CN207963749U - 一种平面度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面度测量装置，主要包括槽钢架，槽钢架前端和后端的两侧面分别对称开有两个长孔槽，其内安装有阶梯支撑轴，所述阶梯支撑轴内侧槽卡于槽钢架的长孔槽内，所述阶梯支撑轴外侧槽分别通过连杆和弹簧与卡子连接，所述卡子卡于被测工件两侧；槽钢架底部还开有一个行程槽，行程槽内安装有两个定位螺柱和支撑柱，两个定位螺柱分别位于支撑柱的两侧，所述定位螺柱通过滑块螺母卡于行程槽内，所述定位螺柱与滑块螺母螺纹配合；支撑柱通过滑块卡于行程槽内，支撑柱上还固定有钢板尺。该装置测量基准统一，而且制造及使用方便，适用直径范围广、厚度范围广的多种形状工件平面度测量，精度达到毫米等级。

Description

一种平面度测量装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备容器检测检验领域，具体为一种平面度测量装置，适用于一些化工设备管板或者其余平面件的平面度检测。

背景技术

近年来，石油、化工领域内随着化工装置的大型化，导致对设备容器的制造提出了更高的要求。对于一些大型换热器和反应器，管板直径可达到φ4000mm甚至更大。管板作为设备最主要的受压零部件之一，在确保管板强度的前提下，如何节约金属材料，降低制造成本则成了控制设备制造成本的主要手段。所以对于一些大型换热器和反应器，为兼顾经济性和使用性要求,越来越多地设计采用低合金管板作为基层，满足设备强度要求，而在其与腐蚀介质接触一面堆焊一层或多层耐蚀合金来满足耐腐蚀要求。

堆焊管板分别与管程、壳程的壳体相连接，管板的厚度需满足设备强度及耐腐蚀要求，管板的平面度则影响着管束安装的垂直度、换热面积的大小及换热管与管板的连接。管板平面度超标则可能导致管束安装倾斜，换热管伸不出管板等事件的发生；相对厚度较小，直径较大的管板其特性之一就是抗弯曲变形的能力较低。相当数量的堆焊管板存在不同程度的凹凸变形，所以需要后期通过机加工来保证管板的厚度及平面度，堆焊管板在堆焊后若平面度不能限定在一定尺寸内，则可能换热管会伸不出管板或在机加工后导致基层和覆层厚度不满足要求，导致不合格品的出现，给公司造成高额损失。

大型化工设备管板在满足强度的前提下，耐蚀覆层的堆焊一般分过渡层及面层两部分，过渡层及面层厚度的均匀程度一般要求在1mm范围内，精度不算太高。测量平面的平面度的方法有多种，大致可分为两大类：采用精密仪器和人工测量。若采用精密仪器测量，首先投入成本较高，包括设备成本、培训成本及维护成本；其次，操作环境要求严格，操作效率低，形成一组数据往往需要一个甚至几个小时。测量精度虽高但并没有必要。传统人工测量，操作随意性强，测量基准不统一，所形成的结果的准确性不高，影响后期技术人员对机加工裕量及机加工方法的正确判断。因此需要一种精度要求不需要太高的平面度测量装置来实现常规的平面度检验。

发明内容

本实用新型为了解决常规较低精度要求的平面度测量的问题，提供了一种平面度测量装置。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种平面度测量装置，包括槽钢架，所述槽钢架前端和后端的两侧面分别对称开有两个长孔槽，每个长孔槽内均安装有阶梯支撑轴，所述阶梯支撑轴内侧槽卡于槽钢架的长孔槽内，所述阶梯支撑轴外侧槽分别通过连杆和弹簧与卡子连接，所述卡子卡于被测工件两侧；所述槽钢架底部还开有一个行程槽，所述行程槽内安装有两个定位螺柱和支撑柱，两个定位螺柱分别位于支撑柱的两侧，所述定位螺柱通过滑块螺母卡于行程槽内，所述定位螺柱与滑块螺母螺纹配合；所述支撑柱通过滑块卡于行程槽内，所述滑块与支撑柱的接触面光滑，所述支撑柱上还固定有钢板尺。

