Устройство для измерения размеров сварных соединений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1710985 А воз а 01 В 3(1 ГОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУельной губкой, дополнительную меритель-.;, в ую губку, расположенную между губкой ли- . р ейки и кареткой и выполненной с зможностью перемещения в направлеии. перпендикулярном продольной оси лиейки. Мерительная, губка каретки Оф ыполнена подвижной параллельно дополительной мерительной губке, а на линейке анесены две нацрфваенйые в одну сторону калы, цена деления одной из них в два аза меньае цены деления другой.Недостатком известного инструмента вляется то, что им невозможно измерить олщину стенки,сзариеаемого трубопрово, от размера которой зависят контролирумые размеры глубины фаски на фланце,Изоб ной техн размеров труб с пл Извес вых изме новленны Нед является глубину фретение относится к измеритель- т ике, используемой при проверкен стыковых сварных соединений: н оскими фланцами: во тен инструмент для линейноугло-: . н рений, содержащий линейки, уст- н е в рамках, дугу, сектор в остатком известйого инструмента ,. н то, что им невозможно измерить н аски на фланце, привариваемом к ш Р лее близким к предлагаемому ао ой сущности является инструмент я ерки размеров стыковых сварных т ий, содержащий линейку с губкой, да емую по линейке каретку с мери- еНаибо техническ для пров соединен перемеща(21) 4798011/28 базовой плоскостью, штангу с измеритель- (22) 28.02.90 ным наконечником, отсчетный узел и,тра- (46) 67,02.92. Бюл. В 5 . версу. В устройство введены зубчатые (71) Уральский филиал Всесоюзного тепло-.:колеса, узел сравнения размеров, выполтехнического научно-исследовательского ненный в виде параллельного оси зубчатых института им; Ф,Э. Дэержйнскогоколес стержня, установленного в корпусе с (72) И.А. Пермитин, Г.А. Бологов и В,Н; Не- возможностью поворота относительно сте ров своей оси, перемещения перпендикулярно (53) 531.717(088,8) . базовой плоскости корпусаификсации,же- (56) Авторское свидетельство СССР . атко закрепленного по оси стержня зуб- М 735905, кл. 6 01 В 3114. 1976. чатого колеса;:. предназйаченного дляАвторское свидетельство СССРвзаимодействия с другим зубчатым коле- М 305339, кл. 601 В 3/14, 1969.. сом, и радиальнйх шкал, нанесенных. напротивоположных поверхностях зубчатого (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗ- колеса, а также штанга; выполненйая в виде МЕРОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ . зубчатой рейки; Устройство может быть ис- (57) Изобретение относится к измеритель-. Пользовано в теплоэнергетике для осущест- Ф ной технике. Цель изобретения - повыше- аления. контроля трубных. систем при ние производительности и удобства производстве сварочно-монтажных работ. 6 измерений, Устройство содержит корпус с ил.приваривземом к трубопроводу, и размеры катетов сварного шва, з также глубину фаски на фланце.Целью изобретения является повышение 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 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 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 рабочемположении,Устройство содержит корпус 1, в котором с возможностью перемещения распо 10 20 40 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 8 и зависимые от 55 30 35 ложенз штанга 2, закрепленную на корпусе 1 траверсу 3, отсчетный узел, включающий индикатор 4, выполненный в виде нанесенных на корпусе 1 акал 5 и 6, начало отсчета рисок на которых направлено в обе стороны от 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 Я, 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 ЗКК 1, нанесены на шкале 5, а обозначение С - 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 на 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 нз трубопроводе и на фланца К и К 1, фиксаторов 29, установленных в стенках корпуса 1 с возможностью взаимодействия с ползунками 25, закрепленный нз корпусе 1 захват 30, включающийупругие элементы 31, установленные в кон- как показано на.фиг. 3, при этом ступицу 52такте с зубчатым колесом 27, при этом циф- траверсы 3 вводят в трубопровод 53, а иэмеровые обозначения 28 заданных размеров рительныйнаконечник 13 устанавливаютнасварногошваицифровыеобозначения раз- наружную поверхность трубопровода 53.