Устройство для измерения размеров сварных соединений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения --повыше ние производительности и удобства измерений. Устройство содержит корпус с базовой плоскостью, штангу с измерительным наконечником, отсчетный узел и, траверсу . В устройство введены зубчатые колеса, узел сравнения размеров, выполненный в виде параллельного оси зубчатых колес стержня, установленного в корпусе с возможностью поворота относительно своей оси, перемещения перпендикулярно базовой плоскости корпуса и фиксации, жестко за креп ленного по оси стержня зубчатого колеса, предназначенного для взаимодействия с другим зубчатым колесом , и радиальных шкал, нанесенных на противоположных поверхностях зубчатого колеса, а также штанга, выполненная в виде зубчатой рейки. Устройство может быть использовано в теплоэнергетике для осуществления контроля трубных систем при производстве сварочно-монтажных работ. 6 ил. - ;- -. . : -. :- . . .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (1Ф) (sos G 01 В 3/14

ГОСУДАРСТВЕНЧЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение производительности и удобства измерений. Устройство содержит корпус с

° юь

Изобретение относится к измеритель- тельной губкой, дополнительную меритель-.;.в ной технике, используемой при проверке . ную губку, расположенную между губкойли- : «р размеров стйковых сварных соединений нейки и кареткой и выполненной с труб с плоскими фланцами.:: возможностью перемещения в направлеИэвестен инструмент для линейноугло-: . нии, перпендикулярном продольной оси ливых измерений, содержащий линейки, уст- нейки. - Мерительная, губка каретки О новленные в рамках, дугу, сектор.: ::выполнена. подвижной параллельно дополНедостатком известйого инструмента-- .. нительной мерительной губке, а на линейке является то, что им невозможно измЕ в ть нанесены:две нацрфвяенйые в одну сторону глубину фаски на фланце. привариваемом к шкалы, цена деления одной из них в даа . трубе. ° раза мейьШе: цены деления другой.

Наиболее близким к предлагаемому ао Недостатком известного инструмента технической сущности является инструмент является то, что им невозможно измерить для проверки размеров стыковых сварных толщину стенки, сзариваемого трубопровосоединений, содержащий линейку с губкой, да, от размера которой зависят контролируперемещаемую полинейке каретку с мери- емые размеры глубины фаски на фланце, 1 (21) 4798011/28 (22) 28.02.90 (46) 67.02.92. Бюл. f+ 5 (71) Уральский филиал Всесоюзного тепло-. технического научно-исследовательского института им; Ф.Э. Дэержйнского (72) И.А. Пермитин, Г.А. Бологов и В,H; Нестеров (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 735905, кл. 6 01 В 3/14. 1976.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 305339, кл. 6 01 В 3/14, 1969.

2 базовой плоскостью. штангу с измерительным наконечником, отсчетный узел и,траверсу. В устройство введены зубчатые колеса, узел сравнения размеров, выполненный в виде параллельного оси зубчатых колес стержня, установленного в корпусе с возможностью поворота относительно своей оси, перемещения перпендикулярно базовой плоскости корпуса и фиксации, жестко закрепленного по оси стержня зубчатого колеса:,:.предназйаченного для взаимодействия с другим зубчатым колесом, и радиальнйх шкал, нанесенных.на противоположных поверхностях зубчатого колеса,:а также штанга,: выполненйая в виде зубчатой рейки; Устройство может быть иснользовано в теплоэнергетике для осущест- Ф

3 аления. контроля трубных. систем при производстве сварочно-монтажных работ. 6 ил.

1710985 привариваемом к трубопроводу, и размеры катетов сварного шва, а также глубину фаски на фланце.

Целью изобретения является повышеwe производительности и удобства измерений, Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения размеров сварных соединений, содержащее корпус с базовой плоскостью, установленную в корпусе с возможностью перемещения параллельно его базовой плоскости и фиксации штангу с измерительным наконечником, отсчетный узел, размещенный на корпусе и выполненный в виде двух шкал, и траверсу, снабжено указателем, установленным на поверхности корпуса с воэможностью поворота в плоскости, перпендикулярной его базовой плоскости, и взаимодействующим со шкалами, двумя соосными жестко соединенными с указателем зубчатыми колесами. одно из которых взаимосвязано со штангой, жестко закрепленной на корпусе полой рукояткой, штоком, установленным в полости рукоятки с возможностью перемещения параллельно баwsoA плоскости корпуса, установленным в корпусе с возможностью перемещения перпендикулярно его базовой плоскости установочным плунжером, один конец которого соединен со штоком и узлом сравнения размеров, последний выполнен в виде параллельного оси зубчатых колес стержня, установленного в корпусе с возможностью поворота относительно своей оси, перемещения перпендикулярно базовой плоскости корпуса и фиксации, жестко закрепленного по оси стержня третьего зубчатого колеса, предназначенного для взаимодействия с вторым зубчатым колесом, и радиальных шкал, нанесенных на противоположных поверхностях третьего колеса, штанга выполнена в виде зубчатой рейки с установочной плоскостью, предназначенной для взаимодействия с .вторым концом установочного плунжера, корпус выполнен с двумя окнами, взаимосвязанными с радиальными шкалами, шкалы отсчетного узла нанесены по дуге окружности в противоположных направлениях относительно общей начальной точки, а траверса жестко закреплена на коррусе и выполнена с базовой плоскостью, перпендикулярной базовой плоскости корпуса.

