CN116772734B - 一种无缝钢管制造用外径检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝钢管制造用外径检测设备，包括待测管件，还包括待测管件外侧设置的两个环形框架、两个环形框架中心处传动连接的平移框架及两个环形框架互相远离的一侧设置的外压轮，所述待测管件外侧设置有支撑平移框架在待测管件轴向平移的滑动框架；所述滑动框架包括有两个竖直设置的侧板、两侧侧板之间插接的连接平杆和齿条，以及两个侧板中心处互相靠近的一侧安装的卡扣。本发明中，采用了绕待测管件转动的环形框架结构，可通过射光器将转轮因待测管件上缺陷与凹坑处产生的抖动与晃动间接的投射于受光板上进行收集，以便于对待测管件外壳的外径与缺陷处进行精细的检测。

Description

一种无缝钢管制造用外径检测设备

技术领域

本发明属于金属管道测量技术领域，具体为一种无缝钢管制造用外径检测设备。

背景技术

无缝钢管是由整支圆钢穿孔而成的，表面上没有焊缝的钢管，称之为无缝钢管，主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅 炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管等。

无缝钢管由于其在各种化工重工业机械等较为极端的环境中具有广泛的使用，因此，且外壁尺寸需要受到严格的精确测量，以满足以下的一些需求；

精确度要求：无缝钢管作为工业领域中常用的输送介质，其外壁尺寸的精确度对于确保管道安装、连接和运行的有效性至关重要；

尺寸一致性：无缝钢管通常用于在各种工艺环境中输送流体或气体，而其外壁尺寸的一致性对于保持流体或气体的正常传输和稳定性至关重要；

表面状况评估：无缝钢管的外壁可能存在表面缺陷、磨损、腐蚀等问题，这些可能会影响管道的使用寿命和安全性；

工业监管要求：在某些应用场景中，如石油、天然气、化工等领域，钢管的尺寸测量需要符合相应的监管要求和标准；

数据记录与追溯：钢管尺寸测量是质量控制和追溯的一部分，通过准确地记录并追溯测量数据，可以及时发现问题、进行修复，并为产品品质改进提供参考依据。

因此，在无缝钢管的制造加工使用过程中，对无缝钢管外壳的尺寸与细微缺陷具有较高的要求，而钢管由于弧面不易测量与钢管面阻碍磁场的特性，在检测外壳尺寸、弯曲及瑕疵等方便较为困难，因此，对无缝钢管的外径检测做出进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于：为了钢管由于弧面不易测量与钢管面阻碍磁场的特性，在检测外壳尺寸、弯曲及瑕疵等方便较为困难这一技术问题，提供一种无缝钢管制造用外径检测设备。

本发明采用的技术方案如下：

一种无缝钢管制造用外径检测设备，包括待测管件，还包括待测管件外侧设置的两个环形框架、两个环形框架中心处传动连接的平移框架及两个环形框架互相远离的一侧设置的外压轮，所述待测管件外侧设置有支撑平移框架在待测管件轴向平移的滑动框架；

所述滑动框架包括有两个竖直设置的侧板、两侧侧板之间插接的连接平杆和齿条，以及两个侧板中心处互相靠近的一侧安装的卡扣，两个所述卡扣分别与待测管件两端开口处卡接，侧板与卡扣之间的间隙处粘接有受光板；

所述环形框架包括有绕待测管件外侧环形设置的转环、转环直径方向上环形等距插接的多个外拉杆及转环侧面固定的环形齿，所述外拉杆靠近待测管件的一端安装有按压滑板，所述按压滑板靠近待测管件的一侧通过安装杆转动连接有转轮，所述转轮的转动方向与待测管件侧弧面方向相同，所述按压滑板上安装有与受光板垂直设置的射光器，

所述平移框架包括有矩形框架及矩形框架各边处转动连接的第一转杆，所述第一转杆一端安装有与齿条啮合传动的内齿轮，靠近待测管件的另一端安装有外齿轮，所述外齿轮两侧同时与两个环形框架上的环形齿处啮合连接，所述矩形框架上设有配合连接平杆贯穿的通孔。

其中，所述环形框架还包括有转环直径方向上环形等距插接的多个内压杆，多个所述内压杆均分别设置于多个外拉杆两两之间中心处，所述外拉杆远离待测管件的外延段外侧环绕有第二弹簧，所述第二弹簧一端与外拉杆膨胀端固定，另一端与转环外壳固定，所述按压滑板上设置有卡夹，所述射光器与卡夹内凹处卡接。

