本實(shí)用新型涉及壓力容器棱角度測(cè)量裝置，適用于化工、石化及核電領(lǐng)域所使用的壓力容器焊縫棱角度測(cè)量。

背景技術(shù)：

焊接過程中，容器各部分受熱不均勻，所以各部分形變也不相同，受熱的部位發(fā)生膨脹，但其它部位由于未受熱，則不會(huì)變形，于是焊縫部分會(huì)受到其它部分的壓縮，壓縮至塑性狀態(tài)，向外凸起。當(dāng)焊接結(jié)束時(shí)，此部分又會(huì)冷卻而收縮，變得向內(nèi)凹陷。從而形成容器焊縫棱角度。焊縫形成的棱角尺寸(簡(jiǎn)稱棱角度)是一種比較嚴(yán)重的制造缺陷。棱角的存在，會(huì)影響容器的直線度。若是低壓塔設(shè)備，則影響更大，因?yàn)樗饺萜魇谴怪狈胖玫模饨菚?huì)造成容器不是完全垂直，影響塔式容器的穩(wěn)定性，或者對(duì)其它工件的安裝也造成嚴(yán)重影響。

另外，棱角度的存在會(huì)造成筒體直線度不符合制造標(biāo)準(zhǔn)的要求，使筒體結(jié)構(gòu)不連續(xù)從而增加局部應(yīng)力，當(dāng)容器承載運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，對(duì)耐腐蝕設(shè)備可能會(huì)引發(fā)應(yīng)力腐蝕破裂。同時(shí)，棱角度的存在很容易使焊縫余高超標(biāo)，造成明顯的局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)，并在余高處引起很高的應(yīng)力集中，從而使焊縫的疲勞壽命明顯下降，直接影響壓力容器的制造質(zhì)量和使用性能，給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來隱患。

根據(jù)GB150中的規(guī)定可知，如果焊縫棱角度超標(biāo)或者焊縫有其他缺陷，需要對(duì)此焊縫及其周圍受影響的區(qū)域進(jìn)行應(yīng)力的測(cè)量和計(jì)算，對(duì)存在棱角度的容器進(jìn)行安全評(píng)定。本裝置主要是用于石油、化工及核電的容器及塔設(shè)備棱角度進(jìn)行測(cè)量的裝置，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)用于進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析，從而對(duì)設(shè)備存在焊縫棱角度超標(biāo)進(jìn)行安全評(píng)定。

傳統(tǒng)的測(cè)量棱角度的方法一般為，采用R弧度樣板進(jìn)行測(cè)量，但樣板弧度與筒體弧度存在一定偏差，且筒體直徑越小，則測(cè)量偏差越大。測(cè)量樣板的長(zhǎng)短也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，所以樣板不能太短，一般規(guī)定樣板長(zhǎng)度不小于300mm，且不小于筒體直徑的六分之一。此方法存在較多缺陷，例如，精確度不不高、讀數(shù)不方便、不能自動(dòng)測(cè)量及獲得最大的棱角度值與對(duì)應(yīng)的位置。

對(duì)整個(gè)壓力容器而言，棱角度測(cè)量數(shù)值直接決定其強(qiáng)度分析的準(zhǔn)確性，對(duì)于傳統(tǒng)的樣板法，局限性較多。因筒體圓度的不同，在測(cè)量時(shí)要制作不同弧度的樣板，單一的樣板并不會(huì)做到測(cè)量的普遍性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有測(cè)量棱角度方式的局限性較多、準(zhǔn)確性較低的不足，本實(shí)用新型提供一種有效消除局限性、準(zhǔn)確定較高的自動(dòng)數(shù)顯多方位壓力容器棱角度測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種自動(dòng)數(shù)顯多方位壓力容器棱角度測(cè)量裝置，包括支架、接觸探頭數(shù)顯組件和可上下伸縮的滑動(dòng)腳架，所述滑動(dòng)腳架兩兩對(duì)稱設(shè)置在所述支架上，所述接觸探頭數(shù)顯組件的兩端均安裝在滑動(dòng)箱體內(nèi)，所述滑動(dòng)箱體可橫向滑動(dòng)地套裝在所述支架上，所述接觸探頭數(shù)顯組件位于兩兩滑動(dòng)腳架之間；