На фиг. 1 изображена схема устройства, общий вид: на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-6 — измерительный наконечник в рабочем положении.

Устройство содержит корпус 1, в котором с возможностью перемещения распо10

20

45

50 лесом 10 передаточного механизма индикатора 4, на зубчатом колесе 27 с двух сторон в радиальных направлениях нанесены заданные размеры 28 толщины стенки свариваемого трубопровода S и зависимые от

35 ложена штанга 2, закрепленную на корпусе

1 траверсу 3, отсчетный узел, включающий индикатор 4, выполненный в виде нанесенных на корпусе 1 шкал 5 и 6, начало отсчета рисок на которых направлено в обе стороны

or общей начальной точки — от нулевой отметки 7, при этом акала 5, расположенная справа от нулевой отметки 7. предназначена для измерения размеров толщины стенки свариваемого трубопровода S, катета сварного шва на трубопроводе К и катета шва на фланце К>, а шкала 6, расположенная слева от нулевой отметки 7, предназначена для измерения глубины фаски на фланце С, сокращенные обозначения размеров, состоящие иэ начальных букв SKK>, нанесены на шкале 5, а обозначение С вЂ” на шкале 6, передаточный механизм индикатора 4, расположенный между. стенками корпуса 1, включающий стержень 8, первое зубчатое колесо 9, второе зубчатое колесо 10, установленные на стержне 8. стрелочные указатели 11 размеров, установленные с возможностью перемещения по шкалам 5 и

6, при этом шкалы 5 и 6 Hà корпусе 1 и стрелочные указатели 11 на стержне 8 установлены зеркально, зубчатое колесо 9 передаточного механизма. индикатора 4 входит в зацепление с зубчатой рейкой 12 штанги 2, на которой.закреплены измерительный наконечник 13 с заостренной вершиной 14 и стакан 15, в котором одним концом установлена пружина 16, закрепленная другим-концом на корпусе 1, на штанге 2 выполнены установочная плоскость 17 и сквозное продольное отверстие 18, закрепленный на корпусе 1 направляющий палец 19 пружины 16, закрепленный на траверсе 3 направляющий палец 20, размещенный в отверстии 18 штанги 2 и обеспечивающий постоянную величину зазора в зацеплении зубчатой рейки

13 с зубчатым колесом 10 передаточного механизма индикатора 4, узел 21 сравнения размеров, расположенный между смотровыми окнами 22 и 23 корпуса 1 и выполнен-. ный в виде стержня 24, установленного в ползунках 25, расположенных в пазах 26 корпуса 1, третьего зубчатого колеса 27, кинематически связанного с зубчатым конего размеры глубины фески на фланке С, катетов сварного шва на трубопроводе и на фланца К K>. фиксаторов 29, установленных в стенках корпуса 1 с возможностью взаимодействия с ползунками 25, закрепленный на корпусе 1 захват 30, включающий

