快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)，旨在提供快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)及方法。該種快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)包括鋼絲繩、底座、支架、測(cè)量平臺(tái)、夾具、位移傳感器、重物件、兩個(gè)滑輪和升降機(jī)構(gòu)；該種測(cè)量待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)變形量的方法，包括將兩個(gè)滑輪的邊緣貼緊容器壁和利用鋼絲繩纏繞待測(cè)臥式容器，再進(jìn)行充水或加壓處理使其按測(cè)量要求進(jìn)行膨脹，用位移傳感器記錄鋼絲繩端部位移數(shù)據(jù)，得到待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)的變形量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了應(yīng)變強(qiáng)化容器筒體周長(zhǎng)變化量的快速自動(dòng)化精確測(cè)量，不再需要人工讀數(shù)，提高了生產(chǎn)效率，減少了人力成本以及因人工讀數(shù)所帶來(lái)的誤差，具有高精度、高效率的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)，特別涉及快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)具體是通過(guò)對(duì)成型后奧氏體不銹鋼低溫容器內(nèi)容器進(jìn)行超壓處理，并在強(qiáng)化壓力下保持壓力一段時(shí)間，使容器充分變形來(lái)實(shí)現(xiàn)容器的應(yīng)變強(qiáng)化的。強(qiáng)化過(guò)程的保壓時(shí)間常通過(guò)對(duì)比各筒節(jié)周長(zhǎng)最大變形處的應(yīng)變速率與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求來(lái)確定。因此，快捷且精確的測(cè)量各筒節(jié)周長(zhǎng)最大變形處的應(yīng)變量對(duì)于應(yīng)變強(qiáng)化過(guò)程來(lái)說(shuō)便顯得十分必要。
[0003]目前，筒體的周長(zhǎng)變形常通過(guò)在筒體上盤繞卷尺或貼應(yīng)變片的方法來(lái)測(cè)量，這給實(shí)際的生產(chǎn)帶來(lái)了不便:對(duì)于前者，需要人工讀數(shù)，隨著筒節(jié)數(shù)目的增多以及測(cè)量間隔時(shí)間的減少，誤差產(chǎn)生的概率以及人力成本均會(huì)增加，此外人工讀數(shù)時(shí)需靠近承受超過(guò)設(shè)計(jì)壓力的容器，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于后者，雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化精確測(cè)量，但電阻應(yīng)變片不可重復(fù)使用，故增加了測(cè)量成本，此外，由于應(yīng)變片的安裝較為費(fèi)時(shí)，且安裝精度要求較高，故該方法效率較低。
[0004]中國(guó)專利號(hào)2001120544850 “一種圓形壓力容器周長(zhǎng)變化測(cè)試儀”，雖然提供了壓力容器筒體周長(zhǎng)的測(cè)量方法，但是該儀器不能做到對(duì)容器筒體周長(zhǎng)變化的實(shí)時(shí)快速自動(dòng)化精確測(cè)量，故不能避免因人工讀數(shù)所帶來(lái)的安全隱患。由此可以看出，對(duì)于目前現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)及方法來(lái)說(shuō)，要么采用人工讀數(shù)的方式進(jìn)行測(cè)量，不能實(shí)現(xiàn)臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器的周長(zhǎng)變形量的自動(dòng)化測(cè)量，且具有相當(dāng)?shù)陌踩[患；要么采用應(yīng)變片測(cè)量，但應(yīng)變片無(wú)法重復(fù)使用，且安裝過(guò)程較為繁瑣，使用成本較高，這些都限制了應(yīng)變強(qiáng)化工藝的自動(dòng)化程度的提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)及方法。
