鋼管橢圓度測量儀設計及應用

為了提高鋼管橢圓度的測量精度和自動化程度,基于激光測距傳感器和小二乘法的圓心算法,結(jié)合工廠MES系統(tǒng)中鋼管管號信息共享、測量數(shù)據(jù)的保存和分析等功能,設計開發(fā)了一款全自動直縫鋼管橢圓度測量儀。②被測鋼管逆向標定，人工量取做為標定鋼管A端和B端的周長，準確到0。該測量儀安裝在改造后的稱重測長設備上,既兼顧保留原有系統(tǒng)稱重測長的功能,又增加橢圓度、周長、直邊的測量功能,功能設計合理,構(gòu)造更加簡化,達到運行穩(wěn)定可靠、便于維護的目的,并且換道方式快捷方便,可以更好地滿足實際生產(chǎn)中的測量需要。

背景技術(shù)

石油天然的氣體管線有幾十公里的，也有幾百上千公里，這么長的管線是由多根鋼管收尾焊接而成，由于各鋼管的端部的形狀不一，因此，在鋼管對接的過程中，需要對鋼管端部的橢圓度進行測量，以保證對接效果。

現(xiàn)有技術(shù)中，鋼管橢圓度的檢測方法包括使用卡尺、米尺或者手持激光測距儀檢測，但是這幾種方法中，檢測工具的體積較大，使用較為不便，且可操作性差，如在使用卡尺檢測時，體積較大的卡尺由于較重容易傾斜，造成數(shù)據(jù)測量不準確；米尺的測量精度較差；手持激光測距儀的精度雖可以滿足，但是僅能測機組數(shù)據(jù)，無法測量整個圓，很難找到長軸和短軸的準確位置。2雙路測徑儀是可以對1～φ80mm范圍內(nèi)的軋材進行測量的設備，對各種中小型外徑范圍的軋材均可測量。三種檢測方法所用的檢測工具檢測效率較低，因此，能夠準確、快速的檢測鋼管的橢圓度對本領域的技術(shù)人員來說是需要解開技術(shù)問題。

造成橢圓度的原因

編輯珩磨后的零件，有時會出現(xiàn)橢圓度。造成橢圓度的原因很多：

（1）珩磨前一道工序加工時產(chǎn)生的橢圓度太大，以至珩磨后仍無法校正過來。

（2）珩磨留的余量太大，而珩磨時橫進給量又太大，產(chǎn)生很高的切削溫度，再加上冷卻條件差，零件表面的熱量散不出去，產(chǎn)生了局部變形，造成橢圓度。

（3）油石硬度不均勻，磨損情況不一樣，結(jié)果使零件表面高低不平，或由于油石調(diào)整不當，造成橢圓度。

（4）夾具設計不當，或夾緊力太大，尤其是薄壁零件，珩磨后零件產(chǎn)生變形，造成橢圓度。

北京賽誠工控科技有限責任公司成立于2003年，是專業(yè)從事制管行業(yè)自動化控制產(chǎn)品設計和開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。

公司重點致力于制管行業(yè)非標準成套設備的研發(fā)。目前公司主要產(chǎn)品有激光自動跟蹤系統(tǒng)、超聲波探傷系統(tǒng)、鋼管橢圓度等外觀檢測系統(tǒng)、焊縫自動修磨系統(tǒng)等。公司的產(chǎn)品已經(jīng)在多家企業(yè)中得到應用，產(chǎn)品現(xiàn)場適用性好，使用穩(wěn)定可靠。

橢圓度歷史

關于圓錐截線的某些歷史：圓錐截線的發(fā)現(xiàn)和研究起始于古希臘。 Euclid, Archimedes, Apollonius, Pappus 等幾何學大師都熱衷于圓錐截線的研究，而且都有專著論述其幾何性質(zhì)，其中以 Apollonius 所著的八冊《圓錐截線論》集其大成，可以說是古希臘幾何學一個登峰造極的精擘之作。本實用新型使用便攜、結(jié)構(gòu)簡單、精度高、測量效率高、可降低工作強度。當時對于這種既簡樸的曲線的研究，乃是純粹從幾何學的觀點，研討和圓密切相關的這種曲線；它們的幾何乃是圓的幾何的自然推廣，在當年這是一種純理念的探索，并不寄望也無從預期它們會真的在大自然的基本結(jié)構(gòu)中扮演著重要的角色。此事一直到十六、十七世紀之交，Kepler 行星運行三定律的發(fā)現(xiàn)才知道行星繞太陽運行的軌道，乃是一種以太陽為其一焦點的橢圓。Kepler 三定律乃是近代科學開天劈地的重大突破，它不但開創(chuàng)了天文學的新紀元，而且也是牛頓萬有引力定律的根源所在。由此可見，圓錐截線不單單是幾何學家所愛好的精簡事物，它們也是大自然的基本規(guī)律中所自然選用的精要之一。