专利名称：用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于测量辊子的测量工具，尤其涉及用于测量辊子直径、角速度 和线速度的测量工具。
背景技术：
目前，在冶金制造企业中，会使用到大量的辊子等旋转设备。在使用过程中，为了 能够掌握其状态，经常需要对其转速及外圆尺寸进行测量。由于多数旋转设备体积较大，或 者其安装位置相对比较狭窄，因此对测量工具有较多的限制。例如用来传输带钢的辊道， 辊子数量不仅多，而且辊道之间安装有过渡花架，使精确测量工具(百分尺、卡尺等)根本不 能使用，以至于辊子的直径测量只能停留在定性的层面，对其磨损量无法进行掌握。又如 轧机设备的机架辊，其安装位置非常狭小，以至于测量工具根本无法使用。此外，对于辊子的速度测量也比较麻烦，一般只能测量其角速度。通常的测量方法 包括以下两种一是在辊子上贴反光片，然后用发光装置对着反光片，通过对返回光束的通 断进行计数，进而测量辊子的转速；二是利用测速装置直接与辊子的端部接触，使测速装置 与辊子保持同步进而测量其转速。上述两种测量方法均存在有不足之处第一种测量方法 不仅操作繁琐，而且测量精度不高；第二种测量方法由于必须要将测速装置与被检测体轴 向接触，使用范围受到了一定的限制。另外，上述两种测量方法仅仅能测量辊子的旋转角速 度，对于辊子线速度的测量仍然无法实施。而在现场实际应用中，特别是对于辊道类设备， 由于辊道与带钢直接接触，其线速度要比角速度更为重要。而以上两种测量方法，只有通过 测量直径后，才能根据角速度推算出辊子的线速度。随着科学技术的发展，目前还出现了一种利用超声波进行距离测量的方法，该方 法主要是利用超声波回波原理进行测量。但是，该方法的测量距离范围要小于400mm，为此， 其测量对象受到了限制，对于直径大于400mm的辊子便不能进行测量。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工 具，该测量工具能准确测量辊子的直径、角速度和线速度，其结构简单，测量精度高，测量对 象范围大。本实用新型是这样实现的—种用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，包括一对固定支脚、活动支 脚、支架座、上压盖、下压盖、弹簧、位置传感器、滚轮单元和计数机构，一对固定支脚呈倒V 形固定在支架座上，活动支脚设置在一对固定支脚的中轴线上，且活动支脚上端穿过一对 固定支脚的交点设置在支架座上，活动支脚上设置有第一、第二凸台，第一凸台位于活动支 脚的上端面，第二凸台位于活动支脚的中部，活动支脚的内部安装有位置传感器，位置传感 器与外部单片机相连；所述上、下压盖位于第一、第二凸台之间，且上、下压盖从上到下依次 套在活动支脚上，上压盖固定安装在支架座上，下压盖与固定支脚固定相连，活动支脚与支架座构成移动副，所述弹簧压缩设置于下压盖与第二凸台之间；固定支脚和活动支脚的下 端安装有一个滚轮单元，所述滚轮单元包括滚轮、滚轮轴和定位机构，滚轮套在滚轮轴上， 且滚轮通过滚轮轴和定位机构安装在固定支脚和活动支脚的下端；计数机构安装在滚轮单 兀上。所述定位机构包括上轴承座、下轴承座、隔圈、轴承和轴承压盖，隔圈套在滚轮轴 上，隔圈位于滚轮两侧并与滚轮两侧面接触，上、下轴承座套在滚轮轴的两端并抵住隔圈， 且上轴承座与固定支脚或活动支脚固接，轴承和轴承压盖依次设置在上、下轴承座的外侧 并抵住上、下轴承座，将上、下轴承座、隔圈和滚轮安装在滚轮轴上。所述计数机构包括计数齿轮、计数探头和调整螺母，计数齿轮固定在滚轮轴上与 滚轮轴同步旋转，计数探头通过调整螺母安装在上轴承座上，且计数探头与计数齿轮相对。所述计数机构安装在与活动支脚相连的滚轮单元上。所述位置传感器包括电尺和检测头，电尺垂直设置在活动支脚内部，检测头设置 在下压盖处与电尺相邻，且检测头与外部单片机相连。本实用新型是一种用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，该测量工具 包括一对固定支脚、活动支脚、滚轮单元、位置传感器和计数机构，位置传感器用于计算活 动支脚的相对位移量，计数机构用于检测滚轮的转速。测量时将该测量工具放置在辊子表 面，使滚轮单元与辊子表面接触，且滚轮单元中的滚轮能随辊子一起转动。由于固定支脚的 长度已知、固定支脚之间的夹角大小已知、活动支脚的长度由活动支脚内的位置传感器检 测得知、滚轮半径已知，因此可通过计算机换算得到辊子直径大小。同时，由于在滚轮单元 上设置有计数机构，计数机构将检测到的滚轮转速传输到计算机，因此可通过计算机换算 得到辊子的角速度与线速度的值。
