一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置。包括支撐桿、鎖緊裝置和距離檢測(cè)裝置；支撐桿兩側(cè)的下端上分別用鎖緊裝置固定在封頭弧形凹面邊上，距離檢測(cè)裝置安裝在支撐桿下面，距離檢測(cè)裝置位于封頭弧形凹面內(nèi)。距離檢測(cè)裝置沿封頭端面旋轉(zhuǎn)掃描，獲取轉(zhuǎn)角依次間隔成共四個(gè)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，確定端面掃描方向；距離檢測(cè)裝置沿以端面掃描方向及其正交方向所組成的面對(duì)封頭內(nèi)表面進(jìn)行掃描，以此獲取封頭內(nèi)表面形狀，并通過與封頭理論形狀對(duì)比確定封頭形狀偏差。本實(shí)用新型對(duì)支撐桿及其上的距離檢測(cè)裝置無定位要求，省掉傳統(tǒng)封頭形狀偏差檢測(cè)需要找直徑、定中等繁瑣的操作，操作方便，檢測(cè)效率高；避免定位、定中所帶來的誤差，精度更高且可靠。
【專利說明】
一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于測(cè)量輪廓或曲率的裝置，尤其是涉及用于壓力容器的一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]封頭是壓力容器的常用主要受壓元件之一，在容器制作過程中廣泛使用。封頭的形狀偏差是封頭檢驗(yàn)中的一個(gè)重點(diǎn)。如果封頭的形狀偏差過大，一方面可能導(dǎo)致封頭不能正確的安裝；另一方面則可能引起封頭局部應(yīng)力超過允許使用的極限值，從而導(dǎo)致封頭失效。現(xiàn)行的GB/T25198-2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)封頭的形狀偏差提出了規(guī)定和要求，封頭生產(chǎn)廠家必須對(duì)成形封頭的形狀進(jìn)行檢測(cè)，以確保用于壓力容器的封頭形狀符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。
[0003]現(xiàn)有的封頭形狀偏差的檢測(cè)通常采用樣板進(jìn)行檢測(cè)。該方法存在著形狀偏差檢測(cè)過程繁瑣以及使用不便、檢測(cè)結(jié)果不直觀以及精度低、所用的檢測(cè)樣板易發(fā)生變形以及保管難度比較大等諸多弊端。
[0004]有鑒于此，近年來先后也有多種專利提出用于封頭形狀偏差的檢測(cè)。中國專利ZL201320119866.5和中國專利ZL201220684622.7利用橢圓繪制裝置對(duì)橢圓類封頭進(jìn)行形狀偏差的檢測(cè)裝置，中國專利申請(qǐng)?zhí)?01310284845.3通過滑動(dòng)裝于框架上的標(biāo)尺進(jìn)行封頭形狀偏差的檢測(cè)裝置等等。這些專利不同程度的克服或減小了使用樣板檢測(cè)所帶來的問題，但是最為關(guān)鍵的是檢測(cè)前都需要找封頭端面直徑、端面中心或封頭中心，并要對(duì)檢測(cè)裝置進(jìn)行定中或定位，在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行形狀偏差檢測(cè)。所帶來的問題是，一方面檢測(cè)過程比較繁瑣，使用很不方便；另一方面，更為重要的是對(duì)檢測(cè)裝置進(jìn)行定中或定位將帶來誤差，對(duì)后續(xù)形狀偏差的檢測(cè)精度帶來較大影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有封頭形狀偏差檢測(cè)方法的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置，可用于對(duì)封頭端面呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的封頭形狀偏差檢測(cè)，解決了現(xiàn)有檢測(cè)方法所存在的檢測(cè)過程繁瑣、使用不便，解決了檢測(cè)裝置定中或定位所帶來的誤差等問題。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型包括支撐桿、鎖緊裝置和距離檢測(cè)裝置；支撐桿兩側(cè)的下端上分別用鎖緊裝置固定在封頭弧形凹面邊上，距離檢測(cè)裝置安裝在支撐桿下面，距離檢測(cè)裝置位于封頭弧形凹面內(nèi)。
[0008]所述距離檢測(cè)裝置包括第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)、連接件、第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)和測(cè)距設(shè)備；連接件的一端安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)下端面，并能隨第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接件的一個(gè)側(cè)面上安裝有第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，測(cè)距設(shè)備安裝在第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，并能隨著第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]所述測(cè)距設(shè)備為激光測(cè)距儀、超聲波測(cè)距儀。
