устройство для измерения длины изделий из ферромагнитных материалов

Формула изобретения

1. Устройство для измерения длины протяженных изделий из ферромагнитных материалов, содержащее тяговый магнит, связанные между собой мерный и опорный ролики и соединенный с мерным роликом счетчик числа оборотов, отличающееся тем, что мерный ролик выполнен в виде двух расположенных на одной оси ферромагнитных дисков, между которыми установлен тяговый магнит, полюса которого расположены на линии, перпендикулярной направлению движения измеряемого объекта так, что каждый из указанных дисков является одним из полюсов магнитной цепи, при этом указанные диски с наружной стороны снабжены магнитопроводящими накладками, концентрирующими магнитное поле на краях дисков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные диски выполнены с прямоугольным поперечным сечением.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по периметру указанных дисков выполнено алмазное покрытие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения длины протяженных изделий из ферромагнитных материалов, в частности железнодорожных рельсов.

Известны различные устройства для контроля длины протяженных изделий из ферромагнитных материалов, содержащие мерительный ролик, вращательное движение которому передается от движущего измеряемого изделия (например, авторское свидетельство СССР №349873, G 01 В 7/07).

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность и недостаточную точность измерений.

Известен прибор для измерения протяженных изделий из магнитного материала (авторское свидетельство СССР №392321, G 01 В 7/04, прототип). Указанный прибор содержит тяговый магнит, укрепленный на нем мерный и опорный ролики и связанный с мерным роликом счетчик числа оборотов. Измеряемое изделие, проходя по мерному ролику, притягивается к нему тяговым магнитом и вращает мерный ролик, число оборотов которого замеряется счетчиком, сигнал с выхода которого пропорционален измеряемой длине.

К недостаткам известного устройства следует отнести то, что оно не позволяет измерять с необходимой высокой точностью длину протяженных изделий из ферромагнитных материалов при наличии на них загрязнений в виде ржавчины, оксидов, стальных опилок, поскольку эти загрязнения под действием магнитного поля налипают на измерительный ролик, изменяя его диаметр. Источником погрешностей является также изменение диаметра ролика за счет его износа, а также проскальзывание ролика вследствие относительно низкого коэффициента сцепления металл - металл.

Задачей изобретения является повышение точности измерений.

Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильного диаметра измерительного ролика и повышение коэффициента сцепления измеряемого изделия с мерным роликом.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения длины протяженных изделий из ферромагнитных материалов, содержащем тяговый магнит, связанные между собой мерный и опорный ролики, соединенный с мерным роликом счетчик числа оборотов, согласно изобретению мерный ролик выполнен в виде расположенных на одной оси двух ферромагнитных дисков, между которыми установлен тяговый магнит, полюса которого расположены на линии, перпендикулярной направлению движения измеряемого объекта так, что каждый из указанных дисков является одним из полюсов магнитной цепи, при этом указанные диски с наружной стороны снабжены магнитопроводящими накладками, концентрирующими магнитное поле на краях указанных дисков.

При этом указанные диски выполнены с прямоугольным поперечным сечением, а по периметру указанных дисков нанесено алмазное покрытие.

Сущность изобретения заключается в том, что мерный ролик, вращаемый измеряемым объектом, выполнен в виде двух узких дисков, расположенных на одной оси, каждый из которых является противоположным полюсом магнитной цепи, в результате чего магнитные силовые линии действующего в устройстве магнитного поля направлены не вдоль, а поперек относительно движения измеряемого объекта. При этом наличие магнитопроводящих накладок обеспечивает создание на краях указанных дисков резко неоднородного магнитного поля, благодаря чему ферромагнитные загрязнения, находящиеся на измеряемом объекте, удаляются, не попадая на рабочую поверхность дисков. Вследствие этого в процессе вращения на рабочей поверхности дисков не происходит накопления различных ферромагнитных загрязнений, то есть диаметр мерного ролика не изменяется, чем соответственно и обуславливается повышение точности измерений.

Сохранению неизменности диаметров дисков дополнительно способствует высокая твердость алмазного напыления, благодаря чему значительно уменьшается износ дисков и также повышается точность измерений.

На фиг.1 показано устройство согласно изобретению, общий вид; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1 (в увеличенном виде).

Устройство для измерения длины изделий из ферромагнитных материалов согласно изобретению содержит опорный (центрирующий) ролик 1, связанный направляющими 2 с мерным роликом 3, соединенным валом 4 со счетчиком числа оборотов 5.

Мерный ролик 3 включает установленные на одной оси два узких ферромагнитных диска 6, 7 прямоугольного сечения с алмазным напылением 8, 9 по периметру (по рабочей поверхности), магнитопроводящие накладки 10, 11, и установленный между дисками 6, 7, тяговый магнит 12, полюса которого расположены на линии, перпендикулярной направлению движения измерительного объекта, а также выполненный из немагнитного материала фиксирующий их обод 13. Устройство устанавливается на измеряемом движущемся объекте, например на железнодорожном рельсе 14, содержащем ферромагнитные загрязнения 15 (окалина, ржавчина, стружка после шлифовки).

Устройство согласно изобретению работает следующим образом.

Устройство устанавливается на измеряемом движущемся объекте, например на железнодорожном рельсе 14, содержащем ферромагнитные загрязнения 15 (окалина, ржавчина, стружка после шлифовки) при этом мерный ролик 3 притягивается тяговым магнитом 12 к рельсу. При движении рельса опорный ролик 1 и мерный ролик 3 вращаются с угловой скоростью пропорционально скорости перемещения рельса 14, причем опорный ролик 1 постоянно удерживает связанный с ним мерный ролик 3 в центре рельса 14. Число оборотов мерного ролика 3 измеряется счетчиком числа оборотов 5. Сигнал с выхода счетчика числа оборотов 5, пропорциональный измеряемой длине, подается на вычислительное устройство (не показано). При этом за счет наличия магнитопроводящих накладок 10, 11 на краях дисков 6, 7 создается сильное неоднородное магнитное поле, примерная картина силовых линий которого показана на фиг 2. Под действием этого поля до соприкосновения дисков 6, 7 с рельсом 14 частицы ферромагнитных загрязнений 15 успевают прилипнуть к их краям. Таким образом происходит предварительная очистка объекта в зоне измерений, а сами ферромагнитные загрязнения 15 ориентируются вдоль силовых линий магнитного поля, поэтому наезжающие на них диски 6, 7 мерного ролика 3 не придавливают их к измеряемому объекту 14. Далее в процессе вращения ролика 3 избыток загрязнений на краях дисков 6, 7, по мере накопления уже не может удерживаться магнитным полем и постоянно удаляется (самопроизвольно ссыпается) на поверхность объекта 14 в виде двух параллельных полос. Алмазное напыление 8, 9 на рабочих поверхностях дисков 6, 7 обеспечивает хорошее сцепление мерного ролика 3 без проскальзования с поверхностью измеряемого объекта

По сравнению с известными устройство согласно изобретению обладает более высокой точностью за счет уменьшения погрешностей, вносимых в результаты измерений изменением диаметра мерного ролика и его проскальзыванием относительно измеряемого объекта. Эксперименты показали, что устройство согласно изобретению измеряет длину свариваемых плетей железнодорожных рельсов с погрешностью не более ±3 см на 800 м длины объекта.