图1为本实用新型用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具结构示意图；图2为本实用新型中滚轮单元的结构示意图。图中1辊子，2滚轮单元，3固定支脚，4弹簧，5位置传感器，501电尺，502检测头， 6第一凸台，7第二凸台，8支架座，9上压盖，10活动支脚，11下压盖，12滚轮，13轴承，14轴 承压盖，15隔圈，16上轴承座，17调整螺母，18计数探头，19计数齿轮，20滚轮轴，21下轴承座。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1，一种用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，包括一对固定支 脚3、活动支脚10、支架座8、上压盖9、下压盖11、弹簧4、位置传感器5、滚轮单元2和计数 机构。一对固定支脚3呈倒V形固定在支架座8上，活动支脚10设置在一对固定支脚3 的中轴线上，且活动支脚10上端穿过一对固定支脚3的交点设置在支架座8上，即固定支 脚3以活动支脚10为对称轴对称设置在活动支脚10的两侧。活动支脚10上设置有第一凸台6和第二凸台7，第一凸台6位于活动支脚10的4上端面，第二凸台7位于活动支脚10的中部。活动支脚10的内部安装有位置传感器5，位 置传感器5与外部单片机相连。本实用新型中，位置传感器5包括电尺501和检测头502， 电尺501垂直设置在活动支脚10内部，由端部锁紧螺栓进行定位，且电尺501能随活动支 脚10同步上下移动。检测头502设置在下压盖11处与电尺501相邻，且检测头502与外 部单片机相连。当电尺501上下移动时，检测头502会产生变化信号，由单片机对该信号进 行处理后，就能计算出活动支脚10的相对位移量。上、下压盖9、11位于第一、第二凸台6、7之间，且上、下压盖9、11从上到下依次套 在活动支脚10上，上压盖9固定安装在支架座8上，下压盖11与固定支脚3固定相连，活 动支脚10与支架座8构成移动副。弹簧4压缩设置于下压盖11与第二凸台7之间，弹簧4 上端抵住下压盖11，弹簧4下端抵住第二凸台7。当活动支脚10全部伸出时，弹簧4仍有一定的压缩量。固定支脚3和活动支脚10的下端均安装有一个滚轮单元2，滚轮单元2包括滚轮 12、滚轮轴20和定位机构，参见图2。滚轮12套在滚轮轴20上，且滚轮12通过滚轮轴20 和定位机构安装在固定支脚3和活动支脚10的下端。定位机构包括上轴承座16、下轴承 座21、隔圈15、轴承13和轴承压盖14，隔圈15套在滚轮轴20上，隔圈15位于滚轮12两 侧并与滚轮12两侧面接触，上、下轴承座16、21套在滚轮轴20的两端并抵住隔圈15，且上 轴承座16与固定支脚3或活动支脚10固接，轴承13和轴承压盖14依次设置在上、下轴承 座16、21的外侧并抵住上、下轴承座16、21，将上、下轴承座16、21、隔圈15和滚轮12安装 在滚轮轴20上。计数机构安装在滚轮单元2上，计数机构用于检测滚轮12的转速。计数机构包括 计数齿轮19、计数探头18和调整螺母17，计数齿轮19固定在滚轮轴20上与滚轮轴20同 步旋转，计数探头18通过调整螺母17安装在上轴承座16上与计数齿轮19相对，调整螺母 17用于调整计数探头18与计数齿轮19之间的间隙。上述计数机构可安装在与固定支脚3、活动支脚10相连的滚轮单元2上，在本实用 新型中，计数机构仅仅安装在与活动支脚10相连的滚轮单元2上，以节约检测成本。