1710985 упругие элементы 31, установленные в кон- как показано на.фиг. 3, при этом ступицу 52 такте с зубчатым колесом 27, при этом циф- траверсы 3 вводят в трубопровод 53, а иэмеровые обозначения 28 заданных размеров рительныйнаконечник13устанавливаютна сварногошваицифровыеобозначения раз- наружную поверхность трубопровода 53. меров на линиях 32 зубчатого колеса 27 5 При-установке измерительного наконечнинанесены с интервалом по окружности, ка13наповерхностьтрубопровода53штанобеспечивающим,их установку в смотровых га 2, s которой выполнено сквозное окнах и возможность визуального контроля отверстие 18, перемещается. относительно размерных чисел после поворота колеса 27 корпуса 1 в .продольном направлении по при измерений толщины стенки трубопро- 10 направляющему пальцу 20, при этом ее усвода, укрепленную на корпусе 1 ручку 33, е. тановочная плоскость 17 отрывается от усполости 34 которой размещен шток 35 с тановочного плунжера42. конусным наконечником 36, имеющим вер-., Вместе соштангой 2 перемещается сташину и основание, опорным кольцом 37. и . кан 15, воздействующий на пружину 16. кнопкой 38, направляющие шайбы 39 и 40, 15 Пружин®16 снимается, при этом витки пруустановленные в полости 34 ручки 33, ïðó- жины надвигаются на направляюиувй палец. жину 41, установленную между кнопкой 38 . 19, который неподвижно закреплен на кори направляющей шайбой 39, установочный пусе 1 и препятствует перекосу пружины и плунжер 42, расположенный в направляЮ- эадеванию ее витков за стенки корпуса, щей втулке 43 корпуса 1 с опорным кольцом 20 При перемещении штанги 2 относитель44 и вилкой 45, соединенной с конусным но корпуса 1 перемещается зубчатая рейка наконечником 36 штока 35, пружину 46, свя- 12, которая поворачивает вокруг оси зубчазанную одним концом с направляющей . тое колесо 9, стержень 8, зубчатое колесо 10 втулкой 43, другим концом —, с опорным . и кинематически связанное с ним зубчатое кольцом.44 установочного плунжера 42, вы- ..25 колесо 27, а также установленные на стержгюлненного с возможностью взаимодейст- не 8 стрелочные указатели 11, которые отвия с установочной плоскостью 17 штанги 2, клоняются от нулевой отметки Тиндикатора тепловую изоляцию 47 на ручке 33 и на: 4 и перемещаются Ао шкалам 5, зеркально поверхности корпуса 1, прилегающей к руч-.: . расположенным на индикаторе 4. ке 33, винтовые зажимы 48 и 49, соосно 30 В результате поворота колеса 27 узла установленные на корпусе 1, базовую пло- сравнения размеров, углы поворота котороскость 50 на корпусе 1, базовую плоскость го соответству1от значениям размеров S

51 на траверсе 3, плоскости 50 и 51 распо- толщины стенки трубопроводов, из смотроложены во взаимно перпендикулярных на- вых окон 22 и 23 выводится нулевая отметка . правлениях, ступицу 52 траверсы 3 с 35 размеров 28, а в,смотровые окна 22 и 23 обозначением размера высоты ступицы Lco перемещается и вводится одна из линий 32 знаком минус, свариваемые изделия — тру- с нанесенным на ней размером S толщины бопровод 53 и фланец 54.. стенки трубопровода и зависимыми от разВ исходном положении штанга 2 своей мера S размерами фаски, C нв фланце и установочной плоскостью 17 соприкасается 40 катетов К и К1 сварного шва. После того, как с установочным плунжером 42, а вершина числа размеров S, С, К, К1 займут свое поло14 измерительного наконечника 13 нахо-. жение в окнах 22 и 23, винтовыми зажимами дится в плоскости, совпадающей с базовой 48 и 49 фиксируют штангу 2 относительно плоскостью 51 на траверсе 3. Стрелочные корпуса 1, при этом получают неподвижное указатели 11 выставлены на нулевую отмет- 45 состояние зубчатая рейка 12,-зубчатое колеку 7, зубчатое колесо 27 узла 21 сравнения со 9, стержень 8, стрелочные указатели 11 размеров находится в зацеплении с эубчв- на шкалах 5 индикатора 4, зубчатое колесо тым колесом 10 и установлено размерами 28 10 и зубчатое колесо 27 с числовым обознана нулевуюотметку всмотровых окнах 22 и чением размеров $СКК1 в окнах 22 и 23

23, при этом значения SCKK> обозначены "50 корпуса 1. числом куль. Ползунки 25 фиксированы в По значению первого в ряду числа, пазах26корпуса1фиксаторами29. Винто- введенного в окна 22 и 23, находят полвые зажимы 48 и 49 прижаты к штанге 2, ученный в результате измерения действиУстройство работает следующим обре-. тельный размер 8 толщины стенки зом. 55 трубопровода, который может быть проконОслабляют винтовые зажимы 48 и 49:, в тролирован по шкале 5 индикатора 4. Но так результате чего штанга 2 получает воэмож- как высота ступицы 52 соответствует велиность перемещения относительно корпуса чине L, действительный размер S определя1, ипроводят измерение размера Зтолщи- . ют по уравнению S Ир - L, где Рф— ны стенки свариваемого трубопровода 53, фактический размер на шкале 5.

