CN220853492U - 管件深孔检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管件深孔检测装置，包括底座，底座上安装有两个相对设置的管件夹持组件，管件夹持组件包括夹持座和夹持机构；夹持机构包括与夹持座转动配合的夹持套和固定安装在夹持套内的夹持芯，夹持芯内设有中心通孔，两个夹持芯的中心通孔同轴，且两个夹持芯相向的一端分别设有与待测管件端部配合的锥形夹持槽，锥形夹持槽与中心通孔同轴；底座上还安装有内孔测量组件，内孔测量组件包括测量座，测量座上安装有穿过中心通孔并伸入待测管件内的测量杆，测量杆上安装有用于对待测管件的内孔进行检测的光谱共焦位移传感器。本实用新型的管件深孔检测装置，能够方便地对深孔直线度进行检测，具有操作简单、检测可靠性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于无损检测技术领域，具体的为一种管件深孔检测装置。
背景技术
目前深孔直线度检测分为三个步骤：第一步，将深孔零件等分成n分，检测元件分别移动到n+1个深孔截面位置处；第二步，检测并计算求得各深孔截面的中心；第三步，运用两端点连线法、最小区域法、最小二乘法找出理想的直线度误差评定基线，计算出深孔直线度。
现阶段，大多数深孔直线度检测方法的装置中元器件较多，如利用PSD、激光、机器视觉等方法检测直线度，均有光源发射器，与内孔接触的自定心装置等元件。这些方法都有两个缺点：一、装配精度要求高，调试困难；二、在检测过程中，与内孔接触的辅助检测元件易与工件内孔相互磨损。另外，有采用光谱共焦传感器检测液压缸直线度的检测装置，其在检测过程中采用光谱共焦测针测量杆旋转采集液压缸内部轮廓，但需要测量杆自转带动光谱共焦传感器转动，由于受测量杆自重影响、回转过程中测量杆颤动及回转运动机构误差影响，导致计算的截面圆中心不准确，导致计算出的液压缸体直线度检测精度与重复检测精度较低，尤其当深孔直径越小，深孔长度越长，则所使用的的测量杆直径越小，长度越长，受测量杆自重下垂及回转颤动的影响越大，导致检测误差越大，不适用于小直径深孔直线度的检测场景。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种管件深孔检测装置，能够方便地对深孔直线度进行检测，具有操作简单、检测可靠性好的优点。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种管件深孔检测装置，包括底座，所述底座上安装有两个相对设置用于夹持待测管件的管件夹持组件，所述管件夹持组件包括夹持座和夹持机构；所述夹持机构包括与所述夹持座转动配合的夹持套和固定安装在所述夹持套内的夹持芯，所述夹持芯内设有中心通孔，两个所述夹持芯的所述中心通孔同轴，且两个所述夹持芯相向的一端分别设有与待测管件端部配合的锥形夹持槽，所述锥形夹持槽与所述中心通孔同轴；
所述底座上还安装有内孔测量组件，所述内孔测量组件包括测量座，所述测量座上安装有穿过所述中心通孔并伸入待测管件内的测量杆，所述测量杆上安装有用于对待测管件的内孔进行检测的光谱共焦位移传感器；
所述底座上设有与所述中心通孔的轴线平行的第一轨道，两个所述夹持座中，至少一个所述夹持座与所述第一轨道滑动配合，且所述底座上设有用于驱动所述夹持座沿着第一轨道移动以调节两个所述夹持座之间的距离的夹持驱动组件；
所述底座上设有与所述中心通孔的轴线平行的第二轨道，所述测量座与所述第二轨道滑动配合，且所述底座上设有用于驱动所述测量座沿着所述第二轨道移动以调节所述光谱共焦位移传感器在被测管道内的轴向位置的测量驱动组件；所述夹持座上安装有用于驱动所述夹持套转动以驱动待测管件转动的转动驱动组件。
进一步，两个所述夹持座均滑动配合安装在所述第一轨道上。
进一步，所述夹持驱动组件包括与所述第一轨道平行的齿条和分别安装在两个所述夹持座上的主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿条啮合，且所述夹持座上还安装有与所述主动齿轮传动连接的夹持驱动电机。
进一步，所述夹持套内设有安装锥孔，所述夹持芯过盈配合安装在所述安装锥孔内。
进一步，所述内孔测量组件设为两个，两个所述管件夹持组件位于两个所述内孔测量组件之间。
