专利名称：一种无缝管轧辊机架精度检测修正方法
技术领域：
本发明属于机械检测领域，尤其涉及一种用于无缝管轧辊机架出厂前的加工精度检测的偏差修正方法。
背景技术：
目前，国内不少无缝管连轧机均采用6架3辊式轧机，这种轧机大多是从国外引进的成套设备。由于进口的轧辊机架价格昂贵，且需使用外汇购买，因此国内的轧机生产厂家争相在消化引进技术的基础上，进行国产化配套生产。然而，由于国内的轧辊生产厂家很少有专门生产无缝管轧辊机架的专业厂，因此缺少专门用于无缝管轧辊机架检测的孔型站和专用设备，无法对出厂前的轧辊机架进行精度检测和偏差修正，从而使组装后的三个轧辊所形成的孔型中心偏移，其偏移量达到了士0. 5mm以上，造成孔型扭曲变形，精度超差，质量不合格而无法使用。为解决上述问题，各轧辊机架生产厂虽想尽各种办法，但都效果不显著，生产出的轧辊机架被全部返厂修复的现象仍屡见不鲜，直接影响了无缝管轧辊机架的国产化进程。因此，如何在不引进和建立孔型站的条件下，实现无缝管轧辊机架出厂前的精度检测，从而生产出合格的轧辊机架，便成为无缝管轧辊机架生产的一个重要课题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种简单易行，方便可靠，能对出厂前的无缝管轧辊机架进行全面精度检测和偏差修正，避免孔型中心偏移超差，从而生产出合格的轧辊机架的方法。为此，本发明采取了如下技术解决方案
一种无缝管轧辊机架精度检测修正方法，采用三维坐标测量仪对出厂前的无缝管轧辊机架及摆臂进行单体加工精度检测和修正，并对组装后的轧辊机架进行组合精度检测及修正，确保三个轧辊形成的孔型中心偏差达到标准要求。其具体检测修正步骤及方法为
1、孔型设计中心点确定与机架检测修正
将机架置于检测台上，利用三维坐标测量仪测头检测机架上三个摆臂心轴轴孔外壁的位置，计算机自动生成并记录各摆臂心轴轴孔中心点的位置实测数据，并连线三个摆臂心轴轴孔实测中心点作圆，该圆心点即为孔型设计中心点。将测得的各摆臂心轴轴孔中心点的位置数据与设计图纸对照
a、对照三个心轴轴孔到圆心的距离尺寸是否符合图纸上的公差要求；
b、对照三个心轴轴孔到圆心的连线之间的夹角是否符合图纸上的公差要求。以上两项任何一项超差都要将原心轴孔用机械加工方法加大，再镶套重新镗孔的方法进行修正，直至达到设计要求。2、摆臂单体检测修正
将三个摆臂置于检测台上，用三维坐标测量仪逐个检测各摆臂心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面中心点的X轴、Y轴尺寸及各摆臂心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面中心点的直线距离，计算机自动将实测数据与设计尺寸对比，若实测尺寸与设计尺寸偏差小于允许偏差值S，该摆臂视为合格；若偏差大于允许偏差值S，则需对超差的摆臂进行机械加工修正，并重新检测，直至达标。3、组合精度检测修正
将上述检测修正合格的机架和摆臂组装后，利用三维坐标测量仪进行组合精度检测修正。a、用三维坐标测量仪作出3个摆臂心轴轴线围成的圆柱，若孔型设计中心点与该圆柱轴线重合或偏差小于允许偏差值δ，则视为合格；反之则为不合格，并按照步骤1、2重新检测和修正后，再组装检测至达标。b、将3个摆臂心轴中心点分别与孔型设计中心点连线，分别测量3个辊轴装配结合面到该摆臂心轴连线的垂直距离，并与设计尺寸对比，若尺寸偏差小于允许偏差值δ，则视为合格；否则，需将超差摆臂拆下，按步骤1、2重新检测加工后，再予组装检测至达标。C、用三维坐标测量仪分别作出3个辊轴装配结合面中心点的纵向垂面，并使3个垂面两两相交，形成三条垂面交线，分别检测孔型设计中心点与三条交线的偏差值，若两条交线重合且孔型设计中心点亦在重合的交线上，则认定无偏差。若两条交线与孔型设计中心点的距离均小于允许偏差值δ，则视为合格；如果两条交线中任一条交线与孔型设计中心点的距离大于允许偏差值δ，均按照超差处理，需将超差的摆臂拆下，按步骤1、2重新检测加工后，再予组装检测直至达到标准要求。4、定位装置尺寸和位置精度检测修正