[0010]所述第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸垂直于支撐桿和封頭端面的接觸面；第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸垂直相交，且相交于測(cè)距設(shè)備測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0012]I)該封頭形狀偏差測(cè)量方法與裝置在封頭形狀偏差檢測(cè)時(shí)，無需找封頭端面直徑、端面或封頭中心，檢測(cè)裝置可任意放于封頭端面上即可檢測(cè)，無位置要求，使用非常簡(jiǎn)單、方便，檢測(cè)效率高。
[0013]2)該封頭形狀偏差測(cè)量方法與裝置在封頭形狀偏差檢測(cè)時(shí)，沒有檢測(cè)裝置定位或定中所帶來的誤差等問題，檢測(cè)精度高，檢測(cè)可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的封頭形狀偏差測(cè)量裝置俯視示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的封頭形狀偏差測(cè)量裝置側(cè)視示意圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型的封頭形狀偏差測(cè)量裝置中的距離檢測(cè)裝置組成示意圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型的封頭形狀偏差測(cè)量方法中的端面掃描方向確定示意圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型的封頭形狀偏差測(cè)量方法中的封頭掃描面示意圖。
[0019]圖中:1.封頭；2.支撐桿；3.鎖緊裝置；4.距離檢測(cè)裝置:5.旋轉(zhuǎn)臺(tái)；6.連接件；
7.旋轉(zhuǎn)臺(tái)；8.測(cè)距設(shè)備。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0021]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括支撐桿2、鎖緊裝置3和距離檢測(cè)裝置4 ;支撐桿2任意擱置于封頭I端面上。支撐桿2兩側(cè)的下端上分別用鎖緊裝置3固定在封頭I弧形凹面邊上。距離檢測(cè)裝置4安裝在支撐桿2下面，且距離檢測(cè)裝置4位于封頭I弧形凹面內(nèi)，距離檢測(cè)裝置4任意安裝在封頭端面上，無其他位置要求。
[0022]如圖3所示，所述距離檢測(cè)裝置4:包括第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)5、連接件6、第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)7和測(cè)距設(shè)備8 ;連接件6的一端安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)5下端面，并能隨第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)，連接件6的一個(gè)側(cè)面上安裝有第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)7，測(cè)距設(shè)備8安裝在第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)7上，并能隨著第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)7轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)5或旋轉(zhuǎn)臺(tái)7可根據(jù)設(shè)計(jì)要求可在市場(chǎng)上選購得到。
[0023]所述測(cè)距設(shè)備8為激光測(cè)距儀、超聲波測(cè)距儀或能檢測(cè)距離的設(shè)備。
[0024]所述第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)5轉(zhuǎn)軸垂直于支撐桿2和封頭I端面的接觸面；第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)5轉(zhuǎn)軸與第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)7轉(zhuǎn)軸垂直相交，且相交于測(cè)距設(shè)備8測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0025]本實(shí)用新型的封頭形狀偏差的測(cè)量方法:
[0026]具體實(shí)施如圖4、圖5所示。圖4為本實(shí)用新型所述的封頭形狀偏差測(cè)量方法中的端面掃描方向確定示意圖。O’為測(cè)距設(shè)備8的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)量時(shí)，首先旋轉(zhuǎn)臺(tái)7旋轉(zhuǎn)至零位，使測(cè)距設(shè)備8檢測(cè)方向平行于封頭I端面(也即支撐桿2和封頭I端面的接觸面)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)5角度任意。檢測(cè)此時(shí)測(cè)距設(shè)備8至封頭端面的距離也即距離O’A。此后，旋轉(zhuǎn)臺(tái)5繞一方向(如順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)90°，檢測(cè)此時(shí)測(cè)距設(shè)備8至封頭端面的距離也即距離O’B。相同地，旋轉(zhuǎn)臺(tái)5繞同一方向再旋轉(zhuǎn)90°兩次，檢測(cè)測(cè)距設(shè)備8至封頭端面的距離，分別得到距離O’A’和距離O’B’。此時(shí)，封頭I端面中心O相對(duì)于測(cè)距設(shè)備8的方位可以確定。方向O’O,也即端面掃描方向，與旋轉(zhuǎn)臺(tái)5初始方向即O’A夾角成Θ角度,該角度由下式確定:
