CN103759698A - 快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量技术，旨在提供快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***及方法。该种快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***包括钢丝绳、底座、支架、测量平台、夹具、位移传感器、重物件、两个滑轮和升降机构；该种测量待测卧式容器周长变形量的方法，包括将两个滑轮的边缘贴紧容器壁和利用钢丝绳缠绕待测卧式容器，再进行充水或加压处理使其按测量要求进行膨胀，用位移传感器记录钢丝绳端部位移数据，得到待测卧式容器周长的变形量。本发明实现了应变强化容器筒体周长变化量的快速自动化精确测量，不再需要人工读数，提高了生产效率，减少了人力成本以及因人工读数所带来的误差，具有高精度、高效率的特点。

Description

快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***及方法

技术领域

本发明涉及测量技术，特别涉及快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***及方法。

背景技术

应变强化技术具体是通过对成型后奥氏体不锈钢低温容器内容器进行超压处理，并在强化压力下保持压力一段时间，使容器充分变形来实现容器的应变强化的。强化过程的保压时间常通过对比各筒节周长最大变形处的应变速率与相关标准的要求来确定。因此，快捷且精确的测量各筒节周长最大变形处的应变量对于应变强化过程来说便显得十分必要。

目前，筒体的周长变形常通过在筒体上盘绕卷尺或贴应变片的方法来测量，这给实际的生产带来了不便：对于前者，需要人工读数，随着筒节数目的增多以及测量间隔时间的减少，误差产生的概率以及人力成本均会增加，此外人工读数时需靠近承受超过设计压力的容器，存在一定的安全风险；对于后者，虽然实现了自动化精确测量，但电阻应变片不可重复使用，故增加了测量成本，此外，由于应变片的安装较为费时，且安装精度要求较高，故该方法效率较低。

中国专利号2001120544850“一种圆形压力容器周长变化测试仪”，虽然提供了压力容器筒体周长的测量方法，但是该仪器不能做到对容器筒体周长变化的实时快速自动化精确测量，故不能避免因人工读数所带来的安全隐患。由此可以看出，对于目前现有的测量技术及方法来说，要么采用人工读数的方式进行测量，不能实现卧式应变强化容器的周长变形量的自动化测量，且具有相当的安全隐患；要么采用应变片测量，但应变片无法重复使用，且安装过程较为繁琐，使用成本较高，这些都限制了应变强化工艺的自动化程度的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***及方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***，包括用于围绕待测卧式容器周长的钢丝绳，还包括底座、支架、测量平台、夹具、位移传感器、重物件、两个滑轮和用于调整滑轮高度的升降机构；所述底座上设有水平的沟槽，竖向的支架安装在沟槽中并能沿沟槽方向前后移动；所述测量平台一端通过紧固件安装在支架上，并能够根据测量需要调整高度；所述升降机构包括滑块、滑槽支架和丝杠，竖向的滑槽支架通过底端固定在测量平台的另一端，丝杠和滑块配合共同安装在滑槽支架上；滑轮轴通过螺母安装在滑块上，并能在水平方向进行伸缩调节；所述滑轮上设置有工装孔，两个滑轮并列套装于滑轮轴上，并通过工装孔以螺母锁定，通过转动丝杠上的把手，可实现滑块沿滑槽支架作竖向上下移动，完成对滑轮高度的调节，滑轮的圆周表面设有用于装入钢丝绳的凹槽；所述夹具和位移传感器固定装在测量平台上，钢丝绳的一端固定于夹具上，另一端接于重物件上部的固定点；重物件的底部带钩，位移传感器的拉线端挂装于钩上。

在本发明中，所述两滑轮之间的间隔距离保持固定。

在本发明中，所述支架上设置有工装孔和托架，测量平台通过工装孔安装在支架的托架上端，托架用于对测量平台提供支撑。

在本发明中，所述夹具为两片式装夹结构，并以螺丝实现紧固和装卸。

提供一种利用所述的***快速测量待测卧式容器周长变形量的方法，包括以下步骤：

（1）根据***所述的位置关系安装支架、测量平台、夹具、位移传感器、重物件、升降机构和两个滑轮，并使支架能沿沟槽方向前后移动，滑轮高度能通过升降机构调节；

（2）将支架沿沟槽方向待测卧式容器靠近，并使两个滑轮的边缘贴紧容器壁；

（3）将钢丝绳缠绕待测卧式容器一周；钢丝绳的一端沿顺时针方向装入一个滑轮的凹槽之后送入夹具进行紧锁；钢丝绳的另一端沿逆时针方向装入另一个滑轮的凹槽之后在其末端挂重物件，并将位移传感器的拉线端挂装于重物件底部的钩上，保正钢丝绳处于紧绷状态度；

