CN116242287B - 一种法兰盘厚度测量工装 - Google Patents

Abstract

本申请涉及法兰盘厚度测量设备技术领域，公开了一种法兰盘厚度测量工装，包括机座以及待测量厚度的法兰盘，所述机座的顶部设有放置法兰盘的托盘，机座上设有位于槽口处的两个测厚块，测厚块上设有超声波测距探头、气腔、覆盖气腔的橡胶薄膜以及气压传感器。通过法兰盘放置在所述托盘顶端的中部并相对两个测厚块旋转进行测厚的结构设计，利用橡胶薄膜和测厚块均贴合法兰盘测量部位的表面，由超声波测距探头测得两个测厚块的间距值为法兰盘与测厚块的接触部位厚度值，气压传感器测得法兰盘旋转期间气腔内气压变化，得出法兰盘与橡胶薄膜接触部位厚度变化是否符合误差范围，从而能够对法兰盘的各部位进行测厚。

Description

一种法兰盘厚度测量工装

技术领域

本申请涉及法兰盘厚度测量设备技术领域，尤其涉及一种法兰盘厚度测量工装。

背景技术

法兰盘是一种连接管道和设备的元件，主要由两个法兰和中间的密封垫组成，法兰盘在生产后，需要对法兰盘的外观、尺寸、厚度等参数进行测量，其中，法兰盘的厚度关系到法兰盘在使用过程中能否承受所需的压力和负载，避免法兰盘发生破裂、渗漏等安全事故，故而，法兰盘的厚度测量极为重要。

现有的法兰盘厚度测量包括常规的数字卡尺，因需要人工操作，导致效率慢不适用于法兰盘的批量生产，故而现有的法兰盘厚度测量一般用到超声波测厚仪、红外测厚仪、激光厚度计测厚等，然而，上述现有设备对法兰盘的厚度测量时，每次测量均是针对一个点进行测厚，而当法兰盘应用于较粗管道时，法兰盘的尺寸较大，这使得点测距时需要对法兰盘的表面进行随机抽样测厚，这种方式会导致测厚效率和结果准确性不高。

发明内容

本申请提出了一种法兰盘厚度测量工装，具备法兰盘测厚效率和结果准确性的优点，用以解决现有的超声波测厚仪、红外测厚仪、激光厚度计测厚等测量法兰盘厚度时，存在测厚效率和结果准确性不高的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种法兰盘厚度测量工装，包括机座以及待测量厚度的法兰盘，所述机座的顶部设有放置法兰盘的托盘，所述托盘的一侧开设有槽口，所述机座上设有位于槽口处的两个测厚块，其中一个所述测厚块上设有位于法兰盘外侧的超声波测距探头，所述测厚块上设有气腔，且测厚块上设有覆盖气腔的橡胶薄膜，测厚块的底部设有监测气腔内气压的气压传感器，对法兰盘测量厚度时，法兰盘放置在所述托盘顶端的中部并相对测厚块旋转，所述橡胶薄膜和测厚块均贴合法兰盘测量部位的表面，两个测厚块在槽口处移动并分别贴合法兰盘的上下两侧，由超声波测距探头测得两个测厚块的间距值为法兰盘与测厚块的接触部位厚度值，气压传感器测得法兰盘旋转期间气腔内气压变化，得出法兰盘与橡胶薄膜接触部位厚度变化是否符合误差范围。

进一步，所述机座的顶部固定安装有两个支撑轴，所述托盘固定安装在两个支撑轴的顶端。

进一步，所述机座顶部的一角固定连接有支撑柱，支撑柱的顶端固定连接有横梁板，横梁板远离支撑柱的一端固定连接有限定板，所述限定板顶端的中部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出转轴固定安装有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞轴固定安装有双向液压缸，所述双向液压缸的两端活塞轴固定连接有L型固定板，两个L型固定板的底部固定连接有夹块，且夹块的外侧与法兰盘的中部通槽活动连接。

进一步，所述机座顶部的一侧固定连接有支撑板，两个测厚块均设置支撑板的一侧，且两个所述测厚块分别由两个第二液压缸驱动纵向移动，其中一个第二液压缸固定安装在机座的底部，另一个所述第二液压缸固定安装在支撑板的侧壁上。