[0006]為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是:
[0007]提供快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)，包括用于圍繞待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)的鋼絲繩，還包括底座、支架、測(cè)量平臺(tái)、夾具、位移傳感器、重物件、兩個(gè)滑輪和用于調(diào)整滑輪高度的升降機(jī)構(gòu)；所述底座上設(shè)有水平的溝槽，豎向的支架安裝在溝槽中并能沿溝槽方向前后移動(dòng)；所述測(cè)量平臺(tái)一端通過(guò)緊固件安裝在支架上，并能夠根據(jù)測(cè)量需要調(diào)整高度；所述升降機(jī)構(gòu)包括滑塊、滑槽支架和絲杠，豎向的滑槽支架通過(guò)底端固定在測(cè)量平臺(tái)的另一端，絲杠和滑塊配合共同安裝在滑槽支架上；滑輪軸通過(guò)螺母安裝在滑塊上，并能在水平方向進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)；所述滑輪上設(shè)置有工裝孔，兩個(gè)滑輪并列套裝于滑輪軸上，并通過(guò)工裝孔以螺母鎖定，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠上的把手，可實(shí)現(xiàn)滑塊沿滑槽支架作豎向上下移動(dòng)，完成對(duì)滑輪高度的調(diào)節(jié)，滑輪的圓周表面設(shè)有用于裝入鋼絲繩的凹槽；所述夾具和位移傳感器固定裝在測(cè)量平臺(tái)上，鋼絲繩的一端固定于夾具上，另一端接于重物件上部的固定點(diǎn)；重物件的底部帶鉤，位移傳感器的拉線端掛裝于鉤上。
[0008]在本發(fā)明中，所述兩滑輪之間的間隔距離保持固定。
[0009]在本發(fā)明中，所述支架上設(shè)置有工裝孔和托架，測(cè)量平臺(tái)通過(guò)工裝孔安裝在支架的托架上端，托架用于對(duì)測(cè)量平臺(tái)提供支撐。
[0010]在本發(fā)明中，所述夾具為兩片式裝夾結(jié)構(gòu)，并以螺絲實(shí)現(xiàn)緊固和裝卸。
[0011]提供一種利用所述的系統(tǒng)快速測(cè)量待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)變形量的方法，包括以下步驟:
[0012](I)根據(jù)系統(tǒng)所述的位置關(guān)系安裝支架、測(cè)量平臺(tái)、夾具、位移傳感器、重物件、升降機(jī)構(gòu)和兩個(gè)滑輪，并使支架能沿溝槽方向前后移動(dòng)，滑輪高度能通過(guò)升降機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)；
[0013](2)將支架沿溝槽方向待測(cè)臥式容器靠近，并使兩個(gè)滑輪的邊緣貼緊容器壁；
[0014](3)將鋼絲繩纏繞待測(cè)臥式容器一周；鋼絲繩的一端沿順時(shí)針方向裝入一個(gè)滑輪的凹槽之后送入夾具進(jìn)行緊鎖；鋼絲繩的另一端沿逆時(shí)針方向裝入另一個(gè)滑輪的凹槽之后在其末端掛重物件，并將位移傳感器的拉線端掛裝于重物件底部的鉤上，保正鋼絲繩處于緊繃狀態(tài)度；
[0015](4)對(duì)待測(cè)臥式容器進(jìn)行充水或加壓處理使其按測(cè)量要求進(jìn)行膨脹，用位移傳感器記錄鋼絲繩端部位移數(shù)據(jù)，得到待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)的變形量。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]1、實(shí)現(xiàn)了應(yīng)變強(qiáng)化容器筒體周長(zhǎng)變化量的快速自動(dòng)化精確測(cè)量，提高了生產(chǎn)效率，減少了人力成本以及因人工讀數(shù)所帶來(lái)的誤差，具有高精度、高效率的特點(diǎn)；
[0018]2、周長(zhǎng)的測(cè)量不再需要人工讀數(shù)，故杜絕了容器強(qiáng)化過(guò)程中由于人工讀數(shù)所帶來(lái)的安全隱患；
[0019]3、測(cè)量系統(tǒng)為機(jī)械結(jié)構(gòu)，可重復(fù)使用；
