连续式金属管壁厚测量器

技术领域

本实用新型涉及冶金、机械行业无缝钢管的检测设备，尤其是指无缝管壁厚 的检测装置。

背景技术

无缝钢管是常见的冶金金属制品，其生产流程是：管坯生产(炼钢、轧钢)、 钢管坯料(金属圆钢)、管坯准备(长度切割、表面剥皮、钻定心孔)，将圆形钢 材机加工成为合格的管坯；管坯加热固熔；热轧穿孔机对高温管坯穿孔开坯，将 金属管坯加工成为热轧荒管；荒管酸洗精整；根据成品管技术要求，采用相应的 冷加工(冷轧、冷拔)工艺，按规定的工序要求进行冷加工变形，将荒管生产成 为符合规定要求的成品无缝钢管。为确保成品无缝钢管的质量要求，每一个变形 加工道次均要进行质量检测，壁厚(尺寸)的测量是质量检测的重要步骤。

测量物体尺寸的工具有许多，如直尺、卷尺、千分尺、千分表。目前，无缝 钢管壁厚测量的工具是壁厚千分尺(由支架、套筒、标尺、螺钉、固定与旋转侧 杆等组成)，它是一种点状(间隙)式无缝钢管壁厚测量器，测量范围0～25mm， 测量精度0.01mm；无缝钢管壁厚检测时，先将成品无缝管剖开，再用壁厚千分 尺逐点测量。其不足之处在于：测量精度不高，测量分布不均匀、随意性强，数 据采集存在盲点，无法得到同一水平直线上的数值，尤其不能适应现代数字式检 测的需求。

发明内容

本实用新型设计一种连续式金属管壁厚测量器，它利用市售的杠杆式千分表 (杠杆式千分表是一种专用检测设备，用于通用设备安装、加工、制作的尺寸精 度检测，根据检测精度的要求，有千分表、百分表之分；杠杆式千分表主要由包 括表具、检测伸缩杆、固定套杆构成的表头以及工作夹、工作指针组成；其特点 是：表具下方的检测伸缩杆与表具的读数系统相连；套在伸缩杆上的固定套杆， 一方面起保护伸缩杆的作用，另一方面与工作夹相连，调节“圆锥形”工作指针 的端部检测点；工作指针，整体呈“圆锥形”，一端与检测伸缩杆相连，另一端 呈球形点状，用于设备的精度检测)表头部分的，结构特点，设计1个匹配的专 用测量支架和1个“细棒形”探针7，达到金属管壁厚检测在同一水平线连续测 量的目的。本实用新型设计新颖、操作简便、实用高效，测量精度可达0.001mm 解决了金属管生产中壁厚检测的实际问题，为生产高品质的合金无缝管创造了条 件。并可结合计算机系统，实现数字化测量。

本实用新型提供的连续式金属管壁厚测量器，其特征在于：整个装置呈“分 体式”结构，主要由测量支架、专用检测表头组成；专用检测表头是市售杠杆式 千分表(或百分表)的部分零部件，包括联成一体地表具5、检测伸缩杆3、固 定套杆4，表具5下方的检测伸缩杆3与表具5的读数系统相连，固定套杆4套 在伸缩杆上；设计1个“细棒形”专用探针7，探针7直径2～4mm，探针7一端 与检测伸缩杆3相连，另一端呈点状，与安置在工作架2下横樑球形凹坑内的珠 形测量珠8最高点距离为零(用于金属管壁厚的尺寸检测)；测量支架由测量座 1、工作架2组成；测量座1是1个金属块，金属块下表面呈平面状(与工作平 台无间隙接触)，上表面与工作架2固定连接；工作架2呈“横置的U形状”，板 条状的上横樑和下横樑相互平行，上横樑有1个安置专用检测表头的圆柱形孔、 1个固定专用检测表头的螺栓孔，圆柱形孔贯穿上横樑之上表面、下表面，直径 略大于专用检测表头的固定套杆4外径(便于专用检测表头固定安置在测量支架 上)，螺栓孔设置在上横樑侧面、圆柱形孔附近(使安置在测量支架上的专用检 测表头位置固定)，下表面与测量座1相互固定的下横樑，其上表面有1个安置 测量珠8的球形凹坑，球形凹坑的圆心位置在上横樑圆柱形孔的中心线上，球形 凹坑的尺寸与珠形测量珠8尺寸匹配，H＝(0.3～0.8)×D，H是球形凹坑的深 度，D是测量珠8的直径；测量珠8是1个金属球，尺寸与工作架2下横樑的球 形凹坑尺寸匹配；紧固螺钉6与工作架2上横樑侧面的螺栓孔尺寸匹配，起专用 检测表头的固定作用；上述结合构成本实用新型。

测量座1、工作架2可以是连成一体的整体结构，也可以是相互固定的分体 结构。

设置在工作架2上横樑侧面、圆柱形孔附近的螺栓孔(使安置在测量支架上 的专用检测表头位置固定)，可以采用螺栓(紧固螺钉)夹紧缝隙的方式：在上 横樑端部与圆柱形孔之间设置1个长方块缝隙，缝隙深度与圆柱形孔相同，宽度 略大于圆柱形孔直径和固定套杆4外径的数学差；上横樑侧面的螺栓孔与缝隙位 置对应匹配，从上横樑缝隙的一侧到达缝隙的另一侧；紧固螺钉6伸入上横樑侧 面的螺栓孔，越过缝隙，到达另一侧螺栓孔，收紧缝隙宽度，使安置在测量支架 上的专用检测表头位置固定。