进一步，所述测量驱动组件与所述内孔测量组件一一对应设置，所述测量驱动组件包括与所述第二轨道平行的滚珠丝杆和与所述滚珠丝杆传动连接的测量驱动电机，所述测量座与对应的所述滚珠丝杆螺纹配合。
进一步，所述夹持套与所述夹持座之间设有轴承，所述转动驱动组件包括转动驱动电机和与所述转动驱动电机传动连接的主动带轮，所述夹持套上与所述主动带轮对应安装有被动带轮，所述主动带轮与所述被动带轮之间设有传动带。
进一步，所述测量座上设有用于调节所述测量杆方向的微调装置。
进一步，两个所述管件夹持组件之间设有用于支撑待测管件的至少一个管件支撑组件。
进一步，两个所述管件夹持组件之间设有用于对待测管件的外圆进行检测的至少一个外圆检测组件；所述外圆检测组件包括用于与待测管件接触配合的测针和用于检测测针位移的差动变压器式位移传感器。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的管件深孔检测装置，使用时，利用夹持驱动组件使两个管件夹持组件的夹持座相对移动，将待测管件夹持在两个管件夹持组件的夹持芯之间；而后利用测量驱动组件驱动测量座沿着第二轨道移动，使测量杆穿过夹持芯的中心通孔后进入到待测管件内，利用安装在测量杆上的光谱共焦位移传感器对待测管件的能够进行测量；在测量过程中，可以利用转动驱动组件驱动夹持机构相对于夹持座转动，从而带动待测管件相对于光谱共焦位移传感器转动，光谱共焦位移传感器可采集待测管件内壁周向任意方向位置的距离数据，可以得到待测管件在光谱共焦位移传感器所在位置的截面处的中心点；当一个位置检测完成后，可以利用测量驱动组件驱动测量座移动，以调节光谱共焦位移传感器在待测管件内的位置后再次进行测量；如此，可以得到待测管件不同位置处的中心点位置，通过这些中心点位置即可计算得到待测管件的直线度，具有操作简单、检测可靠性好的优点；当然，本实用新型的管件深孔检测装置还可以对待测管件内壁上的一些特殊结构(如膛线)等的尺寸和加工精度进行测量。
通过设置外圆检测组件，利用光谱共焦位移传感器和外圆检测组件对待测管件的同一个位置进行测量，可以得到待测管件在该位置处的同心度。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型管件深孔检测装置实施例的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为图3的B区域放大图。
附图标记说明：
1-待测管件；
10-底座；11-夹持座；12-夹持套；13-夹持芯；14-轴承；15-中心通孔；16-锥形夹持槽；17-第一轨道；18-夹持驱动电机；19-测量座；20-测量杆；21-光谱共焦位移传感器；22-第二轨道；23-滚珠丝杠；24-测量驱动电机；25-转动驱动电机；26-主动带轮；27-被动带轮；28-传动带；29-微调装置；30-管件支撑组件；31-测针；32-差动变压器式位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，本实施例的管件深孔检测装置，包括底座10，底座10上安装有两个相对设置用于夹持待测管件1的管件夹持组件。具体的，本实施例的管件夹持组件包括夹持座11和夹持机构。本实施例的夹持机构包括与夹持座11转动配合的夹持套12和固定安装在夹持套12内的夹持芯13。具体的，本实施例的夹持套12与夹持座11之间设有轴承14，夹持套12内设有安装锥孔，夹持芯13过盈配合安装在安装锥孔内。本实施例的夹持芯13内设有中心通孔15，两个夹持芯13的中心通孔15同轴，且两个夹持芯13相向的一端分别设有与待测管件1端部配合的锥形夹持槽16，锥形夹持槽16与中心通孔15同轴，当待测管件1的端部与锥形夹持槽16接触时，利用锥形夹持槽16的圆形面可使待测管件1自动对心，不仅可以将待测管件1夹持固定在两个夹持芯13之间，而且还可以使被夹持固定的待测管件1与中心通孔15同轴。
具体的，本实施例中，底座10上设有与中心通孔15的轴线平行的第一轨道17，两个夹持座11中，至少一个夹持座11与第一轨道17滑动配合，且底座10上设有用于驱动夹持座11沿着第一轨道17移动以调节两个夹持座11之间的距离的夹持驱动组件。本实施例的两个夹持座11均滑动配合安装在第一轨道17上。本实施例的夹持驱动组件包括与第一轨道17平行的齿条(图中未视出)和分别安装在两个夹持座11上的主动齿轮(图中未视出)，主动齿轮与齿条啮合，且夹持座11上还安装有与主动齿轮传动连接的夹持驱动电机18。当然，在其他一些实施方式中，夹持驱动组件还可以采用现有的其他多种方式实现，如滚珠丝杆机构、带传动机构等，不再赘述。