[0020]4、安裝、操作簡(jiǎn)便，整體成本低，且便于搬運(yùn)；
[0021]5、通過(guò)調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)、測(cè)量平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)容器的筒體周長(zhǎng)測(cè)量，并且本專利通過(guò)更換相應(yīng)零件可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同測(cè)試對(duì)象的測(cè)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為測(cè)量系統(tǒng)三維示意圖。
[0023]圖2為滑槽支架三維示意圖。
[0024]圖3為滑槽支架正視圖。
[0025]圖4為滑槽支架側(cè)視圖。
[0026]圖5為滑槽支架仰視圖。
[0027]圖6為滑塊三維示意圖。
[0028]圖7為滑塊正視圖。
[0029]圖8為滑塊側(cè)視圖。
[0030]圖9為滑塊仰視圖。
[0031]圖10為滑輪三維示意圖。[0032]圖11為滑輪正視圖。
[0033]圖12為滑輪側(cè)視圖。
[0034]圖13為測(cè)量平臺(tái)三維示意圖。
[0035]圖14為測(cè)量平臺(tái)正視圖。
[0036]圖15為測(cè)量平臺(tái)俯視圖。
[0037]圖16為測(cè)量平臺(tái)側(cè)視圖。
[0038]圖中附圖標(biāo)記:1底座；2支架；3測(cè)量平臺(tái)；4位移傳感器；5夾具；6重物件；7滑槽支架；8絲杠；9滑塊；10滑輪；11滑輪；12滑輪軸；13鋼絲繩；14待測(cè)臥式容器。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明針對(duì)臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器的生產(chǎn)需求，提供了一種快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器在生產(chǎn)過(guò)程中周長(zhǎng)變形量的快速自動(dòng)化精確測(cè)量。
[0040]如圖1所示的快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)，包括用于圍繞待測(cè)臥式容器14周長(zhǎng)的鋼絲繩13，還包括底座1、支架2、測(cè)量平臺(tái)3、夾具5、位移傳感器4、重物件6、兩個(gè)滑輪10、11和用于調(diào)整滑輪10、11高度的升降機(jī)構(gòu)。底座I上設(shè)有水平的溝槽，豎向的支架2安裝在溝槽中并能沿溝槽方向前后移動(dòng)，為保證測(cè)量過(guò)程中的穩(wěn)定性，底座I呈長(zhǎng)方形，底座I的四角倒圓角。支架2上設(shè)有工裝孔和至少兩個(gè)三角托架，測(cè)量平臺(tái)3的一端放置在托架上，并利用螺栓通過(guò)工裝孔固定在支架2上，測(cè)量平臺(tái)3可裝在支架2不同高度的托架上，以適應(yīng)不同容器高度的測(cè)量需求。
[0041]升降機(jī)構(gòu)包括滑塊9、滑槽支架7和絲杠8，豎向的滑槽支架7通過(guò)底端固定在測(cè)量平臺(tái)3的另一端，絲杠8和滑塊9配合，并共同安裝在滑槽支架7上。滑輪軸12通過(guò)螺母安裝在滑塊9上，并能在水平方向進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)，滑輪10、11上設(shè)置有工裝孔，兩個(gè)滑輪
10、11并列套裝于滑輪軸12上，并利用螺母通過(guò)工裝孔鎖定，且兩滑輪10、11之間保持固定的間距，安裝前通過(guò)沿軸向調(diào)節(jié)滑輪軸12的位置可調(diào)節(jié)滑輪10、11與滑塊9的距離。滑輪IOUl的圓周表面設(shè)有用于裝入鋼絲繩13的凹槽，便于鋼絲繩13在進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，滑輪IOUl的邊緣能夠貼緊容器壁。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠8上的把手，可實(shí)現(xiàn)滑塊9沿滑槽支架7作豎向上下移動(dòng)，完成對(duì)滑輪10、11高度的調(diào)節(jié)。所述夾具5和位移傳感器4固定裝在測(cè)量平臺(tái)3上，夾具5為兩片式裝夾結(jié)構(gòu)，并以螺絲實(shí)現(xiàn)緊固和裝卸。鋼絲繩13的一端Al固定于夾具5上，另一端A2接于重物件6上部的固定點(diǎn)，重物件6的底部帶鉤，位移傳感器4的拉線端掛裝于鉤上。