测量座1可以是圆柱体，也可以是长方体。

专用检测表头的表具5，可根据不同的技术要求，选择百分表或千分表。

与现有技术比较，本实用新型具有以下优点：

1.设计合理，结构紧凑简单，实用性强；

2.制作方便，检测快捷，操作安全可靠；

3.通用性强，可测量任何管样；

4.作业环境要求低，在任何平台上均可使用；

5.检测便利，可根据需求选择测量精度，最高精度达到0.001mm；

6.具有成长空间，可与计算机结合实现数字化检测；

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型测量座、工作架、测量珠、紧固螺钉的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本实用新型的工作状态示意图。

具体实施方案：

上海某钢铁公司钢管厂，实施本新型实用专利，用于合金无缝管壁厚的连续 检测。其特征在于：整个装置呈“分体式”结构，主要由测量支架、专用检测表 头组成；专用检测表头是市售杠杆式千分表的部分零部件，包括联成一体的表具 5、检测伸缩杆3、固定套杆4(外径φ11mm)，表具5下方的检测伸缩杆3与表 具5的读数系统相连，固定套杆4套在伸缩杆上；设计1个“细棒形”专用探针 7，探针7直径2～4mm，探针7一端与检测伸缩杆3相连，另一端呈点状，与安 置在工作架2下横樑球形凹坑内的珠形测量珠8最高点距离为零；由测量座1、 工作架2组成的测量支架，是联成一体的整体结构；测量座1是1个圆柱体金属 块，金属块下表面呈平面状，上表面与工作架2固定连接；工作架2呈“横置的 U形状”，板条状的上横樑和下横樑相互平行，上横樑有1个安置专用检测表头 的圆柱形孔(φ12mm)、1个固定专用检测表头的螺栓孔(φ8mm)，圆柱形孔贯 穿上横樑之上表面、下表面，直径略大于专用检测表头的固定套杆4外径；设置 在上横樑侧面、圆柱形孔附近的螺栓孔采用螺栓夹紧缝隙的方式：在上横樑端部 与圆柱形孔之间设置1个长方块缝隙，缝隙深度与圆柱形孔相同，宽度(2mm) 略大于圆柱形孔直径和固定套杆4外径的数学差(φ12mm-φ11mm＝1mm)，上横樑 侧面的螺栓孔与缝隙位置对应匹配，从上横樑缝隙的一侧到达缝隙的另一侧，紧 固螺钉6(φ8mm)伸入上横樑侧面的螺栓孔，越过缝隙，到达另一侧螺栓孔， 收紧缝隙宽度，使安置在测量支架上的专用检测表头位置固定；下表面与测量座 1相互固定的下横樑，其上表面有1个安置测量珠8的球形凹坑(φ8mm)，球形 凹坑的圆心位置在上横樑圆柱形孔的中心线上，球形凹坑的尺寸与珠形测量珠8 尺寸匹配，H＝(0.3～0.8)×D＝3mm，H是球形凹坑的深度，D是测量珠8的直径； 测量珠8是1个金属球，尺寸与工作架2下横樑的球形凹坑尺寸匹配；紧固螺钉 6(φ8mm)与工作架2上横樑侧面的螺栓孔尺寸匹配，起专用检测表头的固定作 用。

连续式金属管壁厚测量器的安装流程是：(1)取市售杠杆式千分表(或百分 表)的部分零部件：表具5、检测伸缩杆3、固定套杆4，联成一体构成专用检 测表头；(2)设计1个直径2～4mm的“细棒形”专用探针7，一端与检测伸缩 杆3相连，另一端呈点状，与安置在工作架2下横樑球形凹坑内的珠形测量珠8 最高点距离为零(用于金属管壁厚的尺寸检测)；(3)将测量座1、工作架2联 成一体构成测量支架，将珠形测量珠8放入工作架2下横樑的球形凹坑内；(4) 将包括表具5、检测伸缩杆3、固定套杆4在内的专用检测表头及专用探针7， 安置在工作架2上横樑的圆柱形孔内；(5)紧固螺钉6穿过工作架2上横樑侧面 的螺栓孔，越过缝隙，到达另一侧螺栓孔，拧紧紧固螺钉6，将专用检测表具5 固定在工作架2上(收紧缝隙宽度，使安置在测量支架上的专用检测表头位置固 定)；专用探针7端部与测量珠8保持零距离。

工作时，先将连续式金属管壁厚测量器安置在水平的工作台(安置在普通标 准平板上使用)上，再将被测金属管试样(管样)9放入测量珠8(测量珠8安 置在工作架2球形凹坑内)、专用探针7端部(专用探针7、专用检测表头固定 在工作架2上横樑的圆柱形孔)之间，轻轻推动管样9沿水平方向移动，探针7 因重力原因自然接触在管样9表面，始终保持水平方向的线接触，专用检测表头 的表具5上读出(显示)测得数值。若增加一专用装置与计算机连接，可实现数 字化显示数值。

本实用新型设计合理、结构紧凑、操作简便、快捷高效、实用性强，有效的 解决了合金无缝管壁厚检测问题，测量精度达到0.001mm，并可根据要求选择 测量精度，在加装专用装置后可实现计算机数字化输出，解决了高精度、高要求 的合金无缝管检测问题。