所述接觸探頭數(shù)顯組件包括千分表探頭和數(shù)顯裝置，所述千分表探頭的上端安裝所述數(shù)顯裝置，所述千分表探頭與滑塊固定連接，所述滑塊可縱向滑動(dòng)地套裝在滑桿上，所述滑桿的兩端固定在所述滑動(dòng)箱體內(nèi)。

進(jìn)一步，所述支架上設(shè)置導(dǎo)槽，所述滑動(dòng)腳架可滑動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)槽內(nèi)，所述滑動(dòng)腳架上設(shè)有定位件。

再進(jìn)一步，所述支架包括橫向支撐導(dǎo)軌和縱桿，所述橫向支撐導(dǎo)軌的兩端開有螺紋孔，所述縱桿為帶雙頭螺栓的細(xì)軸連接件，所述縱桿的兩端伸入所述螺紋孔內(nèi)使得支架呈矩形框。

所述滑動(dòng)箱體包括箱座、驅(qū)動(dòng)輪和定滑輪，所述定滑輪、驅(qū)動(dòng)輪均安裝在箱座內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)輪和定滑輪分別位于所述橫向支撐導(dǎo)軌的上下方，所述驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸聯(lián)動(dòng)。

所述滑桿有上下布置的兩根。

所述的橫向支撐導(dǎo)軌上有刻度，兩端尺寸較中間小，并且兩端部各均布2個(gè)螺紋孔。

所述橫向支撐導(dǎo)軌正中心的刻度為0，左邊為負(fù)，右邊為正。；所述橫向支撐導(dǎo)軌的整個(gè)上表面均光滑，小端與滑動(dòng)腳架上面的導(dǎo)槽配合使用，中間大端與滑動(dòng)箱體相連接。

所述滑動(dòng)腳架由一根帶刻度的兩端為三角形并且?guī)в械菇堑幕瑝K組成，所述滑動(dòng)腳架上安裝有雙導(dǎo)槽構(gòu)件，所述雙導(dǎo)槽構(gòu)件包含緊固螺釘，一個(gè)導(dǎo)槽導(dǎo)軌與滑動(dòng)腳架連接，另一導(dǎo)槽導(dǎo)軌與橫向支撐導(dǎo)軌連接。

本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)，使棱角度測(cè)量變得更為方便、準(zhǔn)確。對(duì)于傳統(tǒng)的樣板法，局限性較多。因筒體圓度的不同，在測(cè)量時(shí)要制作不同弧度的樣板，單一的樣板并不會(huì)做到測(cè)量的普遍性。本設(shè)計(jì)的裝置，因其可以改變整體長(zhǎng)度，對(duì)不同尺寸的容器都適應(yīng)，所以解決了樣板方法受圓筒弧度影響產(chǎn)生的局限性。而測(cè)量部分由數(shù)顯千分表代替標(biāo)尺，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。自動(dòng)移動(dòng)的測(cè)量部位使得測(cè)量變得自動(dòng)化、智能化，而不局限于裝置的位置。

通過滑動(dòng)腳架導(dǎo)槽與橫向支撐導(dǎo)軌端部連接組成支架結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)腳架可以沿橫向支撐導(dǎo)軌左右滑動(dòng)。同時(shí)橫向支撐導(dǎo)軌也可以沿滑動(dòng)腳架上下滑動(dòng)。保證裝置4個(gè)支架角可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸的容器的焊縫都可以進(jìn)行測(cè)量，展示裝置的穩(wěn)定性及普適性。并且通過支架上的刻度值來進(jìn)行高度寬度調(diào)整。其次，滑動(dòng)箱體安裝與橫向支撐導(dǎo)軌上，采用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得滑動(dòng)箱體可以沿支撐導(dǎo)軌左右移動(dòng)。同時(shí)，核心部分的接觸探頭數(shù)顯裝置與滑動(dòng)箱體通過軸進(jìn)行連接，使得接觸探頭數(shù)顯裝置可伴隨滑動(dòng)箱體一起滑動(dòng)，保證接觸探頭可以測(cè)得焊縫環(huán)向不同位置的棱角度值。最后，接觸探頭數(shù)顯裝置也可上下滑動(dòng)。如此，整個(gè)接觸探頭可以進(jìn)行焊縫的不同位置的棱角度測(cè)量。而接觸探頭采用千分表結(jié)構(gòu)保證裝置的精確度。