使用本实用新型对辊子1进行测量时，将本实用新型测量工具放置在辊子1表面， 即将测量工具中的滚轮单元2放置在辊子1表面，使滚轮单元2中的滚轮12与辊子1表面 接触，且滚轮12能随辊子1 一起转动。由于固定支脚3的长度已知、固定支脚3之间的夹 角大小已知、活动支脚10的长度由活动支脚10内的位置传感器5检测得知、滚轮12半径 已知，因此可通过计算机换算得到辊子1直径大小。同时，由于与活动支脚10相连的滚轮 单元2上设置有计数机构，计数机构将检测到的滚轮12转速传输到计算机，通过计算机换 算得到辊子1的角速度与线速度的值。本实用新型能准确测量辊子的直径、角速度和线速度，其结构简单，测量精度高， 测量对象范围大。权利要求1.一种用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，其特征是包括一对固定支 脚、活动支脚、支架座、上压盖、下压盖、弹簧、位置传感器、滚轮单元和计数机构，一对固定支脚呈倒V形固定在支架座上，活动支脚设置在一对固定支脚的中轴线上， 且活动支脚上端穿过一对固定支脚的交点设置在支架座上，活动支脚上设置有第一、第二 凸台，第一凸台位于活动支脚的上端面，第二凸台位于活动支脚的中部，活动支脚的内部安 装有位置传感器，位置传感器与外部单片机相连；所述上、下压盖位于第一、第二凸台之间，且上、下压盖从上到下依次套在活动支脚上， 上压盖固定安装在支架座上，下压盖与固定支脚固定相连，活动支脚与支架座构成移动副， 所述弹簧压缩设置于下压盖与第二凸台之间；固定支脚和活动支脚的下端安装有一个滚轮单元，所述滚轮单元包括滚轮、滚轮轴和 定位机构，滚轮套在滚轮轴上，且滚轮通过滚轮轴和定位机构安装在固定支脚和活动支脚 的下端；计数机构安装在滚轮单元上。
2.根据权利要求1所述的用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，其特征是 所述定位机构包括上轴承座、下轴承座、隔圈、轴承和轴承压盖，隔圈套在滚轮轴上，隔圈位 于滚轮两侧并与滚轮两侧面接触，上、下轴承座套在滚轮轴的两端并抵住隔圈，且上轴承座 与固定支脚或活动支脚固接，轴承和轴承压盖依次设置在上、下轴承座的外侧并抵住上、下 轴承座，将上、下轴承座、隔圈和滚轮安装在滚轮轴上。
3.根据权利要求1或2所述的用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，其特征 是所述计数机构包括计数齿轮、计数探头和调整螺母，计数齿轮固定在滚轮轴上与滚轮轴 同步旋转，计数探头通过调整螺母安装在上轴承座上，且计数探头与计数齿轮相对。
4.根据权利要求3所述的用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，其特征是 所述计数机构安装在与活动支脚相连的滚轮单元上。
5.根据权利要求1所述的用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，其特征是 所述位置传感器包括电尺和检测头，电尺垂直设置在活动支脚内部，检测头设置在下压盖 处与电尺相邻，且检测头与外部单片机相连。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具，包括固定支脚、活动支脚、支架座、上压盖、下压盖、弹簧、位置传感器、滚轮单元和计数机构，固定支脚呈倒V形固定在支架座上，活动支脚设在固定支脚的中轴线上且穿过固定支脚交点设在支架座上，活动支脚上端面设有第一凸台，中部设有第二凸台，内部装有位置传感器；上、下压盖位于第一、第二凸台之间套在活动支脚上，上压盖装在支架座上，下压盖与固定支脚相连，活动支脚与支架座构成移动副，弹簧压缩设于下压盖与第二凸台之间；固定支脚和活动支脚下端装有带计数机构的滚轮单元。本实用新型能准确测量辊子的直径、角速度和线速度，其结构简单，测量精度高，测量对象范围大。
文档编号G01P3/00GK201828253SQ20102053815
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者师好智, 廖永锋, 王启尧, 顾立权 申请人:宝山钢铁股份有限公司