进一步，所述第二液压缸的活塞轴上固定连接有活塞板，所述活塞板的外侧活动套装有定位管，所述定位管固定安装在支撑板的侧壁上，所述活塞板远离第二液压缸的一侧固定连接有弹簧，所述弹簧远离活塞板的一端固定连接有被动板，所述被动板远离弹簧的一侧固定连接有连动轴，所述连动轴远离被动板的一端延伸出定位管的外部并与测厚块固定连接，所述定位管上半腔的内径值小于其下半腔的内径值，且被动板的外径值小于定位管上半腔的内径值，所述活塞板的外侧壁与定位管的内壁密封贴合。

进一步，所述定位管的上半腔接通有导管，且导管远离定位管的一端与气腔的内腔接通。

进一步，所述测厚块上还设有位于橡胶薄膜上方的挡板，挡板的内侧壁与法兰盘的外侧壁相适配。

进一步，所述机座底端的中部固定安装有第三液压缸，所述第三液压缸的活塞轴固定连接有位于托盘下方的移动支盘，所述移动支盘与两个支撑轴活动套接，所述移动支盘的顶部固定连接有与法兰盘螺孔数量相同且一一对应的圆柱块，所述圆柱块的顶端延伸至托盘的内部，且圆柱块的顶端活动连接有螺孔封堵块，所述螺孔封堵块的顶端延伸出托盘顶端的外部，且螺孔封堵块的厚度值与法兰盘的厚度值相同。

本发明的有益效果如下：

1、本申请提供的一种法兰盘厚度测量工装，通过法兰盘放置在所述托盘顶端的中部并相对两个测厚块旋转进行测厚的结构设计，利用橡胶薄膜和测厚块均贴合法兰盘测量部位的表面，两个测厚块在槽口处移动并分别贴合法兰盘的上下两侧，由超声波测距探头测得两个测厚块的间距值为法兰盘与测厚块的接触部位厚度值，气压传感器测得法兰盘旋转期间气腔内气压变化，得出法兰盘与橡胶薄膜接触部位厚度变化是否符合误差范围，从而能够对法兰盘的各部位进行测厚，提高了法兰盘的测厚效率和准确性，避免了常规的测厚仪器直接对尺寸较大的法兰盘进行测厚时，无法兼顾测厚效率和准确性的问题。

2、通过定位管内活塞板、弹簧、被动板和连动轴的结构设计，同时定位管经导管接通气腔，在进行测距时，通过第二液压缸的活塞轴推动活塞板移动，来控制测厚块移动的同时，还使得测厚块接触法兰盘停止移动后，第二液压缸的活塞轴继续移动，至活塞板移动到定位管的中部，使得定位管内压缩到气腔内的气体量保持恒定，即可利用气压传感器测得气腔内体积变化，来判断法兰盘与橡胶薄膜接触部分的厚度变化，进而便于测得不合格的法兰盘，且无需额外设置气体充入设备，节省了成本和能耗。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本申请公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本申请公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本申请，其中：

图1为本发明法兰盘厚度测量工装的立体结构示意图；

图2为图1的中部剖切结构示意图；

图3为图2中测厚块与定位管的联动结构示意图。

图中：1、机座；2、支撑轴；3、托盘；301、槽口；4、支撑柱；5、横梁板；6、限定板；7、驱动电机；8、第一液压缸；9、双向液压缸；10、L型固定板；11、夹块；12、支撑板；13、第二液压缸；14、定位管；15、测厚块；151、气腔；16、法兰盘；17、超声波测距探头；18、橡胶薄膜；19、挡板；20、气压传感器；21、活塞板；22、弹簧；23、被动板；24、连动轴；25、导管；26、第三液压缸；27、移动支盘；28、圆柱块；29、螺孔封堵块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一：请参阅图1-图2，一种法兰盘厚度测量工装，包括机座1和待测量厚度的法兰盘16，机座1的顶部固定安装有两个支撑轴2，两个支撑轴2的顶端固定连接有托盘3，且托盘3可相对支撑轴2进行拆卸，托盘3为匹配一定范围内的法兰盘16的尺寸，当待测量厚度的法兰盘16的尺寸进一步变大，则对应的更换支撑轴2上的托盘3，使得托盘3匹配待测量厚度的法兰盘16，在测量法兰盘16的厚度时，法兰盘16放置在托盘3上，托盘3的一侧开设有槽口301，机座1顶部的一角固定连接有支撑柱4，支撑柱4的顶端固定连接有横梁板5，横梁板5远离支撑柱4的一端固定连接有限定板6，限定板6顶端的中部固定安装有驱动电机7，驱动电机7的输出转轴固定安装有第一液压缸8，第一液压缸8的活塞轴固定安装有双向液压缸9，双向液压缸9的两端活塞轴固定连接有L型固定板10，两个L型固定板10的底部固定连接有夹块11，通过第一液压缸8驱动活塞轴下移，至两个夹块11移动到法兰盘16中部通槽处，再由双向液压缸9驱动两端的活塞轴移动，使得两个夹块11恰好贴合法兰盘16的内壁，从而在对法兰盘16进行厚度测量期间，由驱动电机7驱动输出转轴带动法兰盘16旋转，对法兰盘16进行全方位的厚度测量。

