油套管螺纹关键参数的三坐标测量方法

发布时间：2020-12-10 18:47

　　螺纹参数的精确测量对油套管接头的设计开发和加工制造有重要作用。为了对螺纹关键参数进行精确测量,研发了油套管螺纹中径和螺距的测量方法。建立了测量空间坐标系,在每个螺纹牙侧面进行两处采点测量,给出了测点的直线方程,结合直线间距离算法,得到了螺纹中径线与螺纹牙的交点,利用最小二乘法对交点数据进行拟合,建立了交点与螺纹中径线的几何关系及其数学模型,推导出了中径和螺距的计算公式。以油管螺纹接头为例进行了螺纹中径及螺距的测量试验和应用,并将测量值和实际值进行了对比。对比结果表明,各螺纹牙中径和螺距测量精度高,误差不超过1%。该三坐标测量方法的提出为未知理论螺距和牙型角的螺纹测量提供了新方法。 

【文章来源】：石油机械. 2020年04期 第135-141页 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

中径线与螺纹牙相交示意图

本文以油套管螺纹接头端面作为基准平面,首先测量基准平面,将测量得到的基准平面绕Z轴做空间旋转,使基准平面的法向矢量方向为Z轴方向;然后在基准平面上测量一条直线(该直线在基准平面上的投影是它本身),将该直线绕Z轴旋转到X轴,直线的矢量方向为X轴方向,Y轴方向自动确定;最后测量中心孔,中心孔的轴线方向与基准平面的交点即为原点,从而建立空间坐标系,如图2所示。2.2 规划测量路线和测点数

中径线与螺纹牙的交点如图3所示。在X-Z平面内,Y轴坐标值为0,则测点坐标为(X,0,Z),对两个相邻螺纹牙上的3个侧面测点6处,分别记为点A、B、C、D、E、F,则6个测点的坐标分别可以表示为 ( X A ,0,Ζ A ) 、 ( X B ,0,Ζ B ) 、 ( X C ,0,Ζ C ) 、 ( X D ,0,Ζ D ) 、 ( X E ,0,Ζ E ) 、 ( X F ,0,Ζ F ) 。用测点A和B构造直线LAB,测点C和D构造直线LCD,测点E和F构造直线LEF。绘制一条与螺纹接头轴线平行的直线,该直线与LAB的交点为O′,与LCD的交点为O,与LEF的交点为O″。则在LCD上必然存在一点O,使得线段O′O的长度h1等于线段OO″的长度h2。根据几何知识,点O同时满足m1=m2,根据螺纹中径线的定义,O点的位置即为螺纹中径线与直线LCD的交点。

【参考文献】：
期刊论文
[1]航空发动机叶片三坐标测量优化采样方法[J]. 张现东,卜昆,董一巍.  航空动力学报. 2019(01)
[2]复杂曲面的三坐标测量机采样参数选取[J]. 陈大伟,陈岳坪,杨翊,周晓慧.  机械设计与制造. 2018(01)
[3]对螺纹中径直接测量仪的设计研究[J]. 王朋,马铁华,崔春生.  电子器件. 2017(04)
[4]大尺寸圆柱螺纹量规中径测量方法[J]. 张欣,李凌梅,马艺清,路瑞军,李青.  中国标准化. 2017(14)
[5]大尺寸圆锥螺纹量规基面中径测量方法[J]. 张波,曾燕华,张文建,唐冬梅.  上海计量测试. 2017(01)
[6]外螺纹中径三针法测量技术研究[J]. 邵莉.  计量与测试技术. 2016(12)
[7]浅析螺纹的几种测量方法[J]. 何燕侠,刘振宁.  汽车实用技术. 2016(04)
[8]连接螺纹在塑性变形下的受力特性及参数优化[J]. 崔继强,徐和林,刘学强,施境岭,邓承东.  石油机械. 2014(08)
[9]API圆螺纹接头连接强度的影响因素研究[J]. 朱加强,史交齐.  石油机械. 2014(05)
[10]圆锥螺纹三针法检测技术浅析[J]. 张小梅,魏华,王韵龙,安旭明.  计测技术. 2013(S2)

硕士论文
[1]石油螺纹标准量具的三坐标测量机检测方法[D]. 赵卿.天津大学 2016
[2]基于三坐标测量技术在石油用螺纹量规校准中的应用[D]. 冯娜.西安石油大学 2010



本文编号：2909195