在组合精度检测修正合格后还要进行定位装置即定位块与滑板尺寸、位置和形状精度检测修正。a、分别检测4个定位块到孔型设计中心点垂直距离尺寸是否符合设计要求，尺寸小于公差要求的加垫调整至公差范围之内；尺寸大于公差要求的则需对定位块进行磨削加工到公差范围之内。b、分别检测2个滑板到孔型设计中心点垂直距离尺寸是否符合设计要求，尺寸小于公差要求的加垫调整至公差范围之内；尺寸大于公差要求的则需对滑板进行机械加工到公差范围之内。所述的允许偏差值δ彡0. 1mm。本发明的有益效果为
采用三维坐标测量仪代替孔型站对出厂前的无缝管轧辊机架进行检测，可减少一次性投资，提高无缝管轧辊机架的国产化程度。方法简单实用，便于掌握和操作，且检测精度较高，其孔型中心最大偏移误差为0. 054mm，最小偏移误差仅有0. 008mm，而进口轧辊机架的孔型中心最大偏移误差值为0. 3mm，从而在提高无缝管轧辊机架的质量和产品合格率的同时，相应提高了无缝管的产品质量，减少修复工作量，避免了因异地检测或返厂修复所造成的经济损失。
附图为无缝管轧辊机架组装检测示意图。
图中心轴1、轴套2、摆臂3、定位块4、孔型设计中心点5、机架6、辊轴装配结合面 7、滑板8。
具体实施例方式以φ 177 mm热轧无缝管轧辊机架为例，规定的允许偏差值δ < 0. 1mm。由附图可见，无缝管轧辊机架主要由摆臂3和机架6所构成，摆臂3和机架6通过心轴1连接在一起，拆卸或安装轧辊时需将摆臂3打开以方便轧辊的拆装。在机架6的底部前后分别安装有一个滑板8，机架6上下左端头的前后两侧各安设有一个定位块4，即一共设有4个定位块4。同时，在机架6上均布有3个心轴孔，用作安装心轴1。摆臂3共有3个，其形状、尺寸相同，均为曲臂形，较细一端设有轴孔，轴孔内镶嵌有轴套2，通过心轴1连接在机架6的心轴孔内，而断面较大的另一段带有辊轴装配结合面7。无缝管轧辊机架精度检测修正方法，系采用型号为LMAGE203315龙门式三维坐标测量仪，对出厂前的无缝管轧辊机架6及3个摆臂3分别进行单体加工精度检测和修正， 并对组装后的轧辊机架6进行组合安装精度检测及修正，从而确保三个轧辊形成的孔型中心偏差在允许偏差范围之内，满足无缝管生产工艺和质量要求。本发明的具体检测修正步骤及方法为
1、孔型设计中心点5的确定与机架6的检测修正 (1)、孔型设计中心点5确定
将尚未安装摆臂3的机架6放置在三维坐标测量仪旁边检测台上。首先是利用三维坐标测量仪测头检测确定机架6上三个摆臂心轴轴孔外壁的位置，计算机根据实测数据即可自动生成并记录各摆臂心轴轴孔中心点的实际位置。然后，计算机根据指令将自动连线三个摆臂心轴轴孔实测中心点，作出实测中心点的连接圆，并确定出圆心位置。该圆心点即为机架6的孔型设计中心点5。(2)、机架6精度判定
将实际测得的各摆臂心轴轴孔中心点的实际位置数据与设计图纸对照，应满足以下条
件
a、三个心轴轴孔到圆心的距离尺寸符合图纸上的900士0.045公差要求；
b、三个心轴轴孔到圆心连线之间的夹角符合图纸上的公差α< 0.0056°。如上述两个条件有任何一个不满足都要将原心轴孔用机械加工方法加大，再镶套重新镗孔的方法进行加工修正，直至机架6的心轴轴孔位置达到标准要求，从而确保机架6 本身的加工精度。。2、摆臂3单体检测修正