（4）对待测卧式容器进行充水或加压处理使其按测量要求进行膨胀，用位移传感器记录钢丝绳端部位移数据，得到待测卧式容器周长的变形量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、实现了应变强化容器筒体周长变化量的快速自动化精确测量，提高了生产效率，减少了人力成本以及因人工读数所带来的误差，具有高精度、高效率的特点；

2、周长的测量不再需要人工读数，故杜绝了容器强化过程中由于人工读数所带来的安全隐患；

3、测量***为机械结构，可重复使用；

4、安装、操作简便，整体成本低，且便于搬运；

5、通过调节升降机构、测量平台可实现对不同型号容器的筒体周长测量，并且本专利通过更换相应零件可实现对不同测试对象的测量。

附图说明

图1为测量***三维示意图。

图2为滑槽支架三维示意图。

图3为滑槽支架正视图。

图4为滑槽支架侧视图。

图5为滑槽支架仰视图。

图6为滑块三维示意图。

图7为滑块正视图。

图8为滑块侧视图。

图9为滑块仰视图。

图10为滑轮三维示意图。

图11为滑轮正视图。

图12为滑轮侧视图。

图13为测量平台三维示意图。

图14为测量平台正视图。

图15为测量平台俯视图。

图16为测量平台侧视图。

图中附图标记：1底座；2支架；3测量平台；4位移传感器；5夹具；6重物件；7滑槽支架；8丝杠；9滑块；10滑轮；11滑轮；12滑轮轴；13钢丝绳；14待测卧式容器。

具体实施方式

本发明针对卧式应变强化容器的生产需求，提供了一种快速测量卧式应变强化容器周长变形量的方法及***，实现卧式应变强化容器在生产过程中周长变形量的快速自动化精确测量。

如图1所示的快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***，包括用于围绕待测卧式容器14周长的钢丝绳13，还包括底座1、支架2、测量平台3、夹具5、位移传感器4、重物件6、两个滑轮10、11和用于调整滑轮10、11高度的升降机构。底座1上设有水平的沟槽，竖向的支架2安装在沟槽中并能沿沟槽方向前后移动，为保证测量过程中的稳定性，底座1呈长方形，底座1的四角倒圆角。支架2上设有工装孔和至少两个三角托架，测量平台3的一端放置在托架上，并利用螺栓通过工装孔固定在支架2上，测量平台3可装在支架2不同高度的托架上，以适应不同容器高度的测量需求。

升降机构包括滑块9、滑槽支架7和丝杠8，竖向的滑槽支架7通过底端固定在测量平台3的另一端，丝杠8和滑块9配合，并共同安装在滑槽支架7上。滑轮轴12通过螺母安装在滑块9上，并能在水平方向进行伸缩调节，滑轮10、11上设置有工装孔，两个滑轮10、11并列套装于滑轮轴12上，并利用螺母通过工装孔锁定，且两滑轮10、11之间保持固定的间距，安装前通过沿轴向调节滑轮轴12的位置可调节滑轮10、11与滑块9的距离。滑轮10、11的圆周表面设有用于装入钢丝绳13的凹槽，便于钢丝绳13在进行测量的同时，滑轮10、11的边缘能够贴紧容器壁。通过转动丝杠8上的把手，可实现滑块9沿滑槽支架7作竖向上下移动，完成对滑轮10、11高度的调节。所述夹具5和位移传感器4固定装在测量平台3上，夹具5为两片式装夹结构，并以螺丝实现紧固和装卸。钢丝绳13的一端A1固定于夹具5上，另一端A2接于重物件6上部的固定点，重物件6的底部带钩，位移传感器4的拉线端挂装于钩上。

具体部件的结构可参考附图2至16所示。

利用该***快速测量卧式应变强化容器周长变形量的方法，包括以下步骤：

（1）根据***所述的位置关系安装支架2、测量平台3、夹具5、位移传感器4、重物件6、升降机构和两个滑轮10、11，并使支架2能沿沟槽方向前后移动，滑轮10、11高度能通过升降机构调节；

（2）沿沟槽方向移动支架2，使之靠近待测卧式容器14，并使两个滑轮10、11的边缘贴紧待测卧式容器14壁；

（3）将钢丝绳13缠绕待测卧式容器14一周；钢丝绳13的一端A1沿顺时针方向装入滑轮10的凹槽之后送入夹具5进行紧锁；钢丝绳13的另一端A2沿逆时针方向装入滑轮11的凹槽之后在其末端挂重物件6，并将位移传感器4的拉线端挂装于重物件6底部的钩上，保正钢丝绳13处于紧绷状态度；

（4）对待测卧式容器14进行充水或加压处理使其按测量要求进行膨胀，用位移传感器4记录钢丝绳13端部A2的位移数据，得到待测卧式容器14周长的变形量。

具体实施例子：

将底座1放置于地面，使其沟槽的长度方向垂直于待测卧式容器14的轴向。

将支架2安装于底座1的沟槽内，并使支架2可在沟槽内前后移动。将测量平台3安装在支架2上。

将丝杠8、滑块9、滑槽支架7组装成升降机构。再将升降机构安装在测量平台3上，通过升降机构使滑轮10、11在竖直方向上能够实现上下升降，方便实现不同型号容器以及不同高度鞍座条件下的周长变形量测量。