请参阅图2，机座1顶部的一侧固定连接有支撑板12，支撑板12朝向槽口301的一侧设有两个测厚块15，两个测厚块15分别由两个第二液压缸13驱动纵向移动，其中一个第二液压缸13固定安装在机座1的底部，另一个第二液压缸13固定安装在支撑板12的侧壁上，请参阅图2和图3，机座1下方第二液压缸13的活塞轴上固定连接有活塞板21，活塞板21的外侧活动套装有定位管14，定位管14固定安装在支撑板12的侧壁上，活塞板21远离第二液压缸13的一侧固定连接有弹簧22，弹簧22远离活塞板21的一端固定连接有被动板23，被动板23远离弹簧22的一侧固定连接有连动轴24，连动轴24远离被动板23的一端延伸出定位管14的外部并与测厚块15固定连接，定位管14上半腔的内径值小于其下半腔的内径值，且被动板23的外径值小于定位管14上半腔的内径值，活塞板21的外侧壁与定位管14的内壁密封贴合。

请参阅1-图3，其中一个测厚块15上固定安装有靠近支撑板12一侧的超声波测距探头17，在对法兰盘16进行测厚时，可由两个第二液压缸13分别控制两个测厚块15相向移动，并在法兰盘16的上下两侧进行贴合，即通过两个第二液压缸13分别驱动活塞轴带动两个测厚块15相向移动，至两个测厚块15贴合法兰盘16后，通过法兰盘16下方测厚块15上的超声波测距探头17发射超声波信号，超声波信号与法兰盘16上方测厚块15的底面相遇，信号反射回，被测厚块15的接收器接收反射回来的超声波信号，并将其转换为电信号，从而由信号处理器对电信号进行处理、滤波和放大，计算出超声波的往返时间，进而根据超声波的往返时间以及在空气中的传播速度，计算出被测物体与传感器之间的距离，该距离值即为法兰盘16与测厚块15的接触部位厚度值，该距离值通过显示器进行显示，其中，测距不仅限于超声波测距探头17，还可通过红外测距仪等进行测距。

进一步的，请参阅图2-图3，定位管14的上半腔接通有导管25，测厚块15朝向法兰盘16的一侧设有气腔151，气腔151的内腔通过导管25与定位管14内活塞板21上方的内腔接通，且测厚块15远离第二液压缸13的一侧设有完全覆盖气腔151的橡胶薄膜18，在对法兰盘16测量厚度时，橡胶薄膜18和测厚块15均贴合法兰盘16测量部位的表面，测厚块15上还设有位于橡胶薄膜18上方的挡板19，挡板19的内侧壁与法兰盘16的外侧壁相适配，从而在测厚块15贴合到法兰盘16的表面后，挡板19的内侧壁与法兰盘16的外侧壁贴合，测厚块15远离橡胶薄膜18的一侧设有气压传感器20。