本實(shí)用新型的效果主要表現(xiàn)在：該棱角度測(cè)量裝置、操作方便，結(jié)構(gòu)合理、連接可靠、使用方便對(duì)焊縫棱角度進(jìn)行測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)精度高、穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1是自動(dòng)數(shù)顯多方位壓力容器棱角度測(cè)量裝置的示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是兩端有螺紋孔還有可以沿其滑動(dòng)的導(dǎo)槽的橫向支撐導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是帶有刻度的可以沿導(dǎo)槽上下移動(dòng)的滑動(dòng)腳架結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)是主視圖，(b)是左視圖。

圖5是包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、滑輪等部件的可以沿橫向支撐導(dǎo)軌左右滑動(dòng)的滑動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是帶有千分表探頭、數(shù)顯裝置并可以橫向移動(dòng)的接觸探頭數(shù)顯組件示意圖。

圖7是帶雙頭螺栓的細(xì)軸連接件的示意圖。

圖8是初始標(biāo)定的示意圖。

圖9是測(cè)試過程的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

參照?qǐng)D1～圖9，一種自動(dòng)數(shù)顯多方位壓力容器棱角度測(cè)量裝置，包括支架、接觸探頭數(shù)顯組件4和可上下伸縮的滑動(dòng)腳架2，所述滑動(dòng)腳架2兩兩對(duì)稱設(shè)置在所述支架上，所述接觸探頭數(shù)顯組件4的兩端均安裝在滑動(dòng)箱體3內(nèi)，所述滑動(dòng)箱體3可橫向滑動(dòng)地套裝在所述支架上，所述接觸探頭數(shù)顯組件4位于兩兩滑動(dòng)腳架之間；

所述接觸探頭數(shù)顯組件4包括千分表探頭和數(shù)顯裝置，所述千分表探頭的上端安裝所述數(shù)顯裝置，所述千分表探頭與滑塊固定連接，所述滑塊可縱向滑動(dòng)地套裝在滑桿上，所述滑桿的兩端固定在所述滑動(dòng)箱體內(nèi)。

進(jìn)一步，所述支架上設(shè)置導(dǎo)槽，所述滑動(dòng)腳架2可滑動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)槽內(nèi)，所述滑動(dòng)腳架2上設(shè)有定位件。

再進(jìn)一步，所述支架包括橫向支撐導(dǎo)軌1和縱桿5，所述橫向支撐導(dǎo)軌1的兩端開有螺紋孔，所述縱桿5為帶雙頭螺栓的細(xì)軸連接件，所述縱桿的兩端伸入所述螺紋孔內(nèi)使得支架呈矩形框。

所述滑動(dòng)箱體3包括箱座、驅(qū)動(dòng)輪和定滑輪，所述定滑輪、驅(qū)動(dòng)輪均安裝在箱座內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)輪和定滑輪分別位于所述橫向支撐導(dǎo)軌的上下方，所述驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸聯(lián)動(dòng)。

所述滑桿有上下布置的兩根。

所述的橫向支撐導(dǎo)軌1上有刻度，兩端尺寸較中間小，并且兩端部各均布2個(gè)螺紋孔。

所述橫向支撐導(dǎo)軌1正中心的刻度為0，左邊為負(fù)，右邊為正；所述橫向支撐導(dǎo)軌的整個(gè)上表面均光滑，小端與滑動(dòng)腳架上面的導(dǎo)槽配合使用，中間大端與滑動(dòng)箱體相連接。