根据设计图纸尺寸要求，Φ 177 mm热轧无缝管轧辊机架摆臂3的心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面7中心的X轴尺寸为900 mm, Y轴尺寸为730 mm,心轴轴孔中心点到辊轴装配结合面7中心点的直线距离L=I 158. 8 mm。将一摆臂3单独置于检测台上，用三维坐标测量仪检测该摆臂3的心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面7的X轴、Y轴尺寸及各摆臂心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面中心点的直线距离L，计算机自动将实测数据与设计尺寸对比。若实测摆臂3的心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面7中心的X轴尺寸在899. 93 900. 07 mm之间、Y轴尺寸在729. 938 730. 062mm之间、L在1158.7 1158.9 mm之间则该摆臂3视为合格。若X轴、Y轴或L 任一尺寸偏差> 0. 1mm，均需对超差的摆臂3进行机械加工修正，并按上述方法重新进行检测，直至达标。第一个摆臂3单体检测完后，即可按此办法再对第二、三个摆臂3进行单体检测和偏差修正，以保证3个摆臂3的单体加工精度。3、摆臂3与机架6组合后的精度检测修正
将上述检测并修正合格的机架6和摆臂3组装后，利用三维坐标测量仪进行组合精度检测修正。具体方法为
首先，用三维坐标测量仪分别作出3个辊轴装配结合面7中心点的纵向垂面，并使3个垂面两两相交，形成三条垂面交线，分别检测孔型设计中心点5与三条交线的偏差值，若两条交线重合且孔型设计中心点5亦在重合的交线上，则认定无偏差。若两条交线与孔型设计中心点5的距离均小于允许偏差值δ，则视为合格；如果两条交线中任一条交线与孔型设计中心点5的距离大于允许偏差值δ，均按照超差处理，需将超差的摆臂拆下，按步骤1、 2重新检测加工后，再予组装检测直至达标，从而保证摆臂3的安装精度。其次，将3个摆臂3的心轴中心点分别与孔型设计中心点5连线，分别测量3个辊轴装配结合面7到该摆臂3心轴连线的垂直距离，并与设计尺寸对比。设计的3个摆臂 3心轴连线距3个辊轴装配结合面7的垂直距离均为730 士0. 062mm，若实测尺寸偏差在 7 . 938 730. 06 mm之内，则视为合格；若偏差不在729. 938 730. 06 mm之内，则需将超差摆臂3拆下，按步骤3重新检测加工后，再予组装检测至达标，确保心轴1和辊轴装配结合面7的安装精度。另外，用三维坐标测量仪分别作出3个辊轴装配结合面7中心点的纵向垂面，并使3个垂面两两相交，形成两条垂面的交线；分别检测孔型设计中心点5与两条交线的偏差值，若两条交线重合且孔型设计中心点5亦在重合的交线上，则说明安装无偏差。若两条交线与孔型设计中心点5的距离均< 0. 1mm，则视为合格。如果两条交线中任一条交线与孔型设计中心点5的距离> 0. Imm,均需将超差的摆臂3拆下，按步骤3重新检测加工后，再予组装检测至达到标准要求。4、定位块4与滑板8尺寸和位置精度检测修正
在组合精度检测修正合格后还要进行定位装置即定位块4与滑板8尺寸、位置和形状精度检测修正
a、分别检测4个定位块4到孔型设计中心点5垂直距离尺寸是否符合设计要求，尺寸小于公差要求的加垫调整至公差范围之内；尺寸大于公差要求的则需对定位块进行磨削加工到公差范围之内。b、分别检测2个滑板8到孔型设计中心点5垂直距离尺寸是否符合设计要求，尺寸小于公差要求的加垫调整至公差范围内；尺寸大于公差要求的则需对滑板8进行机械加工到公差范围之内，以保证轧辊机架6与轧机牌坊中心一致。上述机架心轴轴孔或摆臂心轴孔的尺寸、位置或形状超差需采用将原轴孔加大镶套重新镗孔的方法进行修正。
权利要求
1.一种无缝管轧辊机架精度检测修正方法，其特征在于，采用三维坐标测量仪对出厂前的无缝管轧辊机架及摆臂进行单体加工精度检测和修正，并对组装后的轧辊机架进行组合精度检测及修正，确保三个轧辊形成的孔型中心偏差达到标准要求。