测量平台3上开孔，将夹具5固定在测量平台3上，确保夹具5能稳定可靠的夹紧钢丝绳13的A1端。夹具5也可根据型号的不同来进行更换，保证其测量不同容器时的适用性。

位移传感器4用螺栓固定在滑轮10、11下方测量平台3上，根据不同的容器型号，选择相匹配的位移传感器4。位移传感器4的拉线端具有钩环，位移传感器4的钩环与重物件6底部的钩连接，可以很方便地实现位移传感器4及测量装置的安装及拆卸。

将滑轮10、11安装在滑轮轴12上，滑轮10、11保持固定的间隔距离，并安装锁定螺母，保证滑轮10、11在滑轮轴12上不会滑出。

将滑轮轴12安装在滑块9上，安装前可调节滑轮轴12伸出滑块9的长度，以适应不同位移传感器4及不同夹具5的安装。

调节滑块9高度，使得滑轮10、11的高度处于待测卧式容器14底部以上。

将位移传感器4和夹具5安装在测量平台3上。

将支架2沿沟槽方向前移，向待测卧式容器14逐渐靠近，最终使得两个滑轮10、11的边缘贴紧容器壁。

在滑轮10、11贴紧待测卧式容器14处，垂直筒体方向上，将钢丝绳13缠绕容器一周，其中A1端在滑轮10与容器壁接触处沿顺时针方向缠绕滑轮10后，送入固定在测量平台3上的夹具5进行紧锁，并保持位置固定；将钢丝绳13的A2端在滑轮11与容器壁接触处沿逆时针方向缠绕滑轮11后，在A2末端挂重物件6，将位移传感器4的拉线端与重物件6底端的钩连接；保持钢丝绳13的紧绷度，减小测量误差。

位移传感器4与滑轮10、11之间的距离具有足够的行程，当待测卧式容器14开始膨胀、周向变形逐渐增大时，保证变形量具有足够的伸缩空间。

Claims (5)

1.快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***，包括用于围绕待测卧式容器周长的钢丝绳，其特征在于，还包括底座、支架、测量平台、夹具、位移传感器、重物件、两个滑轮和用于调整滑轮高度的升降机构；所述底座上设有水平的沟槽，竖向的支架安装在沟槽中并能沿沟槽方向前后移动；所述测量平台一端通过紧固件安装在支架上，并能够根据测量需要调整高度；所述升降机构包括滑块、滑槽支架和丝杠，竖向的滑槽支架通过底端固定在测量平台的另一端，丝杠和滑块配合共同安装在滑槽支架上；滑轮轴通过螺母安装在滑块上，并能在水平方向进行伸缩调节；所述滑轮上设置有工装孔，两个滑轮并列套装于滑轮轴上，并通过工装孔以螺母锁定，通过转动丝杠上的把手，可实现滑块沿滑槽支架作竖向上下移动，完成对滑轮高度的调节，滑轮的圆周表面设有用于装入钢丝绳的凹槽；所述夹具和位移传感器固定装在测量平台上，钢丝绳的一端固定于夹具上，另一端接于重物件上部的固定点；重物件的底部带钩，位移传感器的拉线端挂装于钩上。

2.根据权利要求1所述的快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***，其特征在于，所述两滑轮之间的间隔距离保持固定。

3.根据权利要求1所述的快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***，其特征在于，所述支架上设置有工装孔和托架，测量平台通过工装孔安装在支架的托架上端，托架用于对测量平台提供支撑。

4.根据权利要求1所述的快速测量卧式应变强化容器周长变形量的***，其特征在于，所述夹具为两片式装夹结构，并以螺丝实现紧固和装卸。

5.一种利用权利要求1所述的***快速测量待测卧式容器周长变形量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据***所述的位置关系安装支架、测量平台、夹具、位移传感器、重物件、升降机构和两个滑轮，并使支架能沿沟槽方向前后移动，滑轮高度能通过升降机构调节；

（2）将支架沿沟槽方向待测卧式容器靠近，并使两个滑轮的边缘贴紧容器壁；

（3）将钢丝绳缠绕待测卧式容器一周；钢丝绳的一端沿顺时针方向装入一个滑轮的凹槽之后送入夹具进行紧锁；钢丝绳的另一端沿逆时针方向装入另一个滑轮的凹槽之后在其末端挂重物件，并将位移传感器的拉线端挂装于重物件底部的钩上，保正钢丝绳处于紧绷状态度；

（4）对待测卧式容器进行充水或加压处理使其按测量要求进行膨胀，用位移传感器记录钢丝绳端部位移数据，得到待测卧式容器周长的变形量。

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