一种基于球墨铸管的壁厚检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于球墨铸管的壁厚检测装置，包括：机架、X轴机构、Y轴机构、小车安装架、四轮被动式小车、测厚仪水箱、控制系统，X轴机构为齿轮齿条传动机构，所述X轴机构水平安装在机架上，Y轴机构为丝杆结构，Y轴机构安装在X轴机构上，且与X轴机构垂直正交，小车安装架安装于Y轴机构上，四轮被动式小车与小车安装架固定连接；测厚仪水箱设置于机架上，测厚仪水箱的出口通过耦合剂输出管道与与四轮被动式小车连接，X轴机构、Y轴机构、四轮被动式小车、测厚仪水箱的控制模块均通过控制线缆与控制系统连接。本发明专利技术壁厚检测装置具有结构简单，易于加工装配、适应能力强、维护成本低、抗震性好等优点。震性好等优点。震性好等优点。

A wall thickness measuring device based on nodular cast pipe

【技术实现步骤摘要】
一种基于球墨铸管的壁厚检测装置


[0001]本专利技术涉及管道检测
，具体地，涉及一种基于球墨铸管的壁厚检测装置。

技术介绍

[0002]球墨铸铁管多用于输液、输水管道，要承受较大的压力，需要有良好的力学性能，如果球墨铸铁管的壁厚小于安全壁厚，就会导致承压能力降低，会引起爆管事件发生。因此，确保各种管道的使用安全性有非常重要的意义。美国石油协会的标准规定：石油管材在生产、加工和投入使用之前要进行全长度厚度测量。我国对球墨铸管管道的全长度的测量需求也越来越迫切。超声波检测技术具有全壁厚检测、不需去除覆盖层等优点，非常适合用于各种管道的在线快速检测，且能够进行在线监测。目前，国内还主要是采用超声波测厚仪逐点测量或抽检各种管材的厚度，缺乏对整个管材连续测量的能力。球墨铸管表面的工艺特点，导致其外圆柱表面上存在大量的凹凸点，会对检测信号产生干扰，甚至造成测量信号的丢失，采用离心铸的在生产工艺，冷却后也不能保证其形状是规则的圆柱面，因此，测量装置如何保证在线实时检测时，能够实时的适应被检测管道复杂的空间曲面，确保检测仪与检测管道表面保持垂直且距离恒定，获得尽可能多的有效信号，并进行合理数据分析和处理，是实现精确检测的关键。另外，生产线上球墨铸管规格较多，如何自动适应管道直径的变化，确定管道的检测端面位置和测量位置，实现精确位置的厚度测量也非常重要。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于球墨铸管的壁厚检测装置，具有结构简单可靠、易于加工装配、维护成本低、适应性好、抗震能力强的特点。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于球墨铸管的壁厚检测装置，包括：机架、X轴机构、Y轴机构、小车安装架、四轮被动式小车、测厚仪水箱、控制系统，所述X轴机构为齿轮齿条传动机构，所述X轴机构水平设置于机架上，所述Y轴机构为丝杆结构，所述Y轴机构安装于X轴机构上，且与X轴机构垂直正交，所述小车安装架安装于Y轴机构上，所述四轮被动式小车与小车安装架的下端水平连接面固定连接；所述测厚仪水箱设置于机架上，所述测厚仪水箱的出口通过耦合剂输出管道与四轮被动式小车连接，所述X轴机构、Y轴机构、四轮被动式小车、测厚仪水箱均通过各自的控制线缆与控制系统连接。
