Нутромір подовжений

Реферат: UA 120025 U UA 120025 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до контрольно-вимірювальних інструментів для прецизійних вимірювань внутрішніх діаметрів труб у машинобудівний та нафтогазовій галузі. При контролі внутрішніх циліндричних поверхонь використовують нутроміри індикаторні двоточкові (1) та нутроміри мікрометричні триточкові (2), які комплектуються подовжувачами для вимірювання подовжених отворів. Подовжувачі в подовжених нутромірах мають схожу трубну конструкцію, при цьому мають наступні відмінності: В нутромірах індикаторних доточкових, подовжувачі мають всередині шток, який рухається вздовж осі трубної штанги нутроміра, таким чином передаючи повздовжнє переміщення від двоточкового вимірювального вузла до індикаторного відлікового пристрою; В нутромірах мікрометричних три точкових, подовжувачі також мають всередині шток, але він повертається вздовж осі трубної штанги нутроміра, передаючи кругове переміщення від відлікового мікрометричного пристрою до вимірювального триточкового вузла. При вимірюванні подовжених циліндричних отворів користувачі стикаються з наступними проблемами: За рахунок тертя вимірювального вузла з внутрішньою поверхнею довгої труби має місце підвищений знос та значні механічні навантаження, які можуть привести до пошкодження нутроміра; Значно ускладнюється процес центрування нутроміра у довгій трубі. Відомий "Нутромір індикаторний подовжений" [Патент України № 103980], в якому глибина вимірювань до 5000 мм забезпечена подовженою штангою, складеною з кількох труб з центрувальними трубками, жорстко поєднаних різьбовими з'єднувачами, та подовженого штока, складеного з кількох трубок, на кінцях яких встановлені, попарно, зовнішні та внутрішні конусні центри, також використані стандартні центрувально-вимірювальні вузли та відлікові пристрої (3). Недоліком є складність центрування та вірогідність пошкодження, необхідність у користувача навичок вимірювання довгих труб. Найближчим аналогом є нутромір мікрометричний швейцарської фірми MICROTEST, в якому передбачено використання механічного важільно-пружного люнета MICROTEST Tripod [4], який забезпечує центрування та запобігає пошкодженням вимірювального вузла при поглибленні нутроміра у вимірювану трубу. Недоліками аналога з механічним люнетом є: Складність використання двох сталевих тросів керування та важільно-пружного механізму люнета, особливо при використанні кількох люнетів; Складність виготовлення та занадто висока ціна за окремий люнет (понад 2000 євро за кожний люнет); Можливість позаштатного стопоріння швейцарського прототипу (4) у вимірюваній трубі при блокуванні люнета. В основу корисної моделі поставлено задачу зменшення на 20-60 % витрат на вимірювання внутрішніх діаметрів подовжених труб. Поставлена задача вирішується тим, що "Нутромір подовжений", який складається з подовженої штанги 1, на кінцях якої встановлені вимірювальний вузол 2 з люнетом 3 та відліковий пристрій 4, згідно з корисною моделлю, опори 5 люнетів 3 закріплені на кількох автономних соленоїдах 6 або на єдиному соленоїді 7, які електрично керовані з пульта 8. Суть запропонованої корисної моделі "Нутромір подовжений" полягає у використанні електромеханічного люнета замість механічного. На Фіг. 1 зображено приклад реалізації запропонованої корисної моделі "Нутромір подовжений" з двома люнетами 3, на яких встановлено по 4 автономних соленоїдів 6 з відповідними опорами 5, при цьому кількість люнетів 3 та кількість автономних соленоїдів 6 з опорами 5 можуть бути іншими та залежать тільки від потреб користувача. На Фіг. 2 зображено приклад реалізації запропонованої корисної моделі "Нутромір подовжений" з єдиним соленоїдом 7, розміщеним за вимірювальним вузлом 2 з двома опорами 5 та двома важелями 9, при цьому кількість опор 5 та важелів 9 може сягати по 2…12 шт., в залежності від вимірюваного отвору. Запропонована корисна модель "Нутромір подовжений не має відмінностей використання, як для подовжених нутромірів індикаторних двоточкових, так й для подовжених нутромірів мікрометричних три точкових, оскільки в обох випадках люнети 3 мають відношення тільки до подовжених штанг 1. Відлікові пристрої 4 є аналоговими, цифровими та бездротовими. 