CN218895758U - 一种超大口径钛合金管材直线度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，包括：一安装底座；一首端卡位座，可拆卸设置于安装底座上；一尾端卡位座，与首端卡位座相对设置，且可移动的安装在安装底座上；首端卡位座和尾端卡位座之间用于卡装被测超大口径管材工件；一驱动装置，包括分别设置在首端卡位座和尾端卡位座上的管材卡装盘，用于带动被测超大口径管材工件沿其中心轴转动；一激光直线度检测装置，其包括激光发射器和激光接收器，激光发射器安装在首端卡位座的顶部，激光接收器安装在被测超大口径管材工件的上表面。其解决了现有大口径钛合金管材直线度测量中不易固定、测量精度低的问题。

Description

一种超大口径钛合金管材直线度检测装置

技术领域

本实用新型属于大口径钛合金管材直线度测量技术领域，具体涉及一种超大口径钛合金管材直线度检测装置。

背景技术

钛合金管材具有比强度高、耐蚀性好等特点，在航空、航天、石油、船舶以及核工业等领域具有广泛应用。近年来随着各工业领域建设的深化发展，对大规格、大尺寸钛合金管材的需求也逐渐增加。而大口径钛合金管材使用过程中质量和性能受零件尺寸、使用位置和形状误差的影响，直线度作为形状误差的主要因素之一，直接影响产品的使用。

在现有技术中，由于大口径长轴钛合金管材轴距长，内外径大导致固定困难，难以保证测量精度；而目前大口径钛合金管材直线度主要采用传统的千分表进行检测，数据读取过程困难，测量过程多次移动也易造成误差。且测量过程不连续，也大大影响测量结果的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，以解决现有大口径钛合金管材直线度测量中不易固定、测量精度低的的问题。

本实用新型采用以下技术方案：一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，包括：

一安装底座；

一首端卡位座，可拆卸设置于安装底座上；

一尾端卡位座，与首端卡位座相对设置，且可移动的安装在安装底座上；首端卡位座和尾端卡位座之间用于卡装被测超大口径管材工件；

一驱动装置，包括分别设置在首端卡位座和尾端卡位座上的管材卡装盘，用于带动被测超大口径管材工件沿其中心轴转动；

一激光直线度检测装置，其包括激光发射器和激光接收器，激光发射器安装在首端卡位座的顶部，激光接收器安装在被测超大口径管材工件的上表面。

进一步的，激光接收器的底部通过伸缩支架安装在底部托架上，底部托架用于卡装在被测超大口径管材工件上。

进一步的，安装底座的顶面设置有滑轨，尾端卡位座的底部连接设置有T型滑槽，T型滑槽用于沿滑轨往复移动。

进一步的，尾端卡位座的尾部连接有用于调节尾端卡位座位置的调节手柄。

进一步的，尾端卡位座上设置有用于将自身固定在滑轨上的锁死装置。

进一步的，管材卡装盘包括同轴连接的销轴、以及转台，转台为圆台体，转台较小的一端用于同轴插入被测超大口径管材工件的中心。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，能够有效进行超大口径钛合金管材直线度的精准测量；通过工件卡装机构和管材卡装盘的相互协调作用，保证大口径，长轴钛合金管材固定稳固，满足后续测量仪器的安装精度；采用激光直线度检测仪器代替传统的千分表，减少测量误差，也有效的提高了测量精准度。

附图说明

图1为本实用新型一种超大口径钛合金管材直线度检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种超大口径钛合金管材直线度检测装置的管材卡装盘的结构示意图；

图3为本实用新型一种超大口径钛合金管材直线度检测装置的激光接收器的安装结构示意图。

其中，1、激光发射器；2、首端卡位座；3、安装底座；4、T型槽；5、平面滑轨；6、管材卡装盘；61、销轴；62、转台；7、待测钛合金管材；8、激光接收器；9、位移调节手柄；10、尾端卡位座；11、锁死装置；12、底部托架；13、伸缩支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供了一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，如图1所示，高精度超大口径钛合金管材通常指直径大于240mm、壁厚大于5mm的管材。该检测装置包括：安装底座3、首端卡位座2、尾端卡位座10、驱动装置和激光直线度检测装置。