所述滑動(dòng)腳架2由一根帶刻度的兩端為三角形并且?guī)в械菇堑幕瑝K組成，所述滑動(dòng)腳架上安裝有雙導(dǎo)槽構(gòu)件，所述雙導(dǎo)槽構(gòu)件包含緊固螺釘，一個(gè)導(dǎo)槽導(dǎo)軌與滑動(dòng)腳架連接，另一導(dǎo)槽導(dǎo)軌與橫向支撐導(dǎo)軌連接。此4個(gè)可滑動(dòng)腳架安裝于橫向支撐導(dǎo)軌與帶雙頭螺紋的軸所存在的矩形框上，用于調(diào)整整個(gè)測(cè)量裝置的高度。

所述滑動(dòng)箱體3里面主要包含3個(gè)滑輪，其中兩個(gè)滑輪布置與箱體上方，一個(gè)位于箱體下方，而橫向支撐導(dǎo)軌剛好從中間穿過，使得上面兩個(gè)滑輪的下邊緣與下面滑輪的上邊緣正好與橫向支撐導(dǎo)軌接觸。內(nèi)部滑輪通過滑輪中心的軸固定于箱體蓋之上，保證滑輪能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。所述箱體中下面滑輪帶軸并且與電動(dòng)機(jī)相連；通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使得箱體可以在橫向支撐導(dǎo)軌上來回移動(dòng)。所述箱體上有兩個(gè)螺紋孔，用于連接接觸探頭數(shù)顯裝置。

接觸探頭數(shù)顯組件可以將棱角度的值以數(shù)字的形式顯示出來。該部位由橫向?qū)к?、滑塊與數(shù)顯千分表組成。數(shù)顯千分表的下端觸頭與焊縫接觸，接觸頭位置可根據(jù)焊縫尺寸來調(diào)整。所述千分表嵌與兩個(gè)滑塊內(nèi)，使其可以上下滑動(dòng)。滑動(dòng)到確定位置后，再由滑塊上的壓緊螺栓來固定其位置。同時(shí)，滑塊可以在導(dǎo)軌滑動(dòng)，數(shù)顯千分表裝置也隨之滑塊一起運(yùn)動(dòng)。而導(dǎo)軌又可以隨著箱體一起滑動(dòng)，于是就實(shí)現(xiàn)了數(shù)顯千分表裝置可以在各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。千分表也就可以測(cè)量焊縫各處的棱角度。

圖3是兩端有螺紋孔的橫向支撐導(dǎo)軌。兩根橫向支撐導(dǎo)軌并行排列，兩端通過如圖7所述的雙頭螺栓連接在一起，形成一個(gè)矩形框結(jié)構(gòu)。

所述如圖4所示帶有刻度的可以沿導(dǎo)槽上下移動(dòng)的滑動(dòng)腳架結(jié)構(gòu)，4個(gè)完全一樣的腳架通過導(dǎo)槽與橫向支撐導(dǎo)軌連接在一起。形成一個(gè)帶4個(gè)支腳的框形結(jié)構(gòu)。

所述是包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、滑輪等部件的滑動(dòng)箱體，其通過滑輪在橫向支撐導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，并且通過電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖5。

最后，將圖6所示的帶有千分表探頭、數(shù)顯裝置并可以橫向移動(dòng)的接觸探頭數(shù)顯組件固定于兩個(gè)橫向支撐導(dǎo)軌之間，并且接觸探頭數(shù)顯裝置的兩根橫向桿固定于兩個(gè)滑動(dòng)箱體上，保持與滑動(dòng)箱體相同的移動(dòng)情況。組裝得到的裝置圖見圖1所示。

進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先進(jìn)行裝置的標(biāo)定，在測(cè)量筒體棱角度之前，先根據(jù)筒體直徑，將四個(gè)腳架調(diào)節(jié)到確定位置并固定，使同一支撐桿上的兩對(duì)滑動(dòng)腳架的距離為筒體直徑的1/3。確定好四角位置后，再將整個(gè)裝置放于筒體正常圓度位置。調(diào)節(jié)千分表上下位置，使其接觸筒體，然后將其固定。并讓表頭示數(shù)為0，如圖8所示。

標(biāo)定完成后，再將裝置放于焊縫位置，通過電機(jī)的驅(qū)動(dòng)使接觸探頭數(shù)顯裝置在焊縫位置前后左右移動(dòng)，從而得到焊縫不同部位的棱角度值，并通過數(shù)字顯示儀顯示，如圖9所示。