[0005]进一步地，所述X轴机构包括：X轴机架、X轴直线导轨、X轴导轨滑块、X轴齿条、X轴齿轮、X轴移动拖板、X轴减速器、X轴伺服电机、机械限位安装座、缓冲器、传动箱、测厚仪位置反馈传感器，所述X轴机架通过螺栓水平安装在机架上，两根X轴直线导轨通过螺栓水平固定于X轴机架的竖直平面上，所述X轴直线导轨与X轴导轨滑块滑动连接，所述X轴移动拖板安装于X轴导轨滑块上，所述X轴减速器安装于X轴移动托板上，所述X轴伺服电机的输出轴与X轴减速器的输入端连接，所述X轴齿轮设置于X轴减速器的输出轴上；所述X轴齿条水平设置于X轴机架的上水平面上，所述X轴齿条与X轴齿轮啮合；所述X轴齿条还与传动箱啮合，所述测厚仪位置反馈传感器设置于传动箱的输出轴上；所述机械限位安装座通过机械
限位安装螺栓设置于X轴机架的两侧，所述缓冲器设置于机械限位安装座上；所述X轴伺服电机、测厚仪位置反馈传感器均通过各自的控制线缆与控制系统连接。
[0006]进一步地，所述Y轴机构包括：Y轴机架、Y轴丝杠、Y轴减速器、Y轴伺服电机、Y轴减速器安装座、Y轴联轴节、Y轴直线导轨、Y轴直线导轨滑块、Y轴移动拖板，所述Y轴机架通过螺栓固定于X轴移动拖板上，两根Y轴直线导轨对称的安装在Y轴机架上，所述Y轴直线导轨与Y轴直线导轨滑块滑动连接，所述Y轴移动拖板通过螺栓固定于Y轴直线导轨滑块上；所述Y轴减速器安装座固定连接于Y轴机架的上端，所述Y轴减速器设置于Y轴减速器安装座上，所述Y轴减速器的输入端与Y轴伺服电机的输出轴连接，所述Y轴减速电机的输出轴通过Y轴联轴节与Y轴丝杠连接，所述Y轴丝杠上的螺母通过螺栓与Y轴移动拖板连接，所述Y轴伺服电机的控制线缆与控制系统连接；所述Y轴移动拖板通过螺栓与小车安装架上端的安装平面固定连接。
[0007]进一步地，所述四轮被动式小车包括：两个“W”球形耐磨滚轮机构、四轮小车连接调整机构、管道端面检测机构、测厚仪、耦合剂开合机构、两个定距滚轮机构、自适应贴合机构、底盘、保护罩，所述保护罩固定于底盘上，两个“W”球形耐磨滚轮机构分别设置于底盘的前后侧，所述四轮小车连接调整机构固定于保护罩上，所述管道端面检测机构固定于保护罩的一端，所述测厚仪安装在底盘的安装接口上，且所述测厚仪位于保护罩的内部；所述耦合剂开合机构设置于测厚仪下端的安装接口上，所述自适应贴合机构通过导向螺栓设置于耦合剂开合机构上，并通过导向孔与测厚仪下端的导向圆柱配合；两个定距滚轮机构以测厚仪的中心轴为对称中心，对称安装在底盘上；所述测厚仪、管道端面检测机构、耦合剂开合机构均通过各自的控制线缆与控制系统连接；所述四轮销轴连接调整机构与小车安装架固定连接。
[0008]进一步地，所述“W”球形耐磨滚轮机构包括：底盘连接轴、压板、第一球形耐磨滚轮、第一耐磨滚轮安装座、第一耐磨滚轮旋转铰链、第一气动弹簧伸缩杆、第一气动弹簧伸缩筒、第一气动弹簧安装架、第二球形耐磨滚轮、第二耐磨滚轮安装座、第二耐磨滚轮旋转铰链、第二气动弹簧伸缩杆、第二气动弹簧伸缩筒、第二气动弹簧安装架，所述底盘连接轴通过固定螺钉与底盘固定连接，所述第一耐磨滚轮旋转铰链的一端、第二耐磨滚轮旋转铰链的一端均与底盘连接轴连接，并通过压板挡住；所述第一耐磨滚轮旋转铰链的另一端与第一耐磨滚轮安装座固定连接，所述第一球形耐磨滚轮设置于第一耐磨滚轮安装座内，所述第一耐磨滚轮安装座通过第一气动弹簧伸缩杆转动螺栓与第一气动弹簧伸缩杆连接，所述第一气动弹簧伸缩杆上套接第一气动弹簧伸缩筒，所述第一气动弹簧伸缩筒通过第一气动弹簧安装螺栓与第一气动弹簧安装架固定连接，所述第一气动弹簧安装架通过第一安装架固定螺栓与保护罩固定连接；所述第二耐磨滚轮旋转铰链的另一端与第二耐磨滚轮安装座固定连接，所述第二球形耐磨滚轮设置于第二耐磨滚轮安装座内，所述第二耐磨滚轮安装座通过第二气动弹簧伸缩杆转动螺栓与第二气动弹簧伸缩杆连接，所述第二气动弹簧伸缩杆上套接第二气动弹簧伸缩筒，所述第二气动弹簧伸缩筒通过第二气动弹簧安装螺栓与第二气动弹簧安装架固定连接，所述第二气动弹簧安装架通过第二安装架固定螺栓与保护罩固定连接。