1 UA 120025 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На подовженій штанзі 1 можна встановити кілька люнетів 3 (бажано через кожні 1000…1500 мм), що забезпечить центрування у довгій трубі. Можливе встановлення люнета 3 також перед вимірювальним вузлом 2, за межами подовженої штанги 1 для захисту від пошкоджень вимірювального вузла 2. Кожний з люнетів, в залежності від вимірюваного діаметра, може мати 2…12 комплектів опор 5, поєднаних до одного 7 або кількох автономних 6 соленоїдів: Для подовжених труб діаметром до 100 мм доцільно використовувати три опорні люнети 3, при цьому відстань поміж опорами не перевищує 100 мм; Для подовжених труб діаметром до 400 мм доцільні 3…6-ти опорні люнети 3, при цьому відстань поміж опорами 5 не перевищує 200…400 мм; Для подовжених труб діаметром понад 1000 мм доцільні 6…12-ти опорні люнети 3, при цьому відстань поміж опорами 5 не перевищує 250…500 мм. Опори 5 задіяні тільки при заглибленні подовженого нутроміра у довгу трубу, при цьому вимірювальний вузол 2 не має торкатися поверхні вимірюваної труби а опори 5 знаходяться у розкладеному положенні. При вимірюваннях опори 5 мають бути у складеному положенні, при цьому вимірювальний вузол 2 торкається внутрішньої поверхні труби у місці вимірювання. Опори 5 (у складі люнета 3) можуть мати різноманітні наконечники: змінні або незмінні, дискові або стрижневі; рухомі та нерухомі, в залежності від коефіцієнта тертя поміж парою матеріалів труба-опора 5; з циліндрично-сферичною, сферичною або іншою формою наконечника, в залежності від потреб користувача та умов використання; бажано з твердих матеріалів, як зміцненої сталі, твердого сплаву та інших. За командою з пульта 8 єдиний соленоїд 7 або автономні соленоїди 6 переміщують опори 5 зі складеного у розкладене положення. Соленоїди 6 та 7 електрично приєднані до пульта 8, який живиться від акумулятора або блока живлення. У складеному положенні розміщення опор 5 відносно осі подовженої штанги 1 може регулюватися користувачем, в залежності від діаметра вимірюваної труби та потреб вимірювань. Технологічний хід соленоїдів 6 та 7 має бути не меншим за робочий хід вимірювальних стрижнів вимірювальних вузлів 2. Зусилля натискання єдиного соленоїда 7 або сумарне зусилля натискання усіх автономних соленоїдів 6 має бути достатнім для центрування подовженої штанги 1 у вимірюваній довгій трубі. Коли опори 5 закріплені безпосередньо на відповідних автономних соленоїдах 6 вони рухаються вздовж осі відповідного автономного соленоїда, який встановлено поперек подовженої штанги 1. Це спрощує конструкцію люнета 3, але обмежує мінімальний діапазон вимірювань за рахунок довжини автономних соленоїдів. При автономному закріпленню опор 5 є можливість індивідуального та групового керування кожним автономним соленоїдом 6. Коли опори 5 приєднані до єдиного соленоїда 7, вони рухаються разом та перпендикулярно до осі єдиного соленоїда 7, встановленого усередині та вздовж подовженої штанги 1, при цьому для зміни вектора руху від єдиного соленоїда 7 до опор 5 використовують важільну систему 9. Корисна модель "Нутромір подовжений" не потребує особових навичок від користувача, окрім вміння користуватися нутромірами. Для візуального контролю місця вимірювання доцільно використовувати відеонагляд відповідно до української заявки "Нутромір панорамний" (5). Корисна модель "Нутромір подовжений" у варіанті з єдиним соленоїдом 7 використовується наступним чином: 1) збирають "Нутромір подовжений", приєднуючи до подовженої штанги 1 вимірювальний вузол 2, люнет 3 та відліковий пристрій 4; 2) приєднують люнет 3 до пульта 8; 3) включають відліковий пристрій 4; 4) включають живлення пульта 8; 5) заводять вимірювальний вузол 2 "Нутроміра подовженого" до вимірюваного отвору; 6) розкривають люнет 3 за допомогою пульта 8, при цьому єдиний соленоїд 7 розкриває важільний механізм 9 до торкання опорами 5 поверхні вимірюваного отвору; 7) заглиблюють "Нутромір подовжений" у вимірювану трубу, до місця вимірювання, при цьому люнет 3 захищає та центрує вимірювальний вузол 2; 8) естановлюють вимірювальний вузол 2 "Нутроміра подовженого" на необхідну глибину, у місці вимірювань; 2 UA 120025 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 9) складають, за допомогою пульта 8, люнет 3, при цьому єдиний соленоїд 7 повертає важільний механізм 9 з опорами 5 у початкове