aO'B-O'B'b-lx
rnn07-1 υ = arctan-= arctan —--
L0027JCVA-CVA'Cil-U1





o
[0028]式中，a1、a2、bi和 b2 分別為 0’ A, 0’ A’，0’ B, 0’ B’ 的距離值。
[0029]如圖5所示，為本實(shí)用新型所述的封頭形狀偏差測(cè)量方法中的封頭掃描面示意圖。旋轉(zhuǎn)臺(tái)5旋轉(zhuǎn)至由前述所確定的端面掃描方向。此時(shí)測(cè)距設(shè)備8可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，該掃描面即為封頭掃描面。該封頭掃描面垂直封頭I端面且通過封頭I中心O點(diǎn)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)7，使測(cè)距設(shè)備8對(duì)封頭內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)掃描進(jìn)行形狀檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，測(cè)距設(shè)備8沿著封頭掃描面從封頭I端面處開始檢測(cè)，直至掃描到另一相對(duì)端面處結(jié)束。掃描過程中所檢測(cè)到的各點(diǎn)坐標(biāo)由下式確定:
「Jtr =_.\?{θ\ — U-,) + (b, — b-,) — d sin φ
[0030]J 2V -^，
\yc=-d cos 沴
[0031]式中，d為測(cè)距設(shè)備8所檢測(cè)到的至封頭I內(nèi)表面點(diǎn)C之間的距離；Φ為測(cè)距設(shè)備8轉(zhuǎn)至點(diǎn)C方向時(shí)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)7角度。由此，可以得到封頭內(nèi)表面形狀。最后，通過與封頭理論形狀作對(duì)比，可以確定封頭形狀的偏差。同理，將支撐桿2稍作移位即又可得到封頭另一內(nèi)表面形狀及偏差。
【權(quán)利要求】
1.一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置，其特征在于:包括支撐桿(2)、鎖緊裝置(3)和距離檢測(cè)裝置(4);支撐桿(2)兩側(cè)的下端上分別用鎖緊裝置(3)固定在封頭(I)弧形凹面邊上，距離檢測(cè)裝置(4)安裝在支撐桿(2)下面，距離檢測(cè)裝置(4)位于封頭(I)弧形凹面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置，其特征在于:所述距離檢測(cè)裝置(4)包括第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(5)、連接件(6)、第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(7)和測(cè)距設(shè)備(8);連接件(6)的一端安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)(5)下端面，并能隨第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接件(6)的一個(gè)側(cè)面上安裝有第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(7)，測(cè)距設(shè)備(8)安裝在第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(7)上，并能隨著第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置，其特征在于:所述測(cè)距設(shè)備(8)為激光測(cè)距儀、超聲波測(cè)距儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種封頭形狀偏差測(cè)量裝置，其特征在于:所述第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(5)轉(zhuǎn)軸垂直于支撐桿(2)和封頭(I)端面的接觸面；第一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(5)轉(zhuǎn)軸與第二個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(7)轉(zhuǎn)軸垂直相交，且相交于測(cè)距設(shè)備(8)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01B21/20GK203949655SQ201420338313
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】盛水平, 丁無極, 羅劍波, 陳海云, 劉松國, 邢璐 申請(qǐng)人:杭州市特種設(shè)備檢測(cè)研究院