底座10上还安装有内孔测量组件。具体的，内孔测量组件包括测量座19，测量座19上安装有穿过中心通孔15并伸入待测管件1内的测量杆20，测量杆20上安装有用于对待测管件的内孔进行检测的光谱共焦位移传感器21。本实施例的底座10上设有与中心通孔15的轴线平行的第二轨道22，测量座19与第二轨道22滑动配合，且底座10上设有用于驱动测量座20沿着第二轨道22移动以调节光谱共焦位移传感器21在被测管道1内的轴向位置的测量驱动组件。本实施例的优选实施方式中，内孔测量组件设为两个，两个管件夹持组件位于两个内孔测量组件之间，即可同时利用两个光谱共焦位移传感器21对被测管道1内孔进行检测。本实施例的测量驱动组件与内孔测量组件一一对应设置，测量驱动组件包括与第二轨道22平行的滚珠丝杆23和与滚珠丝杆23传动连接的测量驱动电机24，测量座19与对应的滚珠丝杆23螺纹配合。当然，测量驱动组件还可以采用现有的多种方式实现，如齿轮齿条机构、带传动机构等，不再赘述。
本实施例的夹持座11上安装有用于驱动夹持套12转动以驱动待测管件1转动的转动驱动组件。本实施例中，转动驱动组件包括转动驱动电机25和与转动驱动电机25传动连接的主动带轮26，夹持套12上与主动带轮26对应安装有被动带轮27，主动带轮26与被动带轮27之间设有传动带28。当然，在其他一些实施方式中，转动驱动组件也可以采用现有的多种方式实现，如齿轮传动机构等，不再赘述。
在本实施例的优选实施方式中，测量座19上设有用于调节测量杆20方向的微调装置29，以保证测量杆20与中心通孔15及待测管件1之间的同轴度，避免光谱共焦位移传感器21与待测管件1的内壁接触。
在本实施例的优选实施方式中，两个管件夹持组件之间设有用于支撑待测管件1的至少一个管件支撑组件30，在待测管件1被两个夹持芯13夹持固定前，可以先将待测管件1放置在管件支撑组件30上，而后再利用夹持驱动组件驱动两个夹持座11相对移动实现待测管件1的夹持固定。
在本实施例的优选实施方式中，两个管件夹持组件之间设有用于对待测管件1的外圆进行检测的至少一个外圆检测组件。本实施例的外圆检测组件包括用于与待测管件1接触配合的测针31和用于检测测针31位移的差动变压器式位移传感器32，如此，可以通过外圆检测组件测量待测管件1在转动过程中的外圆跳动，以评估待测管件1的弯曲状况，辅助测量待测管件1的直线度。
具体的，采用本实施例上述管件深孔检测装置测量管件同心度的方法包括如下步骤：
步骤一：将待测管件1置于两个夹持芯13之间，利用夹持驱动组件调节夹持座11沿着第一轨道17移动以调整两个夹持座11之间的相对距离，并利用锥形夹持槽16与待测管件1之间的配合关系定位待测管件1，使待测管件1两端端面的中心位于夹持芯13的轴线上。
步骤二：利用测量驱动组件驱动测量座19沿着第二轨道移动，使测量杆20穿过中心通孔15并使光谱共焦位移传感器21到达待测管件1内孔内的设定位置处；调节测针31，使测针31与待测管件1设定位置处的外壁接触配合。
步骤三：调整光谱共焦位移传感器21和测针31方向，使光谱共焦位移传感器21的测量方向与测针31同轴。
步骤四：利用转动驱动组件驱动夹持套12绕中心通孔15的轴线转动；
利用光谱共焦位移传感器21测量得到待测管件1内孔内壁与光谱共焦位移传感器21之间的距离数据：
Din＝(din-1,din-2,…,din-i,…,din-n)
其中，Din表示待测管件转动一周由光谱共焦位移传感器测量得到的距离数据集；din-i表示由光谱共焦位移传感器测量得到的第i个距离数据；n表示待测管件转动一周由光谱共焦位移传感器测量得到的距离数据的数量。
利用差动变压器式位移传感器32测量得到测针31在待测管件1转动一周过程中的位移曲线；在位移曲线上选取与距离数据集中的每个距离数据采集点对应的位移数据，并由位移数据得到位移数据集：
D＝(d1,d2,…,di,…,dn)
其中，D表示位移数据集；di表示与距离数据din-i对应的第i个位移数据。
步骤五：求解待测管件1在设定位置处的同心度：
将距离数据集Din与位移数据集D作差，得到中间数据集：