本实用新型是为了实现较低精度的平面度测量而设计的，主要包括槽钢架，首先要保证槽钢材料的刚度及强度，要满足被测工件的测量要求，根据槽钢架本身的结构，在槽钢架前端和后端的两侧面对称开有两个长孔槽，该长孔槽内用于安装阶梯支撑轴，该阶梯支撑轴可在槽内移动，从而满足一定范围内不同大小工件的测量，其形状加工为阶梯状，内侧槽卡于槽钢架的长孔槽内，不仅保证了阶梯支撑轴的定位（即其只能沿着长孔槽移动），而且还保证了阶梯支撑轴两侧受弹簧拉力均匀；阶梯支撑轴外侧槽通过连杆和弹簧与卡子连接，卡子卡于在被测工件上。在槽钢架底部还开有行程槽，行程槽内安装有两个定位螺柱和支撑柱，定位螺柱用于抵靠被测工件来定位，支撑柱用于固定钢板尺以测量工件表面的平面度，定位螺柱通过滑块螺母卡于行程槽内，定位螺柱不仅可以水平移动，也可以通过螺纹传动上下移动，而支撑柱通过滑块卡于行程槽内，由于支撑柱和滑块的接触面光滑，因此支撑柱在滑块内可以上下移动，同时借助滑块实现左右移动，支撑柱上固定有钢板尺，通过支撑柱在行程槽内的左右上下移动，钢板尺也随之左右上下移动，使其读数也发生变化。本实用新型具体操作为：先将槽钢架放置于被测工件上并利用滑块螺母及定位螺柱放置于被测工件上，然后通过卡子、弹簧、连杆及阶梯支撑轴将槽钢架固定于被测工件上，弹簧自由选取，但必须保证弹簧处于拉伸状态，使槽钢架能牢固固定在被测工件上；然后选好基准面，再通过定位螺柱进行微调，使槽钢底面与基准面尺寸一样；以上步骤使测量基准统一，最后通过支撑柱在行程槽内的移动，运用一个普通的卡板放置于槽钢架顶部，与钢板尺接触，读取该位置上钢板尺上的数值（即为凹凸值）将某一条线上的凹凸值读出，得到一组凹凸值数据，根据此数据绘制二维坐标图，横坐标为测量点分布距离，纵坐标为凹凸度值，最后利用最小条件法或两端点连线法来评定该区域直线度；若将以上装置旋转90°再测量一组凹凸值数据，依据这两组数据采用对角线法进行评定该被测工件的平面度。通过以上数据的采集和处理即可得到某点的凹凸度，某方向的直线度及某平面的平面度；可进行多次操作，取平均值得到更准确的数据。

优选的，为了保证钢板尺的使用寿命，所述支撑柱与滑块的间隙小于钢板尺与滑块的间隙，所述钢板尺的底端高于支撑柱的底面；使得钢板尺不碰到滑块内的侧壁，每次移动均为支撑柱与滑块先接触，同时使钢板尺不与被测工件接触，防止变形。

优选的，为了保证与被测工件点接触，减少移动阻力，增加测量准确性及定位螺柱的使用寿命，因此所述定位螺柱和支撑柱底端为弧状。

优选的，为了使弹簧、连杆和卡子均可灵活更换同时又保持稳定，每个阶梯支撑轴处的弹簧均为三条，两根连杆的下端分别连接一条弹簧，两条弹簧的尾端连接，并与第三条弹簧的首端连接，第三条弹簧的尾端与卡子连接，这样形成Y形连接。

优选的，为了使得阶梯支撑轴、卡子的合力在竖直方向上，增加装置的稳定性，所述卡子下部还连接有配重件，配重件可以使卡子与被测工件接触更加稳定，从而测量更加准确。

优选的，为了提高了数值的可读性和可视性，从而保证读数的精确性，所述支撑柱和钢板尺整体的顶部还套装有用于读取钢板尺数值的卡盘，所述卡盘位于槽钢架顶部。

优选的，为了增加装置的使用寿命，所述定位螺柱和支撑柱均采用耐磨钢种材料。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：该装置测量基准统一，而且制造及使用方便，适用直径范围广、厚度范围广的多种形状工件平面度测量，精度达到毫米等级。另外，还可对该装置进行扩展应用，进行凹凸度检测及直线度检测。该装置在测量过程中操作简单、效率高，重量轻、方便使用，可在制造厂中进行应用推广。技术的主要内容包括：测量点可以自己选择，且可对一条线上任意点进行测量，测量点也可按照需求进行规则选点，为评定平面度或直线度提供了方便及可能性；测量基准统一；适用于多种形状零部件凹凸度测量；毫米级精度；可对各凹凸数值进行数据处理得到零部件直线度或平面度。

附图说明

图1为本实用新型的结构正视图。

图2为本实用新型的结构俯视图。

图3为本实用新型的结构左视图。

图4为图2中I处支撑柱与滑块的放大示意图。

图5为图2中A-A的截面图。

图中标记如下：

1-槽钢架，2-阶梯支撑轴，3-连杆，4-弹簧，5-卡子，6-配重件，7-滑块螺母，8-定位螺柱，9-支撑柱，10-钢板尺，11-滑块，12-被测工件，13-卡盘，14-长孔槽，15-行程槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行说明。

一种平面度测量装置，如图1、图2和图3所示，包括槽钢架1，所述槽钢架1前端和后端的两侧面分别对称开有两个长孔槽14，每个长孔槽14内均安装有阶梯支撑轴2，所述阶梯支撑轴2内侧槽卡于槽钢架1的长孔槽14内，所述阶梯支撑轴2外侧槽分别通过连杆3和弹簧4与卡子5连接，所述卡子5卡于被测工件两侧；所述槽钢架1底部还开有一个行程槽15，所述行程槽15内安装有两个定位螺柱8和支撑柱9，两个定位螺柱8分别位于支撑柱9的两侧，所述定位螺柱8通过滑块螺母7卡于行程槽15内，所述定位螺柱8与滑块螺母7螺纹配合；所述支撑柱9通过滑块11卡于行程槽15内，所述滑块11与支撑柱9的接触面光滑，所述支撑柱9上还固定有钢板尺10。