其中，所述内压杆靠近待测管件的一端安装有平杆，所述内压杆与平杆连接处设置于平杆的中心处，所述内压杆靠近平杆的一段外侧还绕接有第一弹簧，所述第一弹簧一端与转环内壁固定，另一端与平杆固定，所述平杆的两个顶端均分别转动连接有第二连接杆，所述第二连接杆远离平杆的自由端与外拉杆转动连接。

其中，多个所述外拉杆上均设置有两个配合第二连接杆转轴处滑动的斜槽，两个所述斜槽平行设置，所述外拉杆上的两个斜槽分别与两个第二连接杆滑动连接。

其中，所述外压轮包括有圆环形设置的外环形轮与内环形轮以及内环形轮上转动连接的滚轮，所述外环形轮与内环形轮圆心重合设置，所述外环形轮与内环形轮之间通过连杆固定连接。

其中，所述矩形框架两侧分别通过第一连接杆与两个外压轮的外环形轮处固定，所述滚轮与环形框架上转环处抵接。

其中，所述安装杆呈一侧开口的矩形框形结构，所述安装杆靠近开口处的两个竖直端均贯穿按压滑板，且贯穿处均设置有外螺纹，所述安装杆上外螺纹处还旋合连接有两个螺帽结构，两个所述螺帽结构分别与按压滑板两侧抵接。

其中，所述安装杆远离开口的中间段设置有配合转轮转动的内凹处。

其中，所述矩形框架的四个拐角处均设置有通孔，所述连接平杆与通孔处滑动连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，采用了绕待测管件转动的环形框架结构，在环形框架绕待测管件转动的过程中，将转轮通过第二弹簧挤压于待测管件外壳上滚动，又由于按压滑板上安装有射光器，侧面上安装有对应射光器的受光板，可实现转轮在待测管件外壳上转动的过程中，射光器将转轮因待测管件上缺陷与凹坑处产生的抖动与晃动间接的投射于受光板上进行收集，以便于对待测管件外壳的外径与缺陷处进行精细的检测。

2、本发明中，采用了可螺旋转动的转环结构，通过内齿轮与齿条之间的啮合连接，使平移框架在两个侧板之间滑动的过程中，可带动内齿轮与外齿轮绕自身轴心转动，再通过外齿轮与两个环形框架中环形齿的啮合连接，可使得外齿轮带动两个环形框架绕待测管件中心轴处反向转动，进一步通过射光器分别对两个侧板上受光板处进行轨迹投射，增加对待测管件外壳上各处尺寸与弯曲弧形的投射测量。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体立体结构示意简图；

图2为本发明实施例一中环形框架处剖面结构示意图；

图3为本发明实施例一中外压轮处剖面结构示意图；

图4为本发明实施例一中待测管件处剖面结构示意图；

图5为本发明实施例一中平移框架处剖面结构示意图；

图6为本发明实施例一中环形框架处放大结构示意图；

图7为本发明实施例一中整体结构前侧爆炸图；

图8为本发明实施例一中整体结构左侧图；

图9为本发明实施例一中平移框架与外压轮处放大结构示意图。

图中标记：1、待测管件；2、平移框架；21、矩形框架；22、通孔；23、第一连接杆；24、第一转杆；25、内齿轮；26、外齿轮；3、环形框架；31、转环；32、环形齿；33、内压杆；331、第一弹簧；332、平杆；34、外拉杆；341、第二弹簧；342、斜槽；343、第二连接杆；344、按压滑板；345、卡夹；346、安装杆；347、转轮；348、射光器；4、外压轮；41、外环形轮；42、滚轮；43、内环形轮；5、滑动框架；51、侧板；52、连接平杆；53、受光板；54、卡扣；55、齿条。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，参照图1-图5，一种无缝钢管制造用外径检测设备，包括待测管件1，还包括待测管件1外侧设置的两个环形框架3、两个环形框架3中心处传动连接的平移框架2及两个环形框架3互相远离的一侧设置的外压轮4，待测管件1外侧设置有支撑平移框架2在待测管件1轴向平移的滑动框架5；

其中，平移框架2两侧的两个环形框架3反向设置，待测管件1的两端分别与滑动框架5相连接，使得待测管件1被固定于滑动框架5内，两个外压轮4分别安装于平移框架2的两侧，两个环形框架3分别设置于外压轮4与平移框架2之间的间隙处，使平移框架2在滑动框架5内平移的过程中，通过平移框架2带动外压轮4与环形框架3同步产生平移，使环形框架3在平移的过程中，对待测管件1外径与外径轮廓面的瑕疵进行细微的检测；