其中，安装底座3上设置有工件卡装机构，工件卡装机构包括相对设置的首端卡位座2和尾端卡位座2。首端卡位座2可拆卸设置于安装底座3上；尾端卡位座10与首端卡位座2相对设置，且可移动的安装在安装底座3上。首端卡位座2和尾端卡位座10之间用于卡装被测超大口径管材工件。尾端卡位座10用于靠近或远离首端卡位座2、以卡装不同长度的被测超大口径管材工件。首端卡位座2直接通过螺钉或者焊接的方式固定在安装底座1的一端；尾端卡位座10安装在另一端，且可以进行左右滑动。

驱动装置包括分别设置在首端卡位座2和尾端卡位座10上的管材卡装盘6，管材卡装盘6内部设置有低转速电动机，用于带动被测超大口径管材工件沿其中心轴转动。驱动装置的设置可以满足对检测工件不同角度直线度的测量。

激光直线度检测装置包括激光发射器1和激光接收器8，激光发射器1安装在首端卡位座2的顶部，激光接收器8安装在被测超大口径管材工件的上表面。通过激光直线度检测装置可以完成直线度的测量。

在一些实施例中，激光接收器8的底部通过伸缩支架13安装在底部托架12上，底部托架12用于卡装在被测超大口径管材工件上。激光接收器8与伸缩支架13相互连接，而后固定在底部托架12上。直线度检测时首先将激光接收器8放置在被测超大口径管材工件上，并调节伸缩支架13，使激光接收器8与激光发射器1位于同一水平线，与激光发射器8进行对焦后，沿着被测超大口径管材工件母线将底部托架12进行等距移动，共计统计N个位置上的倾斜角度和倾斜距离，采用最小包容法进行直线度的计算。

在一些实施例中，安装底座3的顶面设置有滑轨5，尾端卡位座10的底部连接设置有T型滑槽4，尾端卡位座10用于通过T型滑槽4沿滑轨5往复移动。实际使用中，滑轨5和T型滑槽4需要提前经过直线度检测且符合要求。

在一些实施例中，尾端卡位座10的尾部连接有用于调节尾端卡位座10位置的调节手柄9。通过调节手柄9可以方便的调节尾端卡位座10在安装底座3上的位置，便于适应对不同长度的钛合金管材的安装固定。

在一些实施例中，尾端卡位座10上设置有用于将自身固定在滑轨5上的锁死装置。

在一些实施例中，管材卡装盘6包括同轴连接的销轴61、以及转台62，转台62为圆台体，转台62较小的一端用于同轴插入被测超大口径管材工件的中心。管材卡装盘6的尺寸可以根据被测超大口径管材工件的尺寸进行相应的尺寸设计。

本实用新型一种超大口径钛合金管材直线度检测装置的校准方法，其包括以下步骤：

步骤一、根据被测超大口径管材工件的外径及其壁厚选择合适的管材卡装盘6；

步骤二、调节尾端卡位座10在滑轨5上的相对位置，将被测超大口径管材工件通过管材卡装盘6固定在首端卡位座2和尾端卡位座10之间；通过调整尾端卡位座10上的调节手柄9以保证被测超大口径管材工件装夹的稳定性；而后转动锁死手柄，将尾端卡位座10与滑轨5锁定；

步骤三、将激光接收器8放置在被测超大口径管材工件上沿着母线位置等间距进行移动，同时激光发射器1测量数据并传输至计算机后台进行分析处理；

步骤四、通过驱动装置旋转被测超大口径管材工件，重复步骤三的操作，测量被测超大口径管材工件在不同角度下的直线度。

其中，步骤三的具体测量方法为：

(1)测量被测超大口径管材工件总长，根据被测超大口径管材工件长度合理设计激光接收器底部托架12的板桥L的长度，板桥的长度即底部托架12的宽度，确定后续测量相邻两点的距离。

(2)将激光直线度测量装置主体1稳定的安装在尾端卡位座10上，将激光接收器8放置于被测超大口径管材工件的另一端，调整伸缩支架13，使激光接收器14上的十字刻线的影像处于直线度测量仪目镜中心，然后将激光直线度测量装置移动到被测超大口径管材工件的另一端，在激光直线度测量装置的目镜视场中仍然可以观察到十字刻线；否则需要调整激光直线度测量装置或者伸缩支架13，直到激光接收器8上的十字刻线均在视场中心位置。

