RU1798612C - Устройство дл контрол внутреннего диаметра трубы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  внутреннего диаметра и отклонений формы сечений длинномерных труб, а также других длинномерных цилиндрических изделий. Цель изобретени  - расширение диапазона контролируемых диаметров труб. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве между ползуном и штангой установлен узел разв зки в виде карданного подвеса, причем механизм фиксации оси ползуна выполнен в виде кольца с диаметром , меньшим контролируемого диаметра трубы, установленного на конце корпуса ползуна, жестко соединенного с карданным подвесом, и полукольца, установленного на другом конце ползуна, датчик касани  выполнен в виде подпружиненного штока с возможностью осевого перемещени  и установлен в корпусе ползуна перпендикул рно плоскости среза полукольца на одной оси с ним, датчик перемещени  выполнен в виде закрепленной одним концом в корпусе ползуна упругой консольной тензобалки в форме пластины, продольна  ось которой расположена параллельно оси корпуса, а на обеих поверхност х ее оеесимметрично укреплены четыре тензорезйстора, при этом свободный конец консольной балки подпру- жинивает внутренний конец штока, выполненный в виде полусферы . 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  внутреннего диаметра и отклонений формы сечений длинномерных труб, а также других длинномерных цилиндрических изделий.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет обеспечени  возможности использовани  его дл  измерени  малых диаметров длинномерных труб.

На фиг,1 показан общий вид устройства дл  контрол  внутреннего диаметра трубы; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг.З - общий вид ползуна со штангой; на фиг.4 ползун с датчиками касани  и перемещени , соединенный с карданным подвесом; на фиг.5 - кольцо механизма центрировани  ползуна; на фиг.б - втулка механизма центрировани ; на фиг.7 - датчик перемещени .

Устройство содержит основание 1, установленные на нем передвижные стойки 2, 3, 4с регулируемыми опорными роликами 5 и 6, привод 7 вращени  контролируемой трубы 8, состо щий из электродвигател  9, св занного с редуктором 10, в котором встроен датчик углового положени  контролируемой трубы 8 с ведущим роликом 11, ползун 12, размещенный внутри трубы 8, св занный

VI

ю

00 О

К

карданным подвесом 13 со штангой 14, на которой закреплена втулка 15, привод 16. со встроенным в него датчиком осевого пере- мещени  ползуна 12, имеющий электродвигатель 17 и ведущий ролик 18. Свободный конец штанги 14 удерживаетс  стойкой 19.

Механизм центрировани  ползуна 12 относительно оси контролируемой трубы 8 состоит из кольца 20, установленного на конце корпуса 1 ползуна 12, который жестко соединен с карданным подвесом 13, и втулки, торец которой срезан двум  взаимно перпендикул рными плоскост ми, выполненной в виде полукольца 22 с кольцом креплени  23, представл ющих одно целое и установленных на втором конце корпуса 21 ползуна 12. Причем кольцо 20 и полукольцо 22 выполнены таким образом, что их наружные диаметры меньше минимально возможного внутреннего диаметра контролируемой трубы 8. Карданный подвес 13 содержит втулку 24, соединительное кольцо 2.5, штифты 26. На торце втулки 24 расположен электрический разъем, позвол ющий соединить датчик перемещени  27 с электрическим кабелем 28. В корпусе 21 ползуна 12 установлен датчик касани , выполненный в виде цилиндрического ШТОКЕ 29, подпружиненного датчиком перемещени  27. Шток 29 имеет возможность осевого перемещени  в корпусе 21 ползуна 12 в пределах , определ емых возможным разбросом внутренних диаметров контролируемых труб. Концы штока 29.выполнены в виде полусфер дл  обеспечени  точечного касани  с одной стороны с контролируемой трубой 8, а с другой - с упругой консольной тензобалкой в виде пластины 30 датчика перемещени  27. На консольную упругую пластину 30 нанесены осесимметрично с двух сторон четыре тензорезистора 31 и контактные площадки на изол ционной основе 32. Упруга  консольна  тензобалка 3.0 датчика перемещени  27 жестко крепитс , например, с помощью винтового соединени  к корпусу 21 ползуна 12, подпружини- ва  при этом свободным концом шток 29. Ось штока 29 ориентирована в корпусе 21 перпендикул рно плоскости среза полукольца 22 и. находитс  на одной оси с осью последнего (полукольца 22). Консольна  тензобалка 30 выполнена из упругогб материала , например титана. Фиксаци  штифтов 26 в корпусе 21 осуществл етс  с помощью обжимающих колец 33.

. Устройство содержит также блок обра ботки сигналов 34, снимаемых с датчиков.