滑动框架5包括有两个竖直设置的侧板51、两侧侧板51之间插接的连接平杆52和齿条55，以及两个侧板51中心处互相靠近的一侧安装的卡扣54，两个卡扣54分别与待测管件1两端开口处卡接，侧板51与卡扣54之间的间隙处粘接有受光板53；

其中，侧板51用于将两个卡扣54分别抵在待测管件1的两端开口处，使得两个卡扣54将待测管件1挤压固定在两个侧板51之间，连接平杆52的设置，使得两个侧板51之间可互相支撑保持竖直放置，同时使得两个侧板51之间的齿条55被固定住，受光板53设置于侧板51与卡扣54之间，受光板53可设置为激光接收器，射光器348可设置为激光发射器，使环形框架3跟随平移框架2平移的过程中，将环形框架3环绕待测管件1运动的轨迹通过射光器348投射到受光板53上，同时环形框架3与待测管件1外壳互相贴合，使待测管件1外壳的外径大小与瑕疵可以在环形框架3运动的过程中，投射到受光板53上形成可以显示的激光轨迹线条，以便于观察待测管件1的外径各处的大小与由于瑕疵产生的变化；

环形框架3包括有绕待测管件1外侧环形设置的转环31、转环31直径方向上环形等距插接的多个外拉杆34及转环31侧面固定的环形齿32，外拉杆34靠近待测管件1的一端安装有按压滑板344，按压滑板344靠近待测管件1的一侧通过安装杆346转动连接有转轮347，转轮347的转动方向与待测管件1侧弧面方向相同，按压滑板344上安装有与受光板53垂直设置的射光器348；平移框架2包括有矩形框架21及矩形框架21各边处转动连接的第一转杆24，第一转杆24一端安装有与齿条55啮合传动的内齿轮25，靠近待测管件1的另一端安装有外齿轮26，外齿轮26两侧同时与两个环形框架3上的环形齿32处啮合连接，矩形框架21上设有配合连接平杆52贯穿的通孔22。

其中，平移框架2通过连接平杆52与通孔22之间的贯穿滑动设置，可使得平移框架2在两个侧板51之间只能左右平移运动；

首先，当平移框架2进行左右平移时，由于内齿轮25与齿条55之间具有啮合传动的连接关系，可使得内齿轮25产生自转，并通过第一转杆24带动外齿轮26产生自转；

其次，当外齿轮26转动时，可通过与两个环形框架3上转环31侧面环形齿32与外齿轮26的两侧分别啮合，可使得两个环形框架3的转环31产生角速度相等的的反向转动，从而带动环形框架3上的外拉杆34绕待测管件1为中心轴螺旋转动；

最后，第二弹簧341为可拉伸的弹簧，使外拉杆34通过第二弹簧341的设置，推动按压滑板344向待测管件1上贴合，从而使转轮347受压抵在待测管件1外壳上，当待测管件1外壳处产生凹坑时，转轮347可以同步产生上下抖动，再通过射光器348的设置，将上下抖动的幅度通过光线的轨迹更加直观的展示出来，减少弧面检测过程中产生的误差。

具体地，参照图6，环形框架3还包括有转环31直径方向上环形等距插接的多个内压杆33，多个内压杆33均分别设置于多个外拉杆34两两之间中心处，外拉杆34远离待测管件1的外延段外侧环绕有第二弹簧341，第二弹簧341一端与外拉杆34膨胀端固定，另一端与转环31外壳固定，按压滑板344上设置有卡夹345，射光器348与卡夹345内凹处卡接；

其中，外拉杆34远离待测管件1的一端向外扩大膨胀形成膨胀端，使得外拉杆34外侧环绕的第二弹簧341受到膨胀端的阻挡后，对外拉杆34产生向内推动的拉力，从而使得外拉杆34推动按压滑板344上的转轮347受压抵住待测管件1外壳处，当待测管件1外壳处光滑时，使按压滑板344上的射光器348绕待测管件1外壁以螺旋线的轨迹进行运动，从而使射光器348发出的激光在受光板53上形成均匀的圆环结构。

内压杆33靠近待测管件1的一端安装有平杆332，内压杆33与平杆332连接处设置于平杆332的中心处，内压杆33靠近平杆332的一段外侧还绕接有第一弹簧331，第一弹簧331一端与转环31内壁固定，另一端与平杆332固定，平杆332的两个顶端均分别转动连接有第二连接杆343，第二连接杆343远离平杆332的自由端与外拉杆34转动连接；