2.根据权利要求1所述的无缝管轧辊机架精度检测修正方法，其特征在于，具体检测修正步骤及方法为(1)、孔型设计中心点确定与机架检测修正将机架置于检测台上，利用三维坐标测量仪测头检测机架上三个摆臂心轴轴孔外壁的位置，计算机自动生成并记录各摆臂心轴轴孔中心点的位置实测数据，并连线三个摆臂心轴轴孔实测中心点作圆，该圆心点即为孔型设计中心点；将测得的各摆臂心轴轴孔中心点的位置数据与设计图纸对照a、对照三个心轴轴孔到圆心的距离尺寸是否符合图纸上的公差要求；b、对照三个心轴轴孔到圆心的连线之间的夹角是否符合图纸上的公差要求；以上两项任何一项超差都要将原心轴孔用机械加工方法加大，再镶套重新镗孔的方法进行修正，直至达到设计要求；(2)、摆臂单体检测修正将三个摆臂置于检测台上，用三维坐标测量仪逐个检测各摆臂心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面中心点的X轴、Y轴尺寸及各摆臂心轴轴孔中心点距辊轴装配结合面中心点的直线距离，计算机自动将实测数据与设计尺寸对比，若实测尺寸与设计尺寸偏差小于允许偏差值、该摆臂视为合格；若偏差大于允许偏差值、则需对超差的摆臂进行机械加工修正，并重新检测，直至达标；(3)、组合精度检测修正将上述检测修正合格的机架和摆臂组装后，利用三维坐标测量仪进行组合精度检测修正；a、用三维坐标测量仪作出3个摆臂心轴轴线围成的圆柱，若孔型设计中心点与该圆柱轴线重合或偏差小于允许偏差值δ，则视为合格；反之则为不合格，并按照步骤(1)、(2)重新检测和修正后，再组装检测至达标；b、将3个摆臂心轴中心点分别与孔型设计中心点连线，分别测量3个辊轴装配结合面到该摆臂心轴连线的垂直距离，并与设计尺寸对比，若尺寸偏差小于允许偏差值δ，则视为合格；否则，需将超差摆臂拆下，按步骤(1)、(2)重新检测加工后，再予组装检测至达标；C、用三维坐标测量仪分别作出3个辊轴装配结合面中心点的纵向垂面，并使3个垂面两两相交，形成三条垂面交线，分别检测孔型设计中心点与三条交线的偏差值，若两条交线重合且孔型设计中心点亦在重合的交线上，则认定无偏差；若两条交线与孔型设计中心点的距离均小于允许偏差值δ，则视为合格；如果两条交线中任一条交线与孔型设计中心点的距离大于允许偏差值δ，均按照超差处理，需将超差的摆臂拆下，按步骤(1)、(2)重新检测加工后，再予组装检测直至达到标准要求；(4)、定位装置尺寸和位置精度检测修正在组合精度检测修正合格后还要进行定位装置即定位块与滑板尺寸、位置和形状精度检测修正；a、分别检测4个定位块到孔型设计中心点垂直距离尺寸是否符合设计要求，尺寸小于公差要求的加垫调整至公差范围之内；尺寸大于公差要求的则需对定位块进行磨削加工到公差范围之内；b、分别检测2个滑板到孔型设计中心点垂直距离尺寸是否符合设计要求，尺寸小于公差要求的加垫调整至公差范围之内；尺寸大于公差要求的则需对滑板进行机械加工到公差范围之内。
3.根据权利要求1所述的无缝管轧辊机架精度检测修正方法，其特征在于，所述的允许偏差值S ( 0. 1mm。
全文摘要
本发明提供一种无缝管轧辊机架精度检测修正方法，采用三维坐标测量仪对出厂前的无缝管轧辊机架及摆臂进行单体加工精度检测和修正，并对组装后的轧辊机架进行组合精度检测及修正，确保三个轧辊形成的孔型中心偏差达到标准要求，可减少一次性投资，提高无缝管轧辊机架的国产化程度。方法简单实用，便于掌握和操作，且检测精度高，其孔型中心最大偏移误差为0.054mm，最小偏移误差仅有0.008mm，远小于进口轧辊机架孔型中心最大偏移误差值，从而在提高无缝管轧辊机架的质量和产品合格率的同时，相应提高无缝管的产品质量，减少修复工作量，避免因异地检测或返厂修复所造成的经济损失。
文档编号G01B21/22GK102554549SQ201010588380
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者侯永杰, 吴宇新, 宋士岭, 李文奇, 李道刚, 王宏伟, 翟立平, 谭峰, 韩英, 高山 申请人:鞍钢股份有限公司
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