[0042]具體部件的結(jié)構(gòu)可參考附圖2至16所示。
[0043]利用該系統(tǒng)快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的方法，包括以下步驟:
[0044](I)根據(jù)系統(tǒng)所述的位置關(guān)系安裝支架2、測(cè)量平臺(tái)3、夾具5、位移傳感器4、重物件6、升降機(jī)構(gòu)和兩個(gè)滑輪10、11，并使支架2能沿溝槽方向前后移動(dòng)，滑輪10、11高度能通過(guò)升降機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)；
[0045](2)沿溝槽方向移動(dòng)支架2，使之靠近待測(cè)臥式容器14，并使兩個(gè)滑輪10、11的邊緣貼緊待測(cè)臥式容器14壁；
[0046](3)將鋼絲繩13纏繞待測(cè)臥式容器14 一周；鋼絲繩13的一端Al沿順時(shí)針方向裝入滑輪10的凹槽之后送入夾具5進(jìn)行緊鎖；鋼絲繩13的另一端A2沿逆時(shí)針方向裝入滑輪11的凹槽之后在其末端掛重物件6，并將位移傳感器4的拉線端掛裝于重物件6底部的鉤上，保正鋼絲繩13處于緊繃狀態(tài)度；
[0047](4)對(duì)待測(cè)臥式容器14進(jìn)行充水或加壓處理使其按測(cè)量要求進(jìn)行膨脹，用位移傳感器4記錄鋼絲繩13端部A2的位移數(shù)據(jù)，得到待測(cè)臥式容器14周長(zhǎng)的變形量。
[0048]具體實(shí)施例子:
[0049]將底座I放置于地面，使其溝槽的長(zhǎng)度方向垂直于待測(cè)臥式容器14的軸向。
[0050]將支架2安裝于底座I的溝槽內(nèi)，并使支架2可在溝槽內(nèi)前后移動(dòng)。將測(cè)量平臺(tái)3安裝在支架2上。
[0051]將絲杠8、滑塊9、滑槽支架7組裝成升降機(jī)構(gòu)。再將升降機(jī)構(gòu)安裝在測(cè)量平臺(tái)3上，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)使滑輪10、11在豎直方向上能夠?qū)崿F(xiàn)上下升降，方便實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)容器以及不同高度鞍座條件下的周長(zhǎng)變形量測(cè)量。
[0052]測(cè)量平臺(tái)3上開孔，將夾具5固定在測(cè)量平臺(tái)3上，確保夾具5能穩(wěn)定可靠的夾緊鋼絲繩13的Al端。夾具5也可根據(jù)型號(hào)的不同來(lái)進(jìn)行更換，保證其測(cè)量不同容器時(shí)的適用性。
[0053]位移傳感器4用螺栓固定在滑輪10、11下方測(cè)量平臺(tái)3上，根據(jù)不同的容器型號(hào)，選擇相匹配的位移傳感器4。位移傳感器4的拉線端具有鉤環(huán)，位移傳感器4的鉤環(huán)與重物件6底部的鉤連接，可以很方便地實(shí)現(xiàn)位移傳感器4及測(cè)量裝置的安裝及拆卸。
[0054]將滑輪10、11安裝在滑輪軸12上，滑輪10、11保持固定的間隔距離，并安裝鎖定螺母，保證滑輪10、11在滑輪軸12上不會(huì)滑出。
[0055]將滑輪軸12安裝在滑塊9上，安裝前可調(diào)節(jié)滑輪軸12伸出滑塊9的長(zhǎng)度，以適應(yīng)不同位移傳感器4及不同夾具5的安裝。
[0056]調(diào)節(jié)滑塊9高度，使得滑輪10、11的高度處于待測(cè)臥式容器14底部以上。
[0057]將位移傳感器4和夾具5安裝在測(cè)量平臺(tái)3上。
[0058]將支架2沿溝槽方向前移，向待測(cè)臥式容器14逐漸靠近，最終使得兩個(gè)滑輪10、11的邊緣貼緊容器壁。
[0059]在滑輪10、11貼緊待測(cè)臥式容器14處，垂直筒體方向上，將鋼絲繩13纏繞容器一周，其中Al端在滑輪10與容器壁接觸處沿順時(shí)針方向纏繞滑輪10后，送入固定在測(cè)量平臺(tái)3上的夾具5進(jìn)行緊鎖，并保持位置固定；將鋼絲繩13的A2端在滑輪11與容器壁接觸處沿逆時(shí)針方向纏繞滑輪11后，在A2末端掛重物件6，將位移傳感器4的拉線端與重物件6底端的鉤連接；保持鋼絲繩13的緊繃度，減小測(cè)量誤差。
