 波纹膨胀节
一种新型波纹管膨胀节波形检测装置的设计
波纹管膨胀节作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件，具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点，被广泛应用于石化、钢铁、燃气、食品、医药、建筑、航天、核电等各个领域。正是由于该类产品的使用，使得管道的安全运行得到了有效保障，安全事故大为减少。
波纹管波形尺寸及在压力作用下波形的变化是判定膨胀节合格与否的重要参数，是引起波纹管膨胀节失效的直接原因之一。国内对膨胀节波形检测装置的研究较少，设计了一套金属波纹管膨胀节的计算机检测系统，克服了人工检测和试验的不足，节省了人力，提高了效率，但该系统只是对试验过程控制实现了自动化，对疲劳试验过程中轴向波距检测采用的是游标卡尺测量，波形测量则未提及。提出基于三坐标测量机的波纹变形量检测方法，利用三坐标设备对金属波纹管膨胀节进行特征提取和点云采集，其结果以图文方式直观显示出来。该方法的应用为波纹管膨胀节波纹变形量检测提供了准确的技术手段，但测量周期长，劳动强度大，对大公称直径的波纹管检测需要大测量范围的坐标测量机，检测设备价格昂贵，而且三坐标测量机对检测环境的要求十分严格，不适合在线检测。而目前国内尚未有适用于检测不同口径及高度的波纹管膨胀节波形尺寸及变化的装置，为了解决这一问题，专门设计了一种能够自动检测波纹管膨胀节波形尺寸及变化的装置，以检测膨胀节波形的外观尺寸及其变化状况。
检测装置整体结构设计
本装置用来检测波纹管波形尺寸，且通过不同状态下所检测到的波形尺寸，依据相应的标准及验收准则来判断其合格性，例如压力作用下的波距变形率，就是分别检测带压前后的波形尺寸，经计算得到其压力作用下的波距变形率。当波距变形不均匀性超过15%时，就认为波纹管已失效，膨胀节试件不合格。波纹管膨胀节因其特殊的结构，如中间波纹采用钢板滚压成型，因无测量基准，目前波形数据无法测量，波距的测量主要基于划线的方法，利用游标卡尺目视测量，这种测量方法因无测量基准，测量精度及可靠性很低。三坐标测量机虽然可以获取零件型面上大量点的数据，并通过拟合算法计算出零件几何尺寸和形状位置公差，但测量效率低，价格昂贵，对测量环境要求较高，适应性较差。因此，本装置采用非接触式测量方法，通过电机驱动固定在丝杠上的三维激光扫描仪移动扫描波纹管段的波峰、波谷数据，再经计算机处理后在客户端显示相应图像数据。波纹管膨胀节波形检测装置的整体结构包括：沿膨胀节径向设置的丝杠、径向移动组件，沿膨胀节轴向设置的双向螺纹丝杠、轴向移动安装组件和设于安装组件上的激光扫描仪，激光扫描仪能够在双向螺纹丝杠上沿着膨胀节轴向移动，轴向移动装置能够沿着膨胀节径向设置的丝杠移动，放置在旋转平台上的膨胀节可以沿轴向旋转。径向移动组件包括：滑槽与移动平台。滑槽通过螺栓连接固定在固定工作台上，轴向移动工作台与沿膨胀节径向设置的丝杠螺纹副连接，与滑槽移动副连接。轴向移动安装组件包括：导向柱与滑块。整体装置设为立式，节省空间，使得结构更为紧凑、高效。激光扫描仪上设有传感器，立柱上设有限位机构，可避免激光扫描仪的损坏。
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