多个外拉杆34上均设置有两个配合第二连接杆343转轴处滑动的斜槽342，两个斜槽342平行设置，外拉杆34上的两个斜槽342分别与两个第二连接杆343滑动连接；

其中，外拉杆34贯穿转环31的贯穿孔大于外拉杆34的外轮廓，使外拉杆34可相对转环31产生非轴向的摆动，内压杆33的设置，使第一弹簧331可拉动平杆332向远离待测管件1的方向滑动，再通过平杆332两端分别转动连接的两个第二连接杆343，使两个第二连接杆343同时对外拉杆34处左右两侧同时产生拉扯，同时在拉杆上斜槽342的作用下，使两个第二连接杆343卡在拉杆34上的两个斜槽342靠边缘处的一端，使外拉杆34保持与转环31的径向重合，并在转轮347处因为与待测管件1的凹坑处接触产生抖动时，通过斜槽342的设置，使外拉杆34处可产生左右偏转，并通过射光器348将左右偏转的幅度投射到受光板53处进行显示，同时不会使相邻的外拉杆34产生摆动；随后再通过斜槽342的倾斜设置，使两个第二连接杆343的转轴处重新复位到两个斜槽342的靠近处，完成对外拉杆34的复位，从而完成对待测管件1外壳上一个缺陷处的投射显示，更加便于对待测管件1外壳的检测。

具体地，参照图1和图9，外压轮4包括有圆环形设置的外环形轮41与内环形轮43以及内环形轮43上转动连接的滚轮42，外环形轮41与内环形轮43圆心重合设置，外环形轮41与内环形轮43之间通过连杆固定连接；

矩形框架21两侧分别通过第一连接杆23与两个外压轮4的外环形轮41处固定，滚轮42与环形框架3上转环31处抵接；

其中，矩形框架21两侧均通过第一连接杆23的设置，使两个外压轮4与矩形框架21之间的间距被固定，从而使得外压轮4中的滚轮42与环形框架3上的转环31产生抵接，进一步使得矩形框架21与两侧的转环31之间的间距保持相对固定，使两个环形框架3上转环31处的环形齿32，同时与外齿轮26处产生啮合；

因此，外齿轮26在转动时可带动两个环形框架3反向同角速度转动，再通过两个环形框架3的反向设置，使两个环形框架3分别对两个侧板51上的受光板53处进行旋转轨迹的投射，以实现对待测管件1外壁上凹坑处的投射显示。

具体地，参照图6，安装杆346呈一侧开口的矩形框形结构，安装杆346靠近开口处的两个竖直端均贯穿按压滑板344，且贯穿处均设置有外螺纹，安装杆346上外螺纹处还旋合连接有两个螺帽结构，两个螺帽结构分别与按压滑板344两侧抵接；

安装杆346远离开口的中间段设置有配合转轮347转动的内凹处；

其中，安装杆346的矩形框形结构设置，可用于将转轮347挤压抵接于待测管件1的外壳上，并使得转轮347在转动过程中，不会受到安装杆346的晃动干扰，安装杆346的外螺纹与螺帽结构的旋合连接，用于安装杆346的可活动安装，安装杆346中间段的内凹设置，用于使转轮347的轮面中心处与待测管件1外壳弧面垂直，使转轮347对待测管件1外壳上的缺陷与弯曲处接触时产生明显的轨迹变化，进一步时通过受光板53上产生的轨迹变化，对待测管件1外壳的缺陷弯曲处产生对应的展示。

具体地，参照图1，矩形框架21的四个拐角处均设置有通孔22，连接平杆52与通孔22处滑动连接；

其中，通孔22的设置，使矩形框架21在两个侧板51之间可受外部推动产生平稳的平移，减少矩形框架21倾斜的可能性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无缝钢管制造用外径检测设备，包括待测管件（1），其特征在于：还包括待测管件（1）外侧设置的两个环形框架（3）、两个环形框架（3）中心处传动连接的平移框架（2）及两个环形框架（3）互相远离的一侧设置的外压轮（4），所述待测管件（1）外侧设置有支撑平移框架（2）在待测管件（1）轴向平移的滑动框架（5）；

所述滑动框架（5）包括有两个竖直设置的侧板（51）、两侧侧板（51）之间插接的连接平杆（52）和齿条（55），以及两个侧板（51）中心处互相靠近的一侧安装的卡扣（54），两个所述卡扣（54）分别与待测管件（1）两端开口处卡接，侧板（51）与卡扣（54）之间的间隙处粘接有受光板（53）；所述平移框架（2）两侧的两个环形框架（3）反向设置，待测管件（1）的两端分别与滑动框架（5）相连接，使得待测管件（1）被固定于滑动框架（5）内，两个外压轮（4）分别安装于平移框架（2）的两侧，两个环形框架（3）分别设置于外压轮（4）与平移框架（2）之间的间隙处，使平移框架（2）在滑动框架（5）内平移的过程中，通过平移框架（2）带动外压轮（4）与环形框架（3）同步产生平移；使环形框架（3）在平移的过程中，对待测管件（1）外径与外径轮廓面的瑕疵进行细微的检测；

