹簧（15）初始状态下处于蓄力状态，所述固定轴（84）位于磁辊（83）与固定杆（86）之间的部分固定套接有拉绳（16），所述拉绳（16）的顶端与对应一侧的套板（87）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种无缝钢管横向残余应力检测设备，其特征在于：所述钻机（7）钻头的两侧对称设有弧形磁板（17），两个弧形磁板（17）相离的均固定连接有连接杆（18），所述连接杆（18）的前后端分别与对应的两个套板（87）垂直固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种无缝钢管横向残余应力检测设备，其特征在于：两个所述弧形磁板（17）能够拼接成一个完整的圆柱，两个弧形磁板（17）相对一侧的磁极相同，且两个弧形磁板（17）之间的斥力小于磁辊（83）的重力。

5.根据权利要求1所述的一种无缝钢管横向残余应力检测设备，其特征在于：所述防溅罩（81）的底部为弧面设计，且防溅罩（81）的底部边缘固定连接有软胶条（19）。

6.根据权利要求1所述的一种无缝钢管横向残余应力检测设备，其特征在于：所述检测台（2）的顶部前后侧位置均固定连接有放置块（20），且放置块（20）的顶部开设有V形的放置口，所述钢管（3）被放置在放置块（20）顶部的放置口内。

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