(3)激光接收器8依次由远及近的等距离移动板桥长度L，逐点进行数据读取。

(4)将激光接收器8返回移动，重新在各个位置上进行读数，激光接收器8返回的位置应与前者保持一致，去掉两次读数的平均值作为此次测量结果。

(5)采用最小包容法的算法，通过已消倾斜的数据处理方法进行直线度评估。

随着各工业领域建设的深化发展，对大规格、大尺寸钛合金管材的需求也逐渐增加，而大口径钛合金管材使用过程中质量和性能受零件尺寸、使用位置和形状误差的影响，直线度作为形状误差的主要因素之一，直接影响产品的使用，如何精确进行直线度的测量显得尤为重要。相对于小口径管材而言，大口径管材直径更大，相对曲率更小，更易变形，同时由于钛合金具有高强度，高韧性，回弹明显等特性，在加工大口径小壁厚的管材时，管材定径成型后，经常会变形，管材直线度也会加之变化，且跳动明显，严重影响管材的使用。同时由于大口径管材相对于小口径管材圆周截面更宽，进行直线度测量时需要测量的圆周面积更大，采用普通的千分尺进行测量的过程更加费时、费力，测量过程中也易导致数据读取困难，多次且大面积移动测量也易造成误差。

通过本实用新型首端卡位座和管材卡装盘的配套设计，可以有效且精准的进行被测钛合金管材的固定，为后续直线度的精准测量提供保障。需要说明的是本实施例中管材卡装盘为可拆卸件，同时可根据被测工件的内外径进行尺寸合理设计；底部滑轨和T型滑槽的设计是为了便于尾端卡位座的移动，以满足不同长度管材的测量安装。

本实用新型提供的钛合金管材直线度的检测装置及其方法能够有效进行超大口径钛合金管材直线度的精准测量。通过工件卡装机构和管材卡装盘的相互协调作用，保证大口径，长轴钛合金管材固定稳固，满足后续测量仪器的安装精度；采用激光直线度检测仪器代替传统的千分表，减少测量误差，也有效的提高了测量精准度。

Claims (6)

1.一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，其特征在于，包括：

一安装底座(3)；

一首端卡位座(2)，可拆卸设置于所述安装底座(3)上；

一尾端卡位座(10)，与所述首端卡位座(2)相对设置，且可移动的安装在所述安装底座(3)上；所述首端卡位座(2)和所述尾端卡位座(10)之间用于卡装被测超大口径管材工件；

一驱动装置，包括分别设置在所述首端卡位座(2)和所述尾端卡位座(10)上的管材卡装盘(6)，用于带动被测超大口径管材工件沿其中心轴转动；

一激光直线度检测装置，其包括激光发射器(1)和激光接收器(8)，所述激光发射器(1)安装在所述首端卡位座(2)的顶部，所述激光接收器(8)安装在被测超大口径管材工件的上表面。

2.如权利要求1所述的一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，其特征在于，所述激光接收器(8)的底部通过伸缩支架(13)安装在底部托架(12)上，所述底部托架(12)用于卡装在被测超大口径管材工件上。

3.如权利要求1或2所述的一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，其特征在于，所述安装底座(3)的顶面设置有滑轨(5)，所述尾端卡位座(10)的底部连接设置有T型滑槽(4)，所述T型滑槽(4)用于沿所述滑轨(5)往复移动。

4.如权利要求3所述的一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，其特征在于，所述尾端卡位座(10)的尾部连接有用于调节所述尾端卡位座(10)位置的调节手柄(9)。

5.如权利要求4所述的一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，其特征在于，所述尾端卡位座(10)上设置有用于将自身固定在所述滑轨(5)上的锁死装置。

6.如权利要求1或2所述的一种超大口径钛合金管材直线度检测装置，其特征在于，所述管材卡装盘(6)包括同轴连接的销轴(61)、以及转台(62)，所述转台(62)为圆台体，所述转台(62)较小的一端用于同轴插入被测超大口径管材工件的中心。

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