CN2209323Y - 可同时测量钢管外径和壁厚的量具 - Google Patents

Abstract

一种可同时测量钢管外径和壁厚的量具，其包括 一个直径尺和一个壁厚测量装置。壁厚测量装置通 过其上的安装孔与直径尺相配合。

Description

本实用新型涉及一种测量直径和壁厚的量具，更确切地说，涉及一种可同时测量钢管外径和壁厚的量具。

以往在小型热轧无缝钢管生产中多数是用外卡钳测量外径，并借助于钢板尺进行读数来求得外径的数值。在测量钢管厚度时，再用内卡钳读出内径的数值，将外径尺寸减去内径尺寸得出壁厚的尺寸。这种方法测出的是两点壁厚的平均值，不能真正反映出任一点上的壁厚。

此外，在测量钢管外径和壁厚时还常常使用游标卡尺和壁厚千分尺等量具，由于结构所限使测量范围受到限制。

原理相同已有的比上述量具尺寸显示部分更优越的量具包括CN    2047776，CN    86200469，US    4132001，US    3486236中公开的一种用三点法求得直径的量具。这种量具包括一个中空尺身，尺身的一端带有两个互成一定角度的固量量脚，尺身的空腔中包含一个带有刻度的滑尺。测量时，两个量脚和滑尺分别与管体外径上的三个点接触，根据以几何关系确定的滑尺上的刻度，能很快读出管的外径。这种方法简单易行，但其存在不能同时测出钢管厚度的缺点。

本实用新型的目的是提供一种能够同时测量钢管直径和壁厚的量具。

本实用新型是这样实现的，即设置一个直径尺，并在直径尺上配置一个壁厚测量装置。本实用新型的特征在于，直径尺部分包括一个中空柱形体尺身，尺身的一端上具有两个互成一定角度的固定量脚，尺身的中空腔中设置有滑尺，滑尺上有刻度，柱形体上部有一个缺口，缺口处有游标刻度；直径尺的尺身上装有厚度测量装置，该测量装置由可深入管内的壁厚测头和与直径尺相配合的安放孔以及将测头及安放孔连为一体的尺身构成，该尺身上设有与直径尺尺身缺口重叠设置的外径刻度窥视窗。

本实用新型所提供的量具，可以同时进行钢管的外径和壁厚测量，其结构简单，操作方便，实用性强，并可大大地缩短测量时间和简化测量过程。

下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

图4是本实用新型所述直径尺的总体图；

图5是图1所示直径尺中的滑尺视图；

图6是图1所示直径尺的尺身剖面图；

图7是图3所示直径尺尺身的侧视图；

图8是测厚千分尺与直径尺的装配分解图。

参照图4－7，其表示可同时测量钢管外径和厚度的量具的直径尺部分，该直径尺由尺身3和滑尺1组成，尺身3包括柱状中空体和位于中空体一端对称设置的外径量脚，两量脚之间呈一定角度，该角度可以是60°，90°或120°等易于制作和读数的角度，滑尺1位于中空体的空腔中，滑尺1上具有间隔为1毫米的刻度，滑尺的一端设置有直径大于空腔截面的档块8。中空体上部设有缺口，缺口处刻有游标刻度4，游标刻度的间隔为0.98毫米，当滑尺滑动时可直接通过滑尺上的刻度以及游标刻度进行读数。

直径尺的测量原理是：（见图1、2、3）

1.当∠AOB＝∠Rt，∠AOO′＝∠BOO′＝45°

AO′＝BO′＝PO′＝OA＝OB＝R

园半径由R变至R′，相应地d变至d′反之由d的变化大小即可得R增减多少。

d_R＝OO′－PO′＝

＝ $\sqrt{R{}^2\mathrm{+R}{}^2}$ －R＝ $\sqrt{2}R$ －R＝ $(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ R；

当R变至R＋1时，此时有：

d_（R＋1）＝ $\sqrt{\mathrm{(R+1)}{}^2\mathrm{+(R+1)}}{}^2$ －（R＋1）＝ $\sqrt{\mathrm{2(R+1)}}{}^2$ －（R＋1）＝