1710985

После измерения размера толщины стенки трубопровода воздействием на стержень 24 выводят зубчатое колесо 27 из зацепления с колесом 10, при этом ползунки

25 отодвигают от фиксаторов 29, перемещэ- 5 ют в пазах 26 корпуса 1, фиксируют в крайнем положении фиксаторами 29 и удерживают в заданном положении захватом 30 с помощью упругих элементов 31„ прижатых с двух сторон к зубчатому колесу 10

27.

Зубчатое колесо 27, выведенное из зацепления с колесом 10 и отодвинутое от него, находится в неподвижном положении и не участвует в последующих измерениях 15 размеров сварного соединения.

После прихватки в нескольких точках фланца 54 к трубопроводу 53 производят измерение глубины С фаски на фланце (фиг.

4),: ослабляют винтовые зажимы 48 и 49, в 20 результате чего штанга 2 под действием сжатой пружины 16 перемещается до со-, прикосновения установочной плоскости 17 с установочным плунжером 42. Удерживая корпус 1 за ручку 33, устанавливают устрой- 25 ство базовой плоскостью 51 на фланец 54, а базовой плоскостью 50 — на трубопровод 53.

Базовая плоскость 50 на корпусе 1 плотно прижата к трубопроводу 53, а между иэМерительным наконечником 13 и тру- 30 бопроводом 53 обеспечен щелевой зазор, в результате чего измерительный наконечник

13 в работе не соприкасается с трубопроводом 53, Таким образом; между измерительным наконечником 13 и трубопроводом 53 35 отсутствуют силы трения, чем достигается . легкость перемещения штанги 2 при измерениях сварных швов, После установки устройства базовыми плоскостями 51 и 50 на свариваемые детали 40 нажимают на кнопку 38 штока 35. переме" щают шток 35 в направляющих шайбах 39 и

40 и сжимают пружину 41, при этом опорное кольцо 37 отодвигается от направляющей шайбы 40, основание конусного наконечни- 45 кэ 36 выходит из вилки 45 установочного плунжерэ 42, который под действием сжатой пружины 46, связанной с опорным кольцом 44, перемещается в осевом направлении, при этом вилка 45 движется к 50 вершине конусного наконечника 36, плунжер 42 выходит из соприкосновения с установочной плоскостью 17 штанги 2, которая под действием пружины 16 нэ стакан 15 перемещается, вершина 14 измерительного 55 наконечника 13 пересекает базовую плоскость 51 и соприкасается с поверхностью фаски на фланца 54, Расстояние от базовой плоскости 51 до поверхности фаски, измеренное в плоскости 50. соответствует действительному значению размера С глубины фаски на фланце.

При пересечении базовой плоскости 51 измерительный наконечник 13 движется в сторону, противоположную движению штанги 2 при измерении толщины стенки S трубопровода, зубчатая рейка 12 поворачивает зубчатое колесо 9 и стержень 8 в противоположном направлении, а стрелочные указатели 11 поворачиваются влево от нулевой отметки 7 по шкале 6, на которой находят размер С фэски на флэнце и сравнивают найденный результат с размером С в смотровом окне 22, После измерения размера С штангу 2 перемещают в исходное положение, при котором вершина 14 измерительного наконечника 13 находится в плоскости

51 и отпускают кнопку 38, Под действием пружины 41 шток 35 перемещается в исходное положение. Основание конусного наконечника 36 входит в вилку 45, которая перемещается в .обратном направлении, при этом пружина 46 сжимается и установочный плунжер 42 входит в контакт с установочной плоскостью 17 штанги 2.

При перемещении .штанги 2 зубчатая рейка 12 поворачивает вокруг оси зубчатое колесо 9. стержень 8 и стрелочные указатели 11, которые возвращаются в исходное положение.на нулевую отметку 7 индикатора 4. Зубчатое колесо 10 также поворачивается вместе с колесом.9, но не действует нэ колесо 27„которое выведено из зацепления с ним и находится а-неподвижном положении.