Блок обработки 23 соединен с датчиками с

помощью кабельных соединений, одно из

которых показано на фиг.З, позици  28. Блок обработки сигналов может быть снабжен цифровыми устройствами отсчета координат осевого и .углового перемещени 

ползуна 12 и соответствующей им величины диаметра контролируемой трубы 8.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом измерений на основа0 нии 1 устанавливаютс  передвижные стойки 2, 4 на рассто нии, несколько меньшем длины контролируемой трубы 8, а стойка 3 - примерно на одинаковом рассто нии от стоек 2 и 4, На опорные ролики 5, 6 и ведущий

5. ролик 11 привода вращени  7 укладываетс  контролируема  труба 8, в которую вводитс  ползун. 12, передвигаемый посредством штанги 14с помощью привода осевого перемещени  16.

0 В стандартном состо нии ползун 12 неподвижен и под действием собственного веса лежит на кольце 20 и полукольце 22, прилегающих нижними част ми образующих тороидальных поверхностей к внутрен5 ней цилиндрической поверхности контролируемой трубы 8. Штанга 14 одним концом опираетс  на внутреннюю поверхность трубы 8 посредством втулки 15, а другим концом - на ведущий ролик 18 привода

0 16 осевого перемещени . При этом карданный подвес 13 демпфирует вли ние возможных смещений оси штанги 14 относительно оси ползуна 12, предотвраща  тем самым осевой перекос последнего. Датчик касани 

5 29 под действием усили  подпружиниваю- щей упругой консольной пластины 30 датчика перемещени  27 соприкасаетс  внешней сферической поверхностью с внутренней поверхностью трубы 8. Электрический сиг0 нал с тензорезисторов 31, включенных, например , по мостовой схеме, поступает через разъем 26 и кабель 28 в блок обработки сигналов 34. Одновременно с этим в блок обработки сигналов 34 поступают сигналы с

5 датчиков осевого и углового положени  контролируемой трубы 8, В результате на цифровых табло блока обработки сигналов 34 индицируютс  одновременно значени  контролируемого внутреннего диаметра трубы

0 8, углова  и линейна  координаты положени  трубы 8.

В динамическом режиме включаетс  электродвигатель 9 и посредством редуктора 10 и ведущего ролика 11 поворачивает на

5 заданный угол контролируемую трубу 8. Датчик касани  29 занимает новое положение в корпусе 21 ползуна 12, при этом уровень сигнала, снимаемого с датчика перемещени , измен етс  и устанавливаетс  в соответствии с текущим значением контролируемого диаметра трубы 8. На цифровых табло угловой координаты трубы 8 и диаметра устанавливаютс  новые значени  этих величин.

По завершении цикла измерений, св - занных с изменением углового положени  контролируемой трубы 8, включаетс  электродвигатель 17 привода 16 осевого перемещени  и с помощью ведущего ролика 18 перемещает штангу 14 и св занный с ней ползун 12 в продольном направлении. При этом с датчика осевого перемещени  в блок обработки сигналов 34 поступает сообщение о новой линейной координате трубы 8. В заданном новом продольном положении трубы 8 повтор етс  цикл угловых перемещений трубы посредством привода 7 и измерений текущих значений диаметров контролируемой трубы 8. Причем изменение сигнала, поступающего с датчика 27 в блок 34 обработки сигналов, свидетельствует об изменении контролируемого диаметра . В блоке 34 обработки сигналов может быть встроен программатор, задающий все этапы полного цикла измерений и управл - ющий работой привода 16 осевого перемещени  и привода 7 вращени  контролируемой трубы 8,

ф о р мула изобретени  Устройство дл  контрол  внутреннего диаметра трубы, содержащее основание, размещенные на нем стойки с опорными роликами , привод дл  вращени  трубы, ползун , предназначенный дл  размещени  в полости трубы с возможностью осевого перемещени  и фиксации, механизм центрировани  ползуна, механизм слежени  за измэнением внутреннего диаметра трубы в виде датчика касани  и св занного с ним датчика перемещени  и блок обработки сигналов , соединенный с датчиком перемещений , отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона контролируемых диаметров труб, оно снабжено закрепленным на ползуне карданным подвесом, с которым св зан механизм центрировани  ползуна, выполненный в виде закрепленного на одном его конце кольца, жестко св занного с карданным подвесом, и установленный на другом его конце втулки, торец которой срезан двум  взаимно перпендикул рными плоскост ми, датчик перемещени  выполнен в виде упругой, консольно закрепленной на ползуне и пропущенной через кольцо тензобалки, на рабочих поверхност х которой осесимметрично размещены тензоре- зисторы, которые соединены с блоком обработки сигналов, а датчик касани  выполнен в виде размещенного в диаметральной плоскости втулки штока с полусферическими торцами, один из которых предназначен дл  взаимодействи  с консольным концом тензобалки, а другой - дл  взаимодействи  с поверхностью контролируемой трубы, при этом ось штока перпендикул рна продольной оси втулки.

/Zsy/W //7////Y/S///////

fflue./

26 24 К

20

20

0U8.5

Редактор

Составитель Е.Колесник

Техред М.Моргентал Корректор М.Самборска 

w

Фиг.3 « 2Э 22

7

22

22ФагБ

Фиг