[0009]进一步地，所述四轮小车连接调整机构包括：底座、铰链、弹簧转轴、防尘罩、弹簧转轴套、弹簧端盖、机架连接板、弹簧压板、调整弹簧、连接板、弹簧转轴定向滑块，所述底座
固定于保护罩上，所述弹簧转轴通过铰链与底座铰接，并通过铰接螺母固定；所述防尘罩设置于弹簧转轴与弹簧转轴套之间，所述弹簧转轴套设有沿轴向方向的十字导向槽，所述弹簧转轴定向滑块的十字导向结构与十字导向槽配合，且所述弹簧转轴定向滑块通过连接板固定螺栓和连接板与弹簧转轴固定连接；所述弹簧端盖通过第一固定螺栓设置于弹簧转轴套上，所述弹簧端盖的上设有弹簧压板，所述调整弹簧设置于弹簧端盖和弹簧压板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于球墨铸管的壁厚检测装置，其特征在于，包括：机架(1)、X轴机构(2)、Y轴机构(3)、小车安装架(4)、四轮被动式小车(5)、测厚仪水箱(6)、控制系统(9)，所述X轴机构(2)为齿轮齿条传动机构，所述X轴机构(2)水平设置于机架(1)上，所述Y轴机构(3)为丝杆结构，所述Y轴机构(3)安装于X轴机构(2)上，且与X轴机构(2)垂直正交，所述小车安装架(4)安装于Y轴机构(3)上，所述四轮被动式小车(5)与小车安装架(4)的下端水平连接面固定连接；所述测厚仪水箱(6)设置于机架(1)上，所述测厚仪水箱(6)的出口通过耦合剂输出管道与四轮被动式小车(5)连接，所述X轴机构(2)、Y轴机构(3)、四轮被动式小车(5)、测厚仪水箱(6)均通过各自的控制线缆与控制系统(9)连接。2.根据权利要求1所述基于球墨铸管的壁厚检测装置，其特征在于，所述X轴机构(2)包括：X轴机架(21)、X轴直线导轨(22)、X轴导轨滑块(23)、X轴齿条(24)、X轴齿轮(25)、X轴移动拖板(26)、X轴减速器(27)、X轴伺服电机(28)、机械限位安装座(210)、缓冲器(211)、传动箱(212)、测厚仪位置反馈传感器(213)，所述X轴机架(21)通过螺栓水平安装在机架(1)上，两根X轴直线导轨(22)通过螺栓水平固定于X轴机架(21)的竖直平面上，所述X轴直线导轨(22)与X轴导轨滑块(23)滑动连接，所述X轴移动拖板(26)安装于X轴导轨滑块(23)上，所述X轴减速器(27)安装于X轴移动托板(26)上，所述X轴伺服电机(28)的输出轴与X轴减速器(27)的输入端连接，所述X轴齿轮(25)设置于X轴减速器(27)的输出轴上；所述X轴齿条(24)水平设置于X轴机架(21)的上水平面上，所述X轴齿条(24)与X轴齿轮(25)啮合；所述X轴齿条(24)还与传动箱(212)啮合，所述测厚仪位置反馈传感器(213)设置于传动箱(212)的输出轴上；所述机械限位安装座(210)通过机械限位安装螺栓(29)设置于X轴机架(21)的两侧，所述缓冲器(211)设置于机械限位安装座(210)上；所述X轴伺服电机(28)、测厚仪位置反馈传感器(213)均通过各自的控制线缆与控制系统(9)连接。3.