меров на линиях 32 зубчатого колеса 27 5 При установке измерительного наконечнинанесены с интервалом по окружности, ка 13 наповерхностьтрубопровода 53 штанобеспечивающим,их установку в смотровых га 2, в которой выполнено сквозноеокнах и возможность визуального контроля отверстие 18, перемещается. относительноразмерных чисел после поворота колеса 27 корпуса 1 в продольном направлении попри измерений толщины стенки трубопро 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 плунжера 42,конусным наконечником Зб, 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 Пружина 16 снимается, при этом витки пруустановленные в полости 34 ручки 33, пру- жины надвигаются на направляюцрюй палец.жину 41, установленную между кнопкой 38 19, который неподвижно закреплен на кори направляющей шайбой 39, установочный пусе 1 и препятствует перекосу пружины иплунжер 42, расположенный в направляЮ- эадеванию ее витков за стенки корпуса,щей втулке 43 корпуса 1 с опорным кольцоМ 20 При перемещении штанги 2 относитель 44 и вилкой 45, соединенной с конусным но корпуса 1 перемещается зубчатая рейканаконечником Зб штока 35, пружину 46, свя, которая поворачивает вокругоси зубчазанную одним концом с направляющей, тоеколесо 9,стержень 8,зубчатоеколесо 10втулкой 43, другим концом - , с опорным . и кинематически связанное с ним зубчатоекольцом 44 установочного плунжера 42, вы колесо 27, а также установленные на стержполненного с возможностью взаимодейст- не 8 стрелочные указатели 11, которые отвия с установочной плоскостью 17 штанги 2, клоняются от нулевой отметки Тиндикаторатепловую изоляцию 47 на ручке 33 и на: 4 и перемещаются по шкалам 5, зеркальноповерхности корпуса 1, прилегающей к руч-.: расположенным на индикаторе 4,ке 33, винтовые зажимы 48 и 49, соосно .ЗО В результате поворота колеса 27 узлаустановленные на корпусе 1, базовую пло- сравнения размеров, углы поворота котороскость 50 на корпусе 1, базовую плоскость го соответству 1 от значениям размеров 351 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 23обозначением размера высоты ступицы .со перемещается и вводится одна из линий 32знаком минус, свариваемые изделия - тру- с нанесенным на ней размером З толщиныбопровод 53 и фланец 54 стенки трубопровода и зависимыми от разВ исходном положенииштанга 2 своей мера 3 размерами фаски, С нв фланце иустановочнойплоскостью 17 соприкасается 40 катетов Ки К 1 сварногошаа. Послетого, какс установочным плунжером 42, а вершина числа размеров 3, С, К, К 1 займут свое поло 14 измерительного наконечника 13 нахо-. жение в окнах 22 и 23, винтовыми зажимамидится в плоскости, совпадающей с базовой 48 и 49 фиксируют штангу 2 относительноплоскостью 51 на траверсе 3, Стрелочные корпуса 1, при этом получают неподвижноеуказатели 11 выставлены на нулевую отмет состояние зубчатая рейка 12, зубчатое кодеку 7, зубчатое колесо 27 узла 21 сравнениясо 9, стержень 8, стрелочные указатели 11размеров находится в зацеплении с эубчв- на шкалах 5 индикатора 4, зубчатое колесотым колесом 10 и установлено размерами 28 10 и зубчатое колесо 27 с числовым обознананулевуюотметкувсмотровыхокнах 22 и. чением размеров ЗСКК 1 в окнах 22 и 2323, при этом значения ЗСКК 1 обозначены 50 корпуса 1.числом куль. Ползунки 25 фиксированы в По значению первого в ряду числа,пазах 26 корпуса 1 фиксаторами 29, Виито- 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 3 толщины стенкизом. 55 трубопровода, который может быть проконОслабляют винтовые зажимы 48 и 49:, в тролирован по шкале 5 индикатора 4. Во такрезультате чего штанга 2 получает воэмож- как высота ступицы 52 соответствует велиность перемещения относительно корпуса чине ., действительный размер 3 определя 1, ипроводят измерение размера Зтолщи- . ют по уравнению 3 - Рф - 1., где Рф -ны стенки свариваемого трубопровода 53, фактический размер на шкале 5.После измерения размера толщиныстенки трубопровода воздействием на стержень 24 выводят зубчатое колесо 27 из зацепления с колесом 10, при этом ползунки25 отодвигают от фиксаторов 29, перемещэют в пазах 26 корпуса 1, фиксируют в крайнем положении фиксаторами 29 иудерживают в заданном положении захватом 30 с помощью упругих элементов 31,прижатых с двух сторон к зубчатому колесу 1027,Зубчатое колесо 27, выведенное из зацепления с колесом 10 и отодвинутое отнего, находится в неподвижном положениии не участвует в последующих измерениях 15размеров сварного соединения.