$(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ （R＋1）；变至（R＋2）后有

d_（R＋2）＝ $\sqrt{\mathrm{(R+2)}{}^2\mathrm{+(R+2)}{}^2}$ －（R＋2）＝ $\sqrt{\mathrm{2(R+2)}}{}^2$ －（R＋2）＝

$(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ （R＋2）；依此

：

：

d_（R＋M）＝ $(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ （R＋M）；

比较d_R与d_（R＋1）可见Δ₁＝d_（R＋1）－d_R＝ $(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ （R＋1）－ $(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ R

＝ $\sqrt{2}$ －1

比较d_（R＋1）与d_（R＋2）可见Δ₂＝d_（R＋2）－d_（R＋1）＝

$(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ （R＋2）－ $(\sqrt{2}\mathrm{-1)}$ （R＋1）＝ $\sqrt{2}$ －1

：

：

即园半径以等差级数升降时，d也以等差级数随之作相应变化。

2.当∠AOB＝60°时，∠AOO′＝∠BOO′＝30°

由图2可知ΔPO′A与ΔPO′B为等边三角形，不管园半径如何变化均有OP＝O′P＝R据之有OP在园半径变化后的增量为Δ＝d－d′＝O′P－O″P′＝R－R′（即园半径变化值）此时d随园直径变化量由分析可知：

R减1时d减1或直径减2时d减1，当然，直径减1时d减0.5。

3.当然我们还可以选择一个∠AOB角，使所接触园变化1mm有d－d′＝1mm，可以算出此角度为19°28′，由三角函数

sin19°28′＝

1/3 ，OO′30′B＝3R；

O″B′＝R＋1        OO″＝3（R＋1）

d′－d＝OO″－（R＋1）－［OO′－O′B］

＝OO″－R－1－3R＋R

＝3R＋3－R－1－2R

＝2

推导证实被测园直径增加2时，P点至P′的位移也是2。

由1、2、3的推导可得结论如下：

欲测一未知钢管（亦可测园棒）的外径在上述情况下可由P点的位置得知。

参见图8，其表示直径尺和厚度测量装置的装配分解图。厚度测量装置是一个测壁厚千分尺，它由深入管内的壁厚测头5和处于测头对侧且与直径尺相配合的安装孔7以及将测头及安装孔连成一体的尺身构成，位于测头和安装孔中间的尺身部分上设置有与直径尺尺身缺口重    叠的外径刻度窥视窗6，测量时要通过窥视窗6进行读数。直径尺可通过安装孔7和尺身上相应的螺孔装入厚度测量装置中。

本实用新型提供的可同时测量外径和厚度的量具适合于测量外径为0－80毫米，壁厚为0－12毫米的小型无缝钢管。

Claims (4)

1、一种能同时测量钢管外径和壁厚的量具，包括直径尺，直径尺由尺身和滑尺构成，尺身包括中空的柱形体，柱形体的一端上装有两个对称设置且成一定角度的量脚，滑尺上具有刻度，且滑尺装在中空体的空腔中，其特征在于，中空体的上部设置一个缺口，缺口上带有游标刻度，尺身上装有一个壁厚测量装置。

2、根据权利要求1所述的量具，其特征在于所述的壁厚测量装置是一个测厚千分尺，其包括深入管内的壁厚测头，和与直径相配合的安装孔，该安装孔处于测头的相对一侧，以及将测头和安装孔连为一体的尺身，在测头与安装孔中间的尺身上设有与直径尺尺身缺口重叠的外径刻度窥视窗。

3、根据权利要求1所述的量具，其特征在于当量脚间夹角为19°28′×2时，滑尺上的刻度间隔为1毫米，游标刻度的间隔为0.98毫米。

4、根据权利要求2所述的量具，其特征在于，直径尺和测壁厚装置之间是螺合的，共用了同一测（杆）头。

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