[0060]位移傳感器4與滑輪10、11之間的距離具有足夠的行程，當(dāng)待測(cè)臥式容器14開始膨脹、周向變形逐漸增大時(shí)，保證變形量具有足夠的伸縮空間。
【權(quán)利要求】
1.快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)，包括用于圍繞待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)的鋼絲繩，其特征在于，還包括底座、支架、測(cè)量平臺(tái)、夾具、位移傳感器、重物件、兩個(gè)滑輪和用于調(diào)整滑輪高度的升降機(jī)構(gòu)；所述底座上設(shè)有水平的溝槽，豎向的支架安裝在溝槽中并能沿溝槽方向前后移動(dòng)；所述測(cè)量平臺(tái)一端通過(guò)緊固件安裝在支架上，并能夠根據(jù)測(cè)量需要調(diào)整高度；所述升降機(jī)構(gòu)包括滑塊、滑槽支架和絲杠，豎向的滑槽支架通過(guò)底端固定在測(cè)量平臺(tái)的另一端，絲杠和滑塊配合共同安裝在滑槽支架上；滑輪軸通過(guò)螺母安裝在滑塊上，并能在水平方向進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)；所述滑輪上設(shè)置有工裝孔，兩個(gè)滑輪并列套裝于滑輪軸上，并通過(guò)工裝孔以螺母鎖定，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠上的把手，可實(shí)現(xiàn)滑塊沿滑槽支架作豎向上下移動(dòng)，完成對(duì)滑輪高度的調(diào)節(jié)，滑輪的圓周表面設(shè)有用于裝入鋼絲繩的凹槽；所述夾具和位移傳感器固定裝在測(cè)量平臺(tái)上，鋼絲繩的一端固定于夾具上，另一端接于重物件上部的固定點(diǎn)；重物件的底部帶鉤，位移傳感器的拉線端掛裝于鉤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)，其特征在于，所述兩滑輪之間的間隔距離保持固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)，其特征在于，所述支架上設(shè)置有工裝孔和托架，測(cè)量平臺(tái)通過(guò)工裝孔安裝在支架的托架上端，托架用于對(duì)測(cè)量平臺(tái)提供支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測(cè)量臥式應(yīng)變強(qiáng)化容器周長(zhǎng)變形量的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾具為兩片式裝夾結(jié)構(gòu)，并以螺絲實(shí)現(xiàn)緊固和裝卸。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)快速測(cè)量待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)變形量的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據(jù)系統(tǒng)所述的位置關(guān)系安裝支架、測(cè)量平臺(tái)、夾具、位移傳感器、重物件、升降機(jī)構(gòu)和兩個(gè)滑輪，并使支架能沿溝槽方向前后移動(dòng)，滑輪高度能通過(guò)升降機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)； (2)將支架沿溝槽方向待測(cè)臥式容器靠近，并使兩個(gè)滑輪的邊緣貼緊容器壁； (3)將鋼絲繩纏繞待測(cè)臥式容器一周；鋼絲繩的一端沿順時(shí)針方向裝入一個(gè)滑輪的凹槽之后送入夾具進(jìn)行緊鎖；鋼絲繩的另一端沿逆時(shí)針方向裝入另一個(gè)滑輪的凹槽之后在其末端掛重物件，并將位移傳感器的拉線端掛裝于重物件底部的鉤上，保正鋼絲繩處于緊繃狀態(tài)度； (4)對(duì)待測(cè)臥式容器進(jìn)行充水或加壓處理使其按測(cè)量要求進(jìn)行膨脹，用位移傳感器記錄鋼絲繩端部位移數(shù)據(jù)，得到待測(cè)臥式容器周長(zhǎng)的變形量。
【文檔編號(hào)】G01B21/32GK103759698SQ201410018887
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】鄭津洋, 葉建軍, 施建峰, 張瀟, 繆存堅(jiān) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)