Устройство для измерений протяженного объекта

Полезная модель относится к устройствам для регулирования положения измерительных приборов и может быть использовано для различных типах измерений (размеров, неровностей, неразрушающего контроля и т.п.) всевозможных протяженных объектов: рельсов, труб и других погонажных изделий, при которых требуется обеспечить точное перемещение датчика измерительного прибора по образующей протяженного объекта. Устройство для измерений протяженного объекта, содержит основание, на котором закреплены два разнесенных механизма поперечного захвата протяженного объекта, соединенных направляющей параллельной протяженному объекту, на направляющей установлена подвижная каретка с датчиками измерительного прибора, отличается наличием у механизмов поперечного захвата сменных пластин, профилированных под форму поперечного сечения протяженного объекта. Возможность быстрой перенастройки устройства с одного типа протяженного объекта на другой позволяет унифицировать оборудование и повысить производительность труда.

Полезная модель относится к устройствам для регулирования положения измерительных приборов и может быть использовано для различных типах измерений (размеров, неровностей, неразрушающего контроля и т.п.) всевозможных протяженных объектов: рельсов, труб и других погонажных изделий, при которых требуется обеспечить точное перемещение датчика измерительного прибора по образующей протяженного объекта.

Для решения такой задачи в устройствах для измерений протяженного объекта устройствах, в частности, в устройствах для ультразвукового контроля рельсов, в качестве опорной поверхности [1] используют сам протяженный объект (рельс), по которому перемещают каретку, на которой устанавливают датчик измерительного прибора - электроакустический преобразователь (ЭАП). Каретку снабжают роликами, которые в ходе перемещения каретки вдоль протяженного объекта прижимаются к боковой поверхности головки рельса и обеспечивают требуемое положение датчика на образующей рельса.

Недостатком такого устройства является низкая точность позиционирования, связанная с тем, что поверхности протяженного объекта могут иметь геометрические изменения, связанные с износом, посторонними предметами (грязь, лед и т.п.), что приводит к смещению датчика от желаемой траектории.

Известно устройство для измерений протяженного объекта [2], в котором каретка, сустановленным на ней ЭАП, остается на оси симметрии рельса в результате его взаимодействия с магнитами, связанными с кареткой.

Недостатком такого устройства является низкая точность позиционирования, связанная с тем, что при перемещении каретки с ЭАП возникают внешние воздействия (тряска, боковые ускорения и т.п.) что приводит к смещению датчика от желаемой траектории.

Известно устройство для измерений протяженного объекта (рельса) [3], в котором каретка с установленными ЭАП снабжена механизмами захвата головки рельса, которые обеспечивают жесткую фиксацию каретки на рельсе. Особенностью данного устройства является неподвижность каретки, а множественность измерений обеспечивается за счет установки на ней большого количества ЭАП.

Недостатком такого устройства является низкая точность позиционирования, связанная с тем, что каретка связана с самим протяженным объектом, обладающим заведомо неточными геометрическими размерами. Кроме того, использование большого количества датчиков для достижения требуемого разрешения зачастую экономически нецелесообразно.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для измерений протяженного объекта (рельса) [4], содержащее основание, на котором закреплены два разнесенных механизма поперечного захвата протяженного объекта, соединенных направляющей параллельной протяженному объекту, на направляющей установлена подвижная каретка с датчиками измерительного прибора. Данное устройство позволяет перемещать датчик измерительного прибора с кареткой по направляющей, которая имеет «идеальную» геометрическую форму.

Недостатком такого устройства является то, что конструкция устройства, в частности механизм захвата, ориентированы на протяженный объект определенной формы поперечного сечения. В результате чего при использовании устройства [4] для измерений рельсов других размеров и формы могут возникнуть проблемы позиционирования. Так, например, рельсы P 65 имеют высоту 180 мм, а P 50-152 мм. Несоответствие форм механизма захвата и протяженного объекта приводит к невозможности обеспечить его контакт с датчиками измерительного устройства и их точное перемещение по образующей протяженного объекта.

Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание универсального устройства для измерений протяженных объектов легко настраиваемого на их форму.

Для решения поставленной задачи в устройстве для измерений протяженного объекта, содержащем основание, на котором закреплены два разнесенных механизма поперечного захвата протяженного объекта, соединенных направляющей параллельной протяженному объекту, на направляющей установлена подвижная каретка с датчиками измерительного прибора, у механизмов поперечного захвата дополнительно введены сменные пластины, профилированные под форму поперечного сечения протяженного объекта.

Для простоты будем рассматривать вариант с одним датчиком измерительного прибора.

Заявляемую полезную модель иллюстрируют следующие графические материалы:

Фиг. 1 - Общий вид устройства с протяженным объектом - рельсом,

где:

Фиг. 2 - Общий вид устройства с протяженным объектом - трубой малого диаметра.

Фиг. 3 - Общий вид устройства с протяженным объектом - трубой большого диаметра.

Протяженный объект 1 может быть рельсом, трубой или любым другим прямолинейным изделием, подлежащим измерениям.

Основание 2 предназначено для установки устройства.

Механизм поперечного захвата 3 предназначен для удержания протяженного объекта. Механизм захвата 3 может иметь привод. В рассматриваемом варианте механизм захвата содержит неподвижный упор 4, привод захвата 5, который может быть механическим (как в прототипе), пружинным, гидравлическим, пневматическим, электрическим и т.п. Привод имеет подвижный шток 6.

Направляющая 7 предназначена для перемещения каретки 8 вдоль протяженного объекта 1 и жестко соединена с механизмами захвата 3.

Каретка 8 предназначена для перемещения датчика измерительного прибора 9 параллельно образующей протяженного объекта по направляющей 7.

Датчик измерительного прибора 9 предназначен для измерения свойств протяженного объекта и в зависимости от назначения может быть выполнен в виде ЭАП, датчика неровностей и т.п., а измерительные приборы должны соответствовать датчикам.

Сменные пластины 10 предназначены для фиксации протяженного объекта 1 в желаемом положении относительно датчика 9 и направляющей.

Заявляемое устройство, Фиг. 1, работает следующим образом.

Выбирают желаемое положение датчика измерительного устройства 9 на протяженном объекте (рельсе 1). Изготавливают сменные пластины 10, так, чтобы указанный датчик находился в этом положении. Закрепляют сменные пластины 10 на неподвижный упор 4 и на шток 6 привода 5. Зажимают рельс 1 в механизме захвата 3.

Перемещают каретку 8 по направляющей 7, повторяя измерения рельса 1 датчиком 9 с желаемым разрешением.

Если протяженный объект 1 имеет другую форму, например, труба малого или большого диаметра, то аналогичным образом изготавливают другие сменные пластины 10, Фиг.2 и 3 соответственно, и проводят соответствующие измерения. Таким образом, заявляемое устройство может быть легко адаптировано под измерения по образующей любых протяженных объектов с любыми целями.

В соответствии с заявляемой полезной моделью изготовлен опытный образец устройства, обеспечивающий на рельсосварочных предприятиях ультразвуковой входной контроль старогодних рельсов, проверку сварочных стыков, выходной контроль плетей, а также механический контроль прямолинейности поверхностей рельсов. Возможность быстрой перенастройки устройства с одного типа рельсов на другой позволила унифицировать оборудование и повысить производительность труда. Источники информации:

1. Патент RU 2184372.

2. Патент RU 101678.

3. Патент RU 2308029.

4. Патент RU 2151836.

Устройство для измерений протяженного объекта, содержащее основание, на котором закреплены два разнесенных механизма поперечного захвата протяженного объекта, соединенных направляющей параллельной протяженному объекту, на направляющей установлена подвижная каретка с датчиками измерительного прибора, отличающееся наличием у механизмов поперечного захвата сменных пластин, профилированных под форму поперечного сечения протяженного объекта.