本实施例选用了优选方案，所述支撑柱9与滑块11的间隙小于钢板尺10与滑块11的间隙，如图4所示δ1＜δ2，所述钢板尺10的底端高于支撑柱9的底面；每个阶梯支撑轴2处的弹簧4均为三条，两根连杆3的下端分别连接一条弹簧4，两条弹簧4的尾端连接，并与第三条弹簧4的首端连接，第三条弹簧4的尾端与卡子5连接；所述定位螺柱8和支撑柱9底端为弧状；所述卡子5下部还连接有配重件6；所述支撑柱9和钢板尺10整体的顶部还套装有用于读取钢板尺10数值的卡盘13，所述卡盘13位于槽钢架1顶部，如图5所示；所述定位螺柱8和支撑柱9均采用耐磨钢种材料。

本实施例具体操作为：提前计算好槽钢架1的刚度及强度，满足被测工件12测量要求，本实施例中的被测工件12为堆焊管板，先将槽钢架1放置于堆焊管板上并利用滑块螺母7及定位螺柱8放置于堆焊管板上，然后根据堆焊管板的尺寸，在长孔槽14内移动阶梯支撑轴2，并通过卡子5、三根弹簧4、连杆3将槽钢架1固定于工件上，弹簧4可自由选取，但必须保证弹簧4处于拉伸状态，这样槽钢架1就能牢固固定在堆焊管板上；在卡子5上增加配重件6，并调整阶梯支撑轴2位置使得阶梯支撑轴2、卡子5的合力在竖直方向上，增加装置的稳定性；然后再通过定位螺柱8进行微调，使得槽钢架1底面与管板底面（或其他设定的基准面）尺寸一样（可使用钢板尺测量），以上步骤完成了测量基准的统一。之后移动在行程槽15内的支撑柱9，钢板尺10固定于支撑柱9上并装在滑块11上，移动滑块11时支撑柱9及钢板尺10组合件即可实现连动；而在槽钢架1上端面支撑柱9的上端装入卡盘13，读取卡盘13与钢板尺10的交界处的数值，即为该处的凹凸值；通过统一基准，将某一条线上的凹凸值读出，得到一组凹凸值数据；根据此数据绘制二维坐标图，横坐标为测量点分布距离，纵坐标为凹凸度值，最后利用最小条件法或两端点连线法来评定该区域直线度。将以上装置旋转90°再测量一组凹凸值数据，依据这两组数据采用对角线法进行评定该零部件的平面度。通过以上数据的采集和处理即可得到某点的凹凸度，某方向的直线度及某平面的平面度。可进行多次操作，取平均值得到更准确的数据。

本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种平面度测量装置，其特征在于：包括槽钢架（1），所述槽钢架（1）前端和后端的两侧面分别对称开有两个长孔槽（14），每个长孔槽（14）内均安装有阶梯支撑轴（2），所述阶梯支撑轴（2）内侧槽卡于槽钢架（1）的长孔槽（14）内，所述阶梯支撑轴（2）外侧槽分别通过连杆（3）和弹簧（4）与卡子（5）连接，所述卡子（5）卡于被测工件两侧；

所述槽钢架（1）底部还开有一个行程槽（15），所述行程槽（15）内安装有两个定位螺柱（8）和支撑柱（9），两个定位螺柱（8）分别位于支撑柱（9）的两侧，所述定位螺柱（8）通过滑块螺母（7）卡于行程槽（15）内，所述定位螺柱（8）与滑块螺母（7）螺纹配合；所述支撑柱（9）通过滑块（11）卡于行程槽（15）内，所述滑块（11）与支撑柱（9）的接触面光滑，所述支撑柱（9）上还固定有钢板尺（10）。

2.根据权利要求1所述的一种平面度测量装置，其特征在于：所述支撑柱（9）与滑块（11）的间隙小于钢板尺（10）与滑块（11）的间隙；所述钢板尺（10）的底端高于支撑柱（9）的底面。

3.根据权利要求1或2所述的一种平面度测量装置，其特征在于：所述定位螺柱（8）和支撑柱（9）底端为弧状。

4.根据权利要求1所述的一种平面度测量装置，其特征在于：每个阶梯支撑轴（2）处的弹簧（4）均为三条，两根连杆（3）的下端分别连接一条弹簧（4），两条弹簧（4）的尾端连接，并与第三条弹簧（4）的首端连接，第三条弹簧（4）的尾端与卡子（5）连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种平面度测量装置，其特征在于：所述卡子（5）下部还连接有配重件（6）。

6.根据权利要求3所述的一种平面度测量装置，其特征在于：所述支撑柱（9）和钢板尺（10）整体的顶部还套装有用于读取钢板尺（10）数值的卡盘（13），所述卡盘（13）位于槽钢架（1）顶部。

7.根据权利要求1所述的一种平面度测量装置，其特征在于：所述定位螺柱（8）和支撑柱（9）均采用耐磨钢种材料。