УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ (ТРУБА, ПРУТОК, ДРУГОЙ ОБЪЕКТ), ДВИЖУЩЕГОСЯ ЛИНЕЙНО ПО РОЛЬГАНГУ И/ИЛИ ОДНОВРЕМЕННО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ПО СПИРАЛИ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в составе автоматизированных установок ультразвукового контроля для определения осевого положения круглого проката (труба, пруток, другой объект), движущегося линейно по рольгангу и одновременно вращающегося по спирали.
Известно устройство для измерения параметров углового движения объектов, содержащее ротор и статор, выполненные в виде двух дисков из диэлектрического материала, шесть катушек индуктивности и измерительную схему, отличающееся тем, что ротор выполнен из магнитострикционного материала и установлен с возможностью перемещения в газообразную среду между диском из диэлектрического материала, установленным на статор, и крышкой, выполненной в виде диска из диэлектрического материала, при этом устройство дополнительно снабжено возбуждающей катушкой индуктивности, установленной над ротором, и шестью колебательными контурами, гальванически развязанными от измерительной схемы, которые содержат шесть катушек индуктивности, а также секциями шести электродов трех колебательных контуров, расположенных и равномерно распределенных по окружности на стороне статора, обращенной к диску, секциями шести электродов трех колебательных контуров, расположенных и равномерно распределенных по окружности меньшего диаметра на стороне статора, обращенной к диску, секциями общего электрода трех колебательных контуров, расположенных и равномерно распределенных по окружности на стороне ротора, обращенной к диску, над секциями шести электродов трех колебательных контуров, расположенных и равномерно распределенных по окружности на стороне статора, обращенной к диску, секциями общего электрода трех колебательных контуров, расположенных и равномерно распределенных по окружности меньшего диаметра на стороне ротора, обращенной к диску, над секциями шести электродов трех колебательных контуров, расположенных и равномерно распределенных по окружности меньшего диаметра на стороне статора, обращенной к диску, а измерительная схема включает шесть катушек индуктивности подкачки энергии в шесть колебательных контуров и шесть катушек индуктивности считывания частоты резонансных колебаний шести колебательных контуров.
К недостатку известного устройства относится низкая точность измерения угловых скоростей и техническая невозможность осуществления изобретения при перемещении объекта, например, трубы линейно и одновременно по спирали [1].
Известно устройство для измерения геометрических параметров ребристых труб, которое содержит экстремальную систему с измерением производной, генератор образцовой частоты, ключ, датчик наличия трубы, датчик скорости перемещения трубы, датчик оборотов, счетчик наружного диаметра, счетчик толщины стенки, счетчик овальности, счетчик максимального значения высоты ребра, счетчик толщины трубы, счетчик прогиба и счетчик шага ребер.
К недостатку известного устройства относится невозможность его применения для измерений осевых перемещений гладких труб, движущихся линейно по рольгангу и одновременно вращающихся по спирали [2].
Известно устройство для измерения угловых скоростей и перемещений, в котором печатная обмотка ротора закорочена, а статорные обмотки выполнены многослойными, при этом проводники обмоток каждого слоя расположены друг под другом. Устройство может быть использовано для измерения скоростей и перемещений различного рода валов (то есть цилиндрических изделий) при помощи индукционных датчиков угла с печатными обмотками, высокочастотного генератора и счетчика импульсов. Применяется в технике контроля и регулирования.
К недостатку известного устройства относится низкая точность измерения угловых скоростей и техническая невозможность осуществления изобретения при перемещении объекта, например, трубы, линейно и одновременно вращающейся по спирали [3].
Известно устройство для измерения ширины и/или положения металлической полосы или плиты, принятое нами за прототип, которое имеет, по меньшей мере, две измерительные системы, при этом каждая система расположена на стороне металлической полосы или плиты, каждая измерительная система имеет датчик, предназначенный для обнаружения боковых концов металлической полосы, который находится на подвижном элементе, с помощью которого датчик может быть перемещен по прямой линии в направлении Q под прямым углом к продольному направлению L металлической полосы.
К недостатку известного устройства относится невозможность применения для измерений осевых перемещений цилиндрических изделий, например, трубы, движущейся линейно по рольгангу и одновременно вращающейся по спирали [4].
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в расширении технических средств в области определения положения объектов контроля, движущихся линейно по рольгангу и одновременно вращающихся по спирали в процессе ультразвукового контроля, например, труб, прутков, другие объекты, например, листа.