После прихватки в нескольких точкахфланца 54 к трубопроводу 53 производятизмерение глубины С фаски на фланце (фиг.4), ослабляют винтовые зажимы 48 и 49, в 20результате чего штанга 2 под действиемсжатой пружины 16 перемещается до со-,прикосновения установочной плоскости 17с установочным плунжером 42, Удерживаякорпус 1 за ручку 33, устанавливают устройство базовой плоскостью 51 на фланец 54, абазовойплоскостью 50 - на трубопровод 53.Базовая плоскость 50 на корпусе 1плотно прижата к трубопроводу 53, а между изМерительным наконечником 13 и трубопроеодом 53 обеспечен щелевой зазор, врезультате чего измерительный наконечник13 в работе не соприкасается с трубопроводом 53, Таким образом; между измерительным наконечником 13 и трубопроводом 53 35отсутствуют силы трения, чем достигаетсялегкость перемещения штанги 2 при измерениях сварных швов,После установки устройства базовымиплоскостями 51 и 50 на свариваемые детали 40нажимают на кнопку 38 штока 35, переме"щают шток 35 в направляющих шайбах 39 и40 и сжимают пружину 41, при этом опорноекольцо 37 отодвигается от направляющейшайбы 40, основание конусного наконечникэ 36 выходит из вилки 45 установочногоплунжерэ 42, который под действием сжатой пружины 46, связанной с опорнымкольцом 44, перемещается в осевом направлении, при этом вилка 45 движется к 50вершине конусного наконечника 36, плунжер 42 выходит из соприкосновения с установочной плоскостью 17 штанги 2, котораяпод действием пружины 16 нэ стакан 15перемелется, вершина 14 измерительного 55наконечника 13 пересекает базовую плоскость 51 и соприкасается с поверхностью фаски на фланца 54,Расстояние от базовой плоскости 51 доповерхности 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 8 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 фески 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 указатели 11; которые перемещаются по шкале 5 до 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 6 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 4. Для того, чтобы провести измерения катета К 1 сварного шва на фланце 54 необходимо (фиг. 6) переместить измерительный наконечник 13 от трубопровода 53к фланцу 54, а траверсу 3 - с фланца 54 натрубопровод 53, при этом корпус 1 базовойплоскостью 50 должен соприкасаться сфланцем 54, а траверса 3 базовой плоскостью 51 должна соприкасаться с трубопроводом 53;,Для выполнения указанныхтребований устройство поворачивают наугол 90 и одновременно противоположнойстороной корпуса 1 к лицу оператора, приэтом перед лицом оператора будет находиться смотровое окно 23 с обозначениемразмеров Я, С, К, К на колесе 27, шкалы 5 и6 индикатора 4, нулевая отметка 7 и стрелочный указатель 11.После установки устройства на свариваемых деталях подводят вершину 14 измерительного наконечника 13 к вершине катетаК 1 сварного шва на фланце 54 (фиг, 6), Штанга 2 перемещается, стакан 15 сжимает пружину 16, зубчатая рейка поворачивает 20вокруг оси колесо 9, Стержень 8 и стрелочные указатели 11, которые перемещаютсяпо шкалам 5 индикатора 4 с той и другойстороны корпуса 1. При установке стрелочных указателей 11 на отметках швал 5, соответствующих найденному размеру катетаК 1, штанга 2 фиксируют на корпусе 1 винтовыми зажимами 48 и 49, Штанга 2 и сопряженные с ней детали, в том числестрелочные указатели 11 на шкалах 5, занимают неподвижное положение. Устройство .удаляют со свариваемых деталей и сравнивают полученный результат на шкалах 5 счисловым значением размера К 1 в окнах 22,и 23, На этом процесс измерений параметров сварндго соединения заканчивается.Технико-экономический эффект заключается в повышении надежности трубныхсистем тепловых электростанций,Формула изобретения 40Устройство для измерения размеровсварных соединений, содержащее корпус сбазовой плоскостью, установленную в корпусе с воэможностью перемещения парал 45 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 параллельно 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 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 отсчет- ного узла нанесены по дуге окружности в противоположных направлениях относительно. общей начальной точки, а траверса жестко закреплена на корпусе и выполнена с базовой плоскостью, перпендикулярной базовой плоскости корпуса,710985 Составитель И;йермитинТехред М,Моргентал Грэтилло Корректор О,Кундри ак изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина аказ 332 Тираж . Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета поизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушскэя нэб;, 4/5