根据权利要求1所述基于球墨铸管的壁厚检测装置，其特征在于，所述Y轴机构(3)包括：Y轴机架(31)、Y轴丝杠(32)、Y轴减速器(33)、Y轴伺服电机(34)、Y轴减速器安装座(35)、Y轴联轴节(36)、Y轴直线导轨(37)、Y轴直线导轨滑块(38)、Y轴移动拖板(39)，所述Y轴机架(31)通过螺栓固定于X轴移动拖板(26)上，两根Y轴直线导轨(37)对称的安装在Y轴机架(31)上，所述Y轴直线导轨(37)与Y轴直线导轨滑块(38)滑动连接，所述Y轴移动拖板(39)通过螺栓固定于Y轴直线导轨滑块(38)上；所述Y轴减速器安装座(35)固定连接于Y轴机架(31)的上端，所述Y轴减速器(33)设置于Y轴减速器安装座(35)上，所述Y轴减速器(33)的输入端与Y轴伺服电机(34)的输出轴连接，所述Y轴减速电机(33)的输出轴通过Y轴联轴节(36)与Y轴丝杠(32)连接，所述Y轴丝杠(32)上的螺母通过螺栓与Y轴移动拖板(39)连接，所述Y轴伺服电机(34)的控制线缆与控制系统(9)连接；所述Y轴移动拖板(39)通过螺栓与小车安装架(4)上端的安装平面固定连接。4.根据权利要求1所述基于球墨铸管的壁厚检测装置，其特征在于，所述四轮被动式小车(5)包括：两个“W”球形耐磨滚轮机构(52)、四轮小车连接调整机构(54)、管道端面检测机构、测厚仪(56)、耦合剂开合机构、两个定距滚轮机构、自适应贴合机构、底盘(511)、保护罩(512)，所述保护罩(512)固定于底盘(511)上，两个“W”球形耐磨滚轮机构分别设置于底盘(511)的前后侧，所述四轮小车连接调整机构(54)固定于保护罩(512)上，所述管道端面检测机构固定于保护罩(512)的一端，所述测厚仪(56)安装在底盘(511)的安装接口上，且所述测厚仪(56)位于保护罩(512)的内部；所述耦合剂开合机构设置于测厚仪(56)下端的安
装接口上，所述自适应贴合机构通过导向螺栓设置于耦合剂开合机构上，并通过导向孔与测厚仪(56)下端的导向圆柱配合；两个定距滚轮机构以测厚仪(56)的中心轴为对称中心，对称安装在底盘(511)上；所述测厚仪(56)、管道端面检测机构、耦合剂开合机构均通过各自的控制线缆与控制系统(9)连接；所述四轮销轴连接调整机构(54)与小车安装架(4)固定连接。5.根据权利要求4所述基于球墨铸管的壁厚检测装置，其特征在于，所述“W”球形耐磨滚轮机构(52)包括：底盘连接轴(521)、压板(523)、第一球形耐磨滚轮(525)、第一耐磨滚轮安装座(526)、第一耐磨滚轮旋转铰链(527)、第一气动弹簧伸缩杆(529)、第一气动弹簧伸缩筒(5210)、第一气动弹簧安装架(5211)、第二球形耐磨滚轮(5214)、第二耐磨滚轮安装座(5215)、第二耐磨滚轮旋转铰链(5216)、第二气动弹簧伸缩杆(5218)、第二气动弹簧伸缩筒(5219)、第二气动弹簧安装架(5222)，所述底盘连接轴(521)通过固定螺钉(524)与底盘(511)固定连接，所述第一耐磨滚轮旋转铰链(527)的一端、第二耐磨滚轮旋转铰链(5216)的一端均与底盘连接轴(521)连接，并通过压板(523)挡住；所述第一耐磨滚轮旋转铰链(527)的另一端与第一耐磨滚轮安装座(526)固定连接，所述第一球形耐磨滚轮(525)设置于第一耐磨滚轮安装座(526)内，所述第一耐磨滚轮安装座(526)通过第一气动弹簧伸缩杆转动螺栓(528)与第一气动弹簧伸缩杆(529)连接，所述第一气动弹簧伸缩杆(529)上套接第一气动弹簧伸缩筒(5210)，所述第一气动弹簧伸缩筒(5210)通过第一气动弹簧安装螺栓(5212)与第一气动弹簧安装架(5211)固定连接，所述第一气动弹簧安装架(5211)通过第一安装架固定螺栓(5213)与保护罩(512)固定连...

【专利技术属性】
技术研发人员：任长志，雷毅，王尘凡，郑東俊，柯健明，吴宇杰，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：