请参阅图1-图3，气腔151内充入气体，使得橡胶薄膜18紧贴在法兰盘16的表面，在对法兰盘16进行厚度测量时，由两个第二液压缸13分别驱动活塞轴带动活塞板21朝向法兰盘16移动，活塞板21的移动会先压缩弹簧22，使得被动板23带动连动轴24、测厚块15朝向法兰盘16移动，至测厚块15与法兰盘16的一侧接触，此时，控制第二液压缸13继续驱动活塞轴推动活塞板21朝向法兰盘16移动，直至活塞板21移动到定位管14的中部后被限位，无法再移动，此时，气压传感器20会监测到气腔151内的压力值，在控制法兰盘16转动时，通过活塞板21移动到定位管14的中部，气腔151内气压增大，使得橡胶薄膜18的表面始终紧贴法兰盘16的表面，在法兰盘16旋转过程中，当法兰盘16的厚度变小，即法兰盘16表面的部分区域内凹一定程度，橡胶薄膜18在气压作用下凸起，仍旧保持紧贴法兰盘16的表面，不受法兰盘16表面内凹的影响，橡胶薄膜18的凸起会使得气腔151内体积变小，气腔151内气压降低，即由气压与体积公式PV = nRT可得（P表示气压，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度），气体的体积增大，气压降低，通过气压传感器20实时测得气腔151内气压变化并显示出来，从而利用气压传感器20测得法兰盘16旋转期间气腔151内气压变化，得出法兰盘16与橡胶薄膜18接触部位厚度变化是否符合误差范围，即当气压传感器20测得的实测值降低幅度在误差范围外，即可判断此时法兰盘16与测厚块15接触部位的厚度值不合格。

请继续参阅图1-图3，机座1底端的中部固定安装有第三液压缸26，第三液压缸26的活塞轴固定连接有位于托盘3下方的移动支盘27，移动支盘27与两个支撑轴2活动套接，利用两个支撑轴2对移动支盘27进行限位，移动支盘27的顶部固定连接有与法兰盘16螺孔数量相同且一一对应的圆柱块28，圆柱块28的顶端延伸至托盘3的内部，且圆柱块28的顶端活动连接有螺孔封堵块29，螺孔封堵块29的顶端延伸出托盘3顶端的外部，且螺孔封堵块29的厚度值与法兰盘16的厚度值相同，在法兰盘16放置到托盘3上，通过法兰盘16驱动活塞轴推动移动支盘27带动圆柱块28上移，将螺孔封堵块29顶到法兰盘16的螺孔内，将法兰盘16的螺孔堵住，避免法兰盘16上的螺孔影响气压传感器20的测量数据，进而测量结果的问题，测厚块15与法兰盘16的贴合面为倒角设计，避免法兰盘16转动期间，测厚块15卡住螺孔封堵块29的问题。

该法兰盘厚度测量工装在使用时，首先，将法兰盘16放置到托盘3上，接着由第一液压缸8驱动活塞轴带动双向液压缸9下移，至两个夹块11移动到法兰盘16的中部通槽处，并由双向液压缸9驱动两端的活塞轴移动，使得两个夹块11贴合法兰盘16的内壁，并对法兰盘16进行校位，使得法兰盘16处于托盘3的中心，驱动电机7驱动法兰盘16缓速旋转，同时第三液压缸26驱动活塞轴带动移动支盘27、圆柱块28上移，将螺孔封堵块29顶到法兰盘16的螺孔内，并使得圆柱块28的顶部与托盘3的顶部保持平齐状态，再由两个第二液压缸13分别驱动两个测厚块15朝向法兰盘16移动，至两个测厚块15在法兰盘16的上下两侧贴住法兰盘16，此时，由超声波测距探头17测得两个测厚块15的间距值，即为法兰盘16与测厚块15的接部位厚度值，若该厚度值在设定的误差范围内，则控制第二液压缸13驱动活塞轴继续上移，推动活塞板21上移，进一步压缩弹簧22，至活塞板21移动到定位管14的中部，此时气压传感器20测量气腔151内的气压，当两个测厚块15上的气压传感器20所测量的气压值均在误差范围内，此时两个橡胶薄膜18覆盖的法兰盘16的区域合格，启动驱动电机7驱动法兰盘16相对两个测厚块15转动，当法兰盘16的一面有部分区域厚度值降低，气压传感器20测量的气腔151内气压降低，并在气压传感器20测量的气压值降低到误差范围外后，判断此时橡胶薄膜18贴合法兰盘16的区域厚度不合格即可。

Claims (5)

