Устройство для измерения внутреннего диаметра трубы Советский патент 1987 года по МПК G01B5/12 

1 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения внутреннего диаметра и отклонений формы сечений длинномерных труб.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерения за счет введения датчика касания, точного центрирования ползуна с измерительными датчиками относительно ос измеряемой трубы и автоматического перемещения ползуна в измеряемые сечения трубы.

На фиг. 1 показано устройство для измерения внутреннего диамет За трубы, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1; на фиг. 5 - ползун с механизмом слежения за изменением внутреннего диаметра трубы.

Устройство содержит основание 1, установленные на нем передвижные стойки 2 - 4 с регулируемыми опорными роликами 5 и 6, привод 7 вращения измеряемой трубы 8, состоящий из электродвигателя 9, связанного через червячный редуктор 10 с ведущим роликом 11, ползун 12, размещенный внутри трубы 8 и связанный сильфонной муфтой 13 со штангой 14, на которой закреплена втулка 15 с шарнирными опорами 16, настраиваемыми на диамет измеряемой трубы 8, привод 17 осевого перемещения ползуна 12, имеющий электродвигатель 18 и ведущий ролик 19, к которому поджата штанга 14 через подпружиненный ролик 20, Свободный конец штанги 14 удерживается стойкой 21, на которой установлен профилированный ролик 22 с выступом, входящим в нижний продольный паз штанги и предотвращающим поворот штанги вокруг оси, и конечный выключатель 23, взаимодействуюш 1й с кулачком 24, закрепленным в верхнем продольном пазу штанги 14, при этом расстояния между кулачками 24 определяют расстояния между измеряемыми поперечными сечениями трубы 8.

На трубе 8 закреплен хомут 25 с кулачками 26, а на стойке 21 - конечный выключатель 27, взаимодействующий с кулачками 26, при этом расстояния между кулачками 26 определяют угол между измеряемыми продольным сечениями трубы 8.

0

Механизм центрирования ползуна состоит из закрепленных на корпусе 28 ползуна 12 двух радиальных аэростатических подшипников 29, в карманах которых установлены дроссели 30, соединенные через пневмораспредели- тель 31 с магистралью 32 сжатого воздуха или атмосферой.

Механизм слежения за изменением внутреннего диаметра трубы 8 размещен внутри ползуна 12 и содержит датчик 33 касания с наконечником 34,-датчик 35 перемещений, вал 36 с блоком 37 из двух зубча1Ъ1Х колес, зубчатую рей ку 38, одним концом связанную со штоком 39 пневмоцилиндра 40, а другим взаимодействующую с датчиком 35 перемещений, зубчатую рейку 41, закрепленную на корпусе датчика 33 касания, пружины 42 и 43 для выбора зазоров в зубчатых зацеплениях.

Полость пневмоцилиндра 40 соединена с магистралью 32 сжатого воздуха или атмосферой через пневмораспределитель 44. Реле 45 давления предназначено для отключения электродвигй.- телей 9 и 18 приводов 7 и 17 при падении давления в аэростатических подшипниках 29, а дроссель 46 регули0 рует скорость перемещения штока 39 и датчика 33 касания.

Устройство содержит также шкаф 47 для размещения в нем аппаратов электропневмоавтоматики, блок 48 цифрово5 го отсчета координаты осевого перемещения ползуна 12, блок 49 цифрового отсчета угловой координаты поворота трубы 8, блок 50 цифрового отсчета датчика 35 перемещений и авто0 матическое печатающее устройство 51.

Устройство работает следующим образом.

Ползун 12 вводят в измеряемую

5 трубу 8 нажатием на пусковую кнопку (не показана) системь управления автоматическим циклом измерений, после чего включается электромагнит пневмо- распределителя 31 и из линии 32 сжаQ того воздуха через дроссели 30 воздух поступает в карманы аэростатических подшипников 29, благодаря чему ползун 12 самоцентрируется относительно геометрической оси внутреннего диасс метра трубы. Одновременно включается электромагнит пневмораспределителя 44 и в поршневую полость пневмоцилиндра 40 поступает под давлением воздух, который перемещает поршень со штоком

39 и зубчатую рейку 38, последняя, в свою очередь, перемещает вправо наконечник датчика 35 перемещений и одновременно вращает блок 37 зубчатых колес, верхнее колесо которого пеФормула изобретени

Устройство для измерения внутрен него диаметра трубы, содержащее основание, закрепленные на нем опорны

ремещает зубчатую рейку 41 с датчиком 33 касания от центра к периферии ползуна 12. В момент касания наконечника 43 датчика 33 с внутренней поверхностью трубы 8 включается авто-fО РОлики, привод вращения измеряемой матическое печатающее устройство 51, трубы, ползун, размещаемый внутри выполняющее распечатку радиальной трубы с возможностьюг перемещения координаты - диаметра трубы, круго- ВДОль нее, механизм центрирования вой координаты - угла поворота тру- ползуна относительно оси трубы и бы 8 от нуля или точки по окружности,f5 размещенный внутри ползуна механизм в которой выполнено измерение, осевой координаты ползуна 12 - расстояния от торца трубы 8 до поперечного сечения, в котором вьтолнено измерение, и результаты в цифровом виде 20 выводятся на табло блоков 48 - 50. Затем отключается электромагнит пнев- мораспределителя 44 и под действием