При измерении катета К сварного шва на трубопроводе 53 (фиг. 5) вершину 14 измерительного наконечника 13 подводят к вершине катета К сварного шва, при этом штанга 2 перемещается и отодвигается от установочного плунжера 42. Стакан 15 воздействует на пружину 16 и сжимает ее, Зубчатая рейка 12 поворачивает вокруг оси колесо 9, стержень 8 и стрелочные указатели11; которые перемещаются по шкале 5до отметки, соответствующей действительному значению размера катета К сварного шва на трубопроводе 53, При удалении измерительного наконечника 13 от вершины катета

К сварного шва, штанга 2 под действием сжатой пружины 16 перемещается до со.прикосновения установочной плоскости 17 с плунжером 42, при этом зубчатая рейка 12 возвращает в исходное положение колесо 9, стержень 3 и стрелочные указатели 11. которые устанавливаются нэ нулевой отметке 7 индикатора №. Для того, чтобы провести измерения катета К1 сварного шва на фланце

54 необходимо (фиг. 6) переместить измерительный наконечник 13 от трубопровода 53

1710985

10 к фланцу 54, а траверсу 3 — с фланца 54 на трубопровод 53, при этом корпус 1 базовой плоскостью 50 должен соприкасаться с фланцем 54. а траверса 3 базовой плоско стью 51 должна соприкасаться с трубопро- 5 водом 53;,Для выполнения указанных требований устройство поворачивают нэ угол 90 и одновременно противоположной стороной корпуса 1 к.лицу оператора, при этом перед лицом оператора будет нахо- 10 диться смотровое окно 23 с обозначением размеров $, С. К, К> на колесе 27, шкалы 5 и

6 индикатора 4, нулевая отметка 7 и стрелочный указатель 11.

После установки устройства на свэрива- 15 емых деталях подводят вершину 14 измерительного наконечника 13 к вершине катета

К1 сварного шва на фланце 54 (фиг, 6), Штанга 2 перемещается, стакан 15 сжимает пружину 16, зубчатая рейка поворачивает 20 вокруг оси колесо 9, Стержень 8 и стрелочные указатели 11, которые перемещаются по шкалам 5 индикатора 4 с той и другой . стороны корпуса 1. При установке стрелочных указателей 11 на отметках швал 5, соот- 25 ветствующих найденному размеру катета

К>, штанга 2 фиксируют на корпусе 1 винтовыми зажимами 48 и 49, Штанга 2 и сопряженные с ней детали, в том числе стрелочные указатели 11 на шкалах 5, зани- 30 мают неподвижное положение. Устройство . удаляют со свариваемых деталей и сравнивают полученный результат на шкалах 5 с числовым значением размера К1 в окнах 22, и 23, На этом процесс измерений парамет- 35 ров сварндго соединения заканчивается.

Технико-экономический эффект заключается в повышении надежности трубных систем тепловых электростанций.

Формула изобретения 40

Устройство для измерения размеров сварных. соединений. содержащее корпус с базовой плоскостью, установленную в ðnyce с возможностью перемещения парэл45 лельно,его базовой плоскости и фиксации штангу с измерительным наконечником, отсчетный узел, размещенный на корпусе и. выполненный в виде двух шкал, и траверсу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью: повышения производительности и удобства измерения, оно снабжено указателем, уСтановленным на корпусе с воэможностью поворота в плоскости, перпендикулярной его базовой плоскости, и взаимодействующим со шкалами, двумя соосными жестко соединенными с указателем зубчатыми колесами, одно из которых взаимосвязано со штангой, жестко закрепленной на корпусе полой рукояткой, штоком, установленным в полости рукоятки с возможностью перемещения па раллельно базовой плоскости корпуса, установленным в корпусе с возможностью перемещения перпендикулярно его базовой плоскости установочным плунжером, один конец которого соединен со штоком и узлом сравнения размеров, последний выполнен в виде параллельного оси зубчатых колес стержня, установленного в корпусе с воэможностью поворота относительно своей оси, перемещения перпендикулярно базовой плоскости корпуса и фиксации, жестко закрепленного по оси стержня третьего зубчатого колеса, предназначенного для взаимодействия с вторым зубчатым колесом, и радиальных шкал, нанесенных нэ противоположных поверхностях третьего колеса, штанга выполнена в виде зубчатой рейки с установочной плоскостью, предназначенной для взаимодействия с вторым концом установочного плунжера, корпус выполнен с двумя окнами, взаимосвязанными с радиальными шкалами, шкалы отсчетного узла нанесены по дуге окружности в противоположных направлениях относительно. общей начальной точки, э траверса жестко закреплена на корпусе и выполнена с базовой плоскостью, перпендикулярной базовой плоскости корпуса.

1710985

fS

Ю

4 ф

f5

48

f8 1710985

Шиг. б

Составитель ИЯермитин

Техред М.Моргентал Корректор 0,Кундрик

Редактор Р;Грэтилло

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 332 Тираж . Подписное

BHWlllH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-38, Раушскэя нэб;. 4/5