1.一种法兰盘厚度测量工装，包括机座（1）以及待测量厚度的法兰盘（16），其特征在于，所述机座（1）的顶部设有放置法兰盘（16）的托盘（3），所述托盘（3）的一侧开设有槽口（301），所述机座（1）上设有位于槽口（301）处的两个测厚块（15），其中一个所述测厚块（15）上设有位于法兰盘（16）外侧的超声波测距探头（17），所述测厚块（15）上设有气腔（151），且测厚块（15）上设有覆盖气腔（151）的橡胶薄膜（18），测厚块（15）的底部设有监测气腔（151）内气压的气压传感器（20），对法兰盘（16）测量厚度时，法兰盘（16）放置在所述托盘（3）顶端的中部并相对测厚块（15）旋转，所述橡胶薄膜（18）和测厚块（15）均贴合法兰盘（16）测量部位的表面，两个测厚块（15）在槽口（301）处移动并分别贴合法兰盘（16）的上下两侧，由超声波测距探头（17）测得两个测厚块（15）的间距值为法兰盘（16）与测厚块（15）的接触部位厚度值，气压传感器（20）测得法兰盘（16）旋转期间气腔（151）内气压变化，得出法兰盘（16）与橡胶薄膜（18）接触部位厚度变化是否符合误差范围；

所述机座（1）顶部的一侧固定连接有支撑板（12），两个测厚块（15）均设置支撑板（12）的一侧，且两个所述测厚块（15）分别由两个第二液压缸（13）驱动纵向移动，其中一个第二液压缸（13）固定安装在机座（1）的底部，另一个所述第二液压缸（13）固定安装在支撑板（12）的侧壁上；

所述第二液压缸（13）的活塞轴上固定连接有活塞板（21），所述活塞板（21）的外侧活动套装有定位管（14），所述定位管（14）固定安装在支撑板（12）的侧壁上，所述活塞板（21）远离第二液压缸（13）的一侧固定连接有弹簧（22），所述弹簧（22）远离活塞板（21）的一端固定连接有被动板（23），所述被动板（23）远离弹簧（22）的一侧固定连接有连动轴（24），所述连动轴（24）远离被动板（23）的一端延伸出定位管（14）的外部并与测厚块（15）固定连接，所述定位管（14）上半腔的内径值小于其下半腔的内径值，且被动板（23）的外径值小于定位管（14）上半腔的内径值，所述活塞板（21）的外侧壁与定位管（14）的内壁密封贴合；

所述定位管（14）的上半腔接通有导管（25），且导管（25）远离定位管（14）的一端与气腔（151）的内腔接通。

2.根据权利要求1所述的法兰盘厚度测量工装，其特征在于，所述机座（1）的顶部固定安装有两个支撑轴（2），所述托盘（3）固定安装在两个支撑轴（2）的顶端。

3.根据权利要求1所述的法兰盘厚度测量工装，其特征在于，所述机座（1）顶部的一角固定连接有支撑柱（4），支撑柱（4）的顶端固定连接有横梁板（5），横梁板（5）远离支撑柱（4）的一端固定连接有限定板（6），所述限定板（6）顶端的中部固定安装有驱动电机（7），所述驱动电机（7）的输出转轴固定安装有第一液压缸（8），所述第一液压缸（8）的活塞轴固定安装有双向液压缸（9），所述双向液压缸（9）的两端活塞轴固定连接有L型固定板（10），两个L型固定板（10）的底部固定连接有夹块（11），且夹块（11）的外侧与法兰盘（16）的中部通槽活动连接。

4.根据权利要求1所述的法兰盘厚度测量工装，其特征在于，所述测厚块（15）上还设有位于橡胶薄膜（18）上方的挡板（19），挡板（19）的内侧壁与法兰盘（16）的外侧壁相适配。

5.根据权利要求4所述的法兰盘厚度测量工装，其特征在于，所述机座（1）底端的中部固定安装有第三液压缸（26），所述第三液压缸（26）的活塞轴固定连接有位于托盘（3）下方的移动支盘（27），所述移动支盘（27）与两个支撑轴（2）活动套接，所述移动支盘（27）的顶部固定连接有与法兰盘（16）螺孔数量相同且一一对应的圆柱块（28），所述圆柱块（28）的顶端延伸至托盘（3）的内部，且圆柱块（28）的顶端活动连接有螺孔封堵块（29），所述螺孔封堵块（29）的顶端延伸出托盘（3）顶端的外部，且螺孔封堵块（29）的厚度值与法兰盘（16）的厚度值相同。