складене положення; 10) Виконують вимірювання, зчитуючи показники з відлікового пристрою 4 (індикаторного або мікрометричного, в залежності від наявного типу подовженого нутроміра); 11) виконують інші вимірювання у цій трубі, повторюючи переходи 6…10; 12) розкривають люнет 3, за допомогою пульта 8, по закінченні кожного вимірювання у визначеному місці труби; 13) виводять нутромір з виміряної труби з розкритим люнетом 3 по закінченні усіх вимірювань; 14) виконують вимірювання інших отворів, повторюючи переходи 5…13; 15) виключають живлення пульта 8 по закінченні усіх вимірювань або наприкінці робочого дня (відлікові пристрої 4 вимикаються автоматично); 16) роз'єднують від подовженої штанги 1 відліковий вузол 2, люнет 3 та відліковий пристрій 4 для подальшого транспортування та зберігання. Корисна модель "Нутромір подовжений" у варіанті з автономними соленоїдами 6 використовується наступним чином: 1) збирають "Нутромір подовжений", приєднуючи до подовженої штанги 1 вимірювальний вузол 2, люнет 3 та відліковий пристрій 4; 2) приєднують люнет 3 до пульта 8; 3) включають відліковий пристрій 4 %; 4) включають живлення пульта 8; 5) заводять вимірювальний вузол 2 до вимірювального отвору; 6) розкривають люнет 3 за допомогою пульта 8, при цьому є можливість керувати окремими автономними соленоїдами з відповідними опорами 5; 7) заглиблюють "Нутромір подовжений" у вимірювану трубу, до місця вимірювання, при цьому люнет 3 захищає відліковий механізм 2 від пошкоджень; 8) встановлюють вимірювальний вузол 2 "Нутроміра подовженого" на необхідну глибину, у місці вимірювань; 9) складають люнет одночасним (для нутромірів мікрометричних триточкових) або поперемінним (для нутромірів індикаторних доточкових) переміщенням опор 5 у початкове положення; 10) виконують вимірювання, зчитуючи показники з відлікових пристроїв 4 (індикаторного або мікрометричного); 11) виконують інші вимірювання у цій трубі, повторюючи переходи 6…10; 12) розкривають люнет 3 за допомогою пульта 8 після закінчення кожного вимірювання у зазначеному місці труби; 13) виводять "Нутромір подовжений" з виміряної труби з розкритим люнетом 3 по закінченні усіх вимірювань; 14) виконують вимірювання інших отворів, повторюючи переходи 5…13; 15) виключають живлення пульта 8 по закінченні усіх вимірювань або наприкінці робочого дня (відлікові пристрої 4 вимикаються автоматично); 16) роз'єднують від подовженої штанги 1 відліковий вузол 2, люнет 3 та відліковий пристрій 4 для подальшого транспортування та зберігання. Відповідно до формули корисної моделі "Нутромір подовжений" був виготовлений експериментальний зразок мікрометричного нутроміра діапазону 70…100 мм з довжиною штанги 3000 мм та проведене порівняння зі швейцарським нутроміром-прототипом, виготовленим за патентом-аналогом (4). Результати порівняння запропонованої корисної моделі "Нутромір панорамний" та прототипу (4) наведені у табл. Таблиця Показники нутромірів подовжених Корисна модель "Нутромір 70-100/0,001-3000 подовжений» Глибина вимірювань, мм 3000 Центрування Механізоване Виконавчий механізм Електромеханічний Ціна нутроміра з люнетом 19 % Трудомісткість вимірювань 57 % Собівартість вимірювань 42 % 50 3 «Нутромір MICROTEST" разом з Tripod/4/ 3000 Ручне Механічний 100 % 100 % 100 % UA 120025 U 5 10 Проведений порівняльний аналіз корисної моделі "Нутромір подовжений" та швейцарського прототипу (4) підтвердив можливість практичної реалізації та техніко-економічні переваги запропонованого "Нутроміра подовженого". Запропонована корисна модель "Нутромір подовжений" значно зменшує собівартість виготовлення подовжених нутромірів та вимірювання довгих труб. 1. ТУ У 33.2-30291682-003-2004 "Нутроміри індикаторні» 2. ТУ У 33.2-30291682-005-2004 "Нутроміри мікрометричні три точкові» 3. Патент UA№ 103980 "Нутромір індикаторний подовжений» 4. Catalog MICROTEST 5. Заявка UA№201610769 «Нутромір панорамний» ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Нутромір подовжений, який складається з подовженої штанги, на кінцях якої встановлені вимірювальні вузли з люнетом та відліковий пристрій, який відрізняється тим, що опори люнетів закріплені на єдиному соленоїді або на кількох автономних соленоїдах, які електрично керовані з пульта. 4 UA 120025 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5