1
Данная задача достигается за счет того, что устройство для определения осевого положения объекта контроля (труба, пруток, другой объект), движущегося линейно по рольгангу и одновременно вращающегося по спирали, содержит раму, рычажный механизм, корпуса с роликами, каждый ролик обработан по сферической поверхности радиусом R и установлен в корпус на подшипниках с возможностью вращения вокруг своей оси, корпуса в сборе с роликами установлены на цепь, надетую на звездочки таким образом, чтобы ось вращения каждого ролика была параллельна, а ось вращения звездочек перпендикулярна оси объекта контроля, например, трубы, делительный диаметр звездочек выбран таким, что радиус огибающей цилиндрической поверхности роликов R больше или равен радиусу R обработки ролика, опорная планка установлена так, что вершины роликов, находящихся между звездочками, находятся на общей касательной к двум огибающим цилиндрическим поверхностям, в этом случае в контакте с объектом контроля находятся несколько роликов, датчик угловых перемещений, например, энкодер, установлен на одной оси с одной из звездочек и вращается вместе со звездочкой, при этом, при контакте всего ролика с объектом контроля, который движется не только в осевом направлении, но и вращается, к примеру на рольганге с поворотными роликами, энкодер снимает только осевое перемещение точки объекта контроля, а вращательное перемещение объекта контроля не оказывает влияния на измерение осевой координаты.
Кроме того, устройство дополнительно выполнено с возможностью установки на листы, контроль которых осуществляется в одном направлении. При этом, перемещение объекта контроля в другом направлении не оказывает влияния на измерение.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение достоверности и точности определения положения объекта контроля при проведении его ультразвукового контроля (дефектов, концов труб и т.д.).
Рисунки
- фиг. 1, общий вид на устройство, аксонометрия,
- фиг. 2, рычажной механизм, вид сбоку,
- фиг. 3, цепной привод, вид сбоку,
- фиг. 4, ролик, сечение,
- фиг. 5, звездочки и расположение роликов на цепи,
- фиг. 6, фото, общий вид устройства,
- фиг. 7, фото, вид на рычажный механизм и датчик уговых перемещени (энкодер),
- фиг. 8, фото, звездочки и расположение роликов на цепи.
Описание устройства
1
Устройство для определения осевого положения объекта контроля (труба, пруток, другой объект), движущегося линейно по рольгангу и одновременно вращающегося по спирали, содержит раму 1, рычажный механизм 2, корпуса 3 с роликами 4, каждый ролик 4 обработан по сферической поверхности радиусом R и установлен в корпус 3 на подшипниках 5 с возможностью вращения вокруг своей оси 6, корпуса 3 в сборе с роликами 4 установлены на цепь 7, надетую на звездочки 8 таким образом, чтобы ось 6 вращения каждого ролика 4 была параллельна, а ось вращения звездочек 8 перпендикулярна оси объекта контроля 9, например, трубы, делительный диаметр звездочек выбран таким, что радиус огибающей цилиндрической поверхности роликов 4 R больше или равен радиусу R обработки ролика 4, опорная планка 10 установлена так, что вершины роликов 4, находящихся между звездочками 8, находятся на общей касательной к двум огибающим цилиндрическим поверхностям, в этом случае в контакте с объектом контроля 9 находятся несколько роликов 4, датчик угловых перемещений, например, энкодер 11, установлен на одной оси 12 с одной из звездочек 8 и вращается вместе со звездочкой 8, при этом при контакте всего ролика 4 с объектом контроля 9 (трубой, прутком, или другим объектом), который движется не только в осевом направлении, но и вращается, например, на рольганге с поворотными роликами (условно не показан), энкодер 11 снимает только осевое перемещение точки трубы 9, при этом вращательное перемещение объекта контроля 9 не оказывает влияния на измерение осевой координаты, причем, при установке на другие объекты, например, лист, возможно снятие координаты в одном направлении, при этом, перемещение объекта контроля 9 в другом направлении не оказывает влияния на измерение. Прижим устройства к поверхности объекта контроля осуществляется рычажным механизмом 2, приводимого в действие при помощи, например, пневмоцилиндра 13.
На базе изобретения (полезной модели) изготовлен опытный образец устройства для апробации в промышленных условиях.
Источники информации
1. Патент РФ №2465605
2. А.С. СССР №443251
3. А.С. СССР №618679
4. Патент США №8217377