所述环形框架（3）包括有绕待测管件（1）外侧环形设置的转环（31）、转环（31）直径方向上环形等距插接的多个外拉杆（34）及转环（31）侧面固定的环形齿（32），所述外拉杆（34）靠近待测管件（1）的一端安装有按压滑板（344），所述按压滑板（344）靠近待测管件（1）的一侧通过安装杆（346）转动连接有转轮（347），所述转轮（347）的转动方向与待测管件（1）侧弧面方向相同，所述按压滑板（344）上安装有与受光板（53）垂直设置的射光器（348）；

所述平移框架（2）包括有矩形框架（21）及矩形框架（21）各边处转动连接的第一转杆（24），所述第一转杆（24）一端安装有与齿条（55）啮合传动的内齿轮（25），靠近待测管件（1）的另一端安装有外齿轮（26），所述外齿轮（26）两侧同时与两个环形框架（3）上的环形齿（32）处啮合连接，所述矩形框架（21）上设有配合连接平杆（52）贯穿的通孔（22）；

所述环形框架（3）还包括有转环（31）直径方向上环形等距插接的多个内压杆（33），多个所述内压杆（33）均分别设置于多个外拉杆（34）两两之间中心处，所述外拉杆（34）远离待测管件（1）的外延段外侧环绕有第二弹簧（341），所述第二弹簧（341）一端与外拉杆（34）膨胀端固定，另一端与转环（31）外壳固定，所述按压滑板（344）上设置有卡夹（345），所述射光器（348）与卡夹（345）内凹处卡接；

所述内压杆（33）靠近待测管件（1）的一端安装有平杆（332），所述内压杆（33）与平杆（332）连接处设置于平杆（332）的中心处，所述内压杆（33）靠近平杆（332）的一段外侧还绕接有第一弹簧（331），所述第一弹簧（331）一端与转环（31）内壁固定，另一端与平杆（332）固定，所述平杆（332）的两个顶端均分别转动连接有第二连接杆（343），所述第二连接杆（343）远离平杆（332）的自由端与外拉杆（34）转动连接；

多个所述外拉杆（34）上均设置有两个配合第二连接杆（343）转轴处滑动的斜槽（342），两个所述斜槽（342）平行设置，所述外拉杆（34）上的两个斜槽（342）分别与两个第二连接杆（343）滑动连接；所述外拉杆（34）贯穿转环（31）的贯穿孔大于外拉杆（34）的外轮廓，使外拉杆（34）可相对转环（31）产生非轴向的摆动，两个第二连接杆（343）卡在拉杆（34）上的两个斜槽（342）靠边缘处的一端，使外拉杆（34）保持与转环（31）的径向重合。

2.如权利要求1所述的一种无缝钢管制造用外径检测设备，其特征在于：所述外压轮（4）包括有圆环形设置的外环形轮（41）与内环形轮（43）以及内环形轮（43）上转动连接的滚轮（42），所述外环形轮（41）与内环形轮（43）圆心重合设置，所述外环形轮（41）与内环形轮（43）之间通过连杆固定连接。

3.如权利要求2所述的一种无缝钢管制造用外径检测设备，其特征在于：所述矩形框架（21）两侧分别通过第一连接杆（23）与两个外压轮（4）的外环形轮（41）处固定，所述滚轮（42）与环形框架（3）上转环（31）处抵接。

4.如权利要求1所述的一种无缝钢管制造用外径检测设备，其特征在于：所述安装杆（346）呈一侧开口的矩形框形结构，所述安装杆（346）靠近开口处的两个竖直端均贯穿按压滑板（344），且贯穿处均设置有外螺纹，所述安装杆（346）上外螺纹处还旋合连接有两个螺帽结构，两个所述螺帽结构分别与按压滑板（344）两侧抵接。

5.如权利要求4所述的一种无缝钢管制造用外径检测设备，其特征在于：所述安装杆（346）远离开口的中间段设置有配合转轮（347）转动的内凹处。

6.如权利要求1所述的一种无缝钢管制造用外径检测设备，其特征在于：所述矩形框架（21）的四个拐角处均设置有通孔（22），所述连接平杆（52）与通孔（22）处滑动连接。