слежения за изменением внутреннего диаметра трубы, выполненный в виде пневмоцилиндра, соединенного с магистралью сжатога воздуха, и кинематически связанного с ним датчика перемещений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, оно снабжено датчиком касания, механизм центрирования ползуна выполнен в виде закрепленных на наружной поверхности ползуна двух аэростатических подшипников с дросселями, соединенны ми с магистралью сжатого воздуха, а

пружины поршень пневмоцилиндра 40 движется до упора и отводит наконечник 34 датчика 33 касания от стенки трубы 8, включается злектро- двигатель 9 привода 7 вращения трубы 8 и при наезде кулачка 26 на ко25

слежения за изменением внутреннего диаметра трубы, выполненный в виде пневмоцилиндра, соединенного с магистралью сжатога воздуха, и кинематически связанного с ним датчика перемещений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, оно снабжено датчиком касания, механизм центрирования ползуна выполнен в виде закрепленных на наружной поверхности ползуна двух аэростатических подшипников с дросселями, соединенными с магистралью сжатого воздуха, а

нечный выключатель 27 выполняется по-30 механизм слежения за изменением внут- следовательность описанных операций. При наезде последнего из кулачков 26 на конечный выключатель 27 и выполнении измерения в этой точке трубы 8 счетчик импульсов (на чертеже не 35 показан) включает электродвигатель 18 П15ивода 1 7 осевого перемещения ползуна 12. При наезде кулачка 24 на . конечный выключатель 23 отключается электродвигатель 18 и вновь включа- 40 ется электродвигатель 9 начинается измерение в новом сечении трубы 8. После измерений в последнем сечении трубы счетчик импульсов реверсирует

реннего диаметра трубы выполнен в виде размещенных на общем валу двух зубчатых колес и находящихся с ними в зацеплении двух зубчатых реек, одна из которых расположена с возможностью перемеще.ния вдоль оси ползуна и одним концом кинематически связана с пневмоцилиндром, а другим концом взаимодействует с датчиком перемещений, а вторая рейка расположена перпендикулярно первой рейке с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно ползуна и жестко связана с датчиком касания.

5 8

12

13 JS 15 6 /V 3 ЮЛ

-V-V --V

электродвигатель 18 привода осевого перемещения ползуна и возвращает ползун 12 к правому торцу трубы 8, работа устройства заканчивается.

Формула изобретения

Устройство для измерения внутреннего диаметра трубы, содержащее основание, закрепленные на нем опорные

РОлики, привод вращения измеряемой трубы, ползун, размещаемый внутри трубы с возможностьюг перемещения ВДОль нее, механизм центрирования ползуна относительно оси трубы и размещенный внутри ползуна механизм

РОлики, привод вращения измеряемой трубы, ползун, размещаемый внутри трубы с возможностьюг перемещения ВДОль нее, механизм центрирования ползуна относительно оси трубы и размещенный внутри ползуна механизм

слежения за изменением внутреннего диаметра трубы, выполненный в виде пневмоцилиндра, соединенного с магистралью сжатога воздуха, и кинематически связанного с ним датчика перемещений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, оно снабжено датчиком касания, механизм центрирования ползуна выполнен в виде закрепленных на наружной поверхности ползуна двух аэростатических подшипников с дросселями, соединенными с магистралью сжатого воздуха, а

механизм слежения за изменением внут-

Л

реннего диаметра трубы выполнен в виде размещенных на общем валу двух зубчатых колес и находящихся с ними в зацеплении двух зубчатых реек, одна из которых расположена с возможностью перемеще.ния вдоль оси ползуна и одним концом кинематически связана с пневмоцилиндром, а другим концом взаимодействует с датчиком перемещений, а вторая рейка расположена перпендикулярно первой рейке с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно ползуна и жестко связана с датчиком касания.

Il3

В

/ Л ///У//У/У/У//У//У///УхУЛ

Фи&.

б-Б

Фиг. 3

275

Вид В

W 20

Фиг. 2

Составитель В, Сыроватский Редактор О. Бугир Техред В..КадарКорректор А Зимо косов

18/38 Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Цр ои 3 в одет в енно

1-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения внутреннего диаметра и отклонений формы сечений длинномерных труб. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений за счет введения датчика касания, точного центрирования ползуна и автоматического перемещения ползуна в измеряемые сечения трубы. Для этого механизм центрирования ползуна, размещаемого внутри измеряемой трубы, выполнен в виде закрепленных на корпусе 28 ползуна и двух аэростатических подшипников 29, в карманах которых установлены дроссели 30, соединенные через пневмораспределитель 31 с магистралью 32 сжатого воздуха. Механизм слежения за изменением внутреннего диаметра трубы выполнен в виде вала 36 с блоком 37 зуОчатых колес, двух зубчатых реек, из которых рейка 38 связана со штоком 39 пневмоцилиндра 40 и с дат чиком 35 перемещений. Рейка 41 расположена перпендикулярно рейке 38 и жестко связана с датчиком 33 касания. Полость пневмоцилиндра 40 через пневмораспределитель 44 соединена с магистралью 32 сжатого воздуха. После введения ползуна в измеряемую трубу включается система автоматического управления циклом измерений в нескольких сечениях трубы. 5 ил. ( (Л 28 29 23 Фиг.5