ΔD＝(Δd1,Δd2,…,Δdi,…,Δdn)
Δdi＝|din-i-di|
其中，ΔD表示中间数据集；Δdi表示中间数据集中的第i个数据；
则待测管件在设定位置处的同心度为：
ΔE＝(Δdmax-Δdmin)/2
其中，ΔE表示待测管件在设定位置处的同心度；Δdmax表示中间数据集中的最大值；Δdmin表示中间数据集中的最小值。
步骤六：分别调整光谱共焦位移传感器和测针的位置，循环执行步骤三，得到待测管件在不同位置处的同心度。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种管件深孔检测装置，其特征在于：包括底座，所述底座上安装有两个相对设置用于夹持待测管件的管件夹持组件，所述管件夹持组件包括夹持座和夹持机构；所述夹持机构包括与所述夹持座转动配合的夹持套和固定安装在所述夹持套内的夹持芯，所述夹持芯内设有中心通孔，两个所述夹持芯的所述中心通孔同轴，且两个所述夹持芯相向的一端分别设有与待测管件端部配合的锥形夹持槽，所述锥形夹持槽与所述中心通孔同轴；
所述底座上还安装有内孔测量组件，所述内孔测量组件包括测量座，所述测量座上安装有穿过所述中心通孔并伸入待测管件内的测量杆，所述测量杆上安装有用于对待测管件的内孔进行检测的光谱共焦位移传感器；
所述底座上设有与所述中心通孔的轴线平行的第一轨道，两个所述夹持座中，至少一个所述夹持座与所述第一轨道滑动配合，且所述底座上设有用于驱动所述夹持座沿着第一轨道移动以调节两个所述夹持座之间的距离的夹持驱动组件；
所述底座上设有与所述中心通孔的轴线平行的第二轨道，所述测量座与所述第二轨道滑动配合，且所述底座上设有用于驱动所述测量座沿着所述第二轨道移动以调节所述光谱共焦位移传感器在被测管道内的轴向位置的测量驱动组件；所述夹持座上安装有用于驱动所述夹持套转动以驱动待测管件转动的转动驱动组件。
2.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：两个所述夹持座均滑动配合安装在所述第一轨道上。
3.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：所述夹持驱动组件包括与所述第一轨道平行的齿条和分别安装在两个所述夹持座上的主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿条啮合，且所述夹持座上还安装有与所述主动齿轮传动连接的夹持驱动电机。
4.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：所述夹持套内设有安装锥孔，所述夹持芯过盈配合安装在所述安装锥孔内。
5.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：所述内孔测量组件设为两个，两个所述管件夹持组件位于两个所述内孔测量组件之间。
6.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：所述测量驱动组件与所述内孔测量组件一一对应设置，所述测量驱动组件包括与所述第二轨道平行的滚珠丝杆和与所述滚珠丝杆传动连接的测量驱动电机，所述测量座与对应的所述滚珠丝杆螺纹配合。
7.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：所述夹持套与所述夹持座之间设有轴承，所述转动驱动组件包括转动驱动电机和与所述转动驱动电机传动连接的主动带轮，所述夹持套上与所述主动带轮对应安装有被动带轮，所述主动带轮与所述被动带轮之间设有传动带。
8.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：所述测量座上设有用于调节所述测量杆方向的微调装置。
9.根据权利要求1所述的管件深孔检测装置，其特征在于：两个所述管件夹持组件之间设有用于支撑待测管件的至少一个管件支撑组件。
10.根据权利要求1-9任一项所述的管件深孔检测装置，其特征在于：两个所述管件夹持组件之间设有用于对待测管件的外圆进行检测的至少一个外圆检测组件；所述外圆检测组件包括用于与待测管件接触配合的测针和用于检测测针位移的差动变压器式位移传感器。
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