460钢管端面盲区无损检测系统设计.doc

摘要:无缝钢管的用途十分广泛，其中最主要的用途之一就是油田钻井、输送石油、天然气等使用，由于工作使用环境恶劣，钢管十分容易出现问题，因为钢管管端作为连接端，因此出现问题的几率远大于管体。因此我们除了对钢管管身进行无损坚持的同时，还要重视要对钢管两端进行无损检测，但由于机械设备的限制，钢管管端会出现检测盲区，由于技术的限制或者成本的压力不你，最初大部分工厂只能选择切除，只有少部分工厂愿意人工探伤，然而人工探伤带来的问题就是人力人本增加 。前者无疑浪费资源，后者增加了人工成本。针对解决这一问题，很多研究者研究一系列的钢管管端检测装置，本设计是针对460类型大口径钢管进行检测，设计了一套无缝钢管管端盲区的超声波自动探伤系统。该系统的主要工作原理是，采用对辊式辊轮来驱动钢管原地旋转，探头组沿管端轴向运动，通过PLC控制变频器和伺服电机来改变钢管原地的旋转速度和前后移动，从而对钢管的两端盲区进行无损检测，这样既提高了效率，又解决了钢管的质量问题。

关键词 无缝钢管；超声波探伤；盲区；无损检测

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 无缝钢管的检测-2

  1.2.1钢管检测的分类-2

   1.2.2 无损检测（NDT）的分类-2

1.2.3 超声波无损检测技术-2

1.3 研究意义-3

2 正文-4

2.1 总体设计-4

2.1.1 设备框架图-4

2.1.2 设备组成表-4

2.1.3 设备生产流程-5

3 探伤机主机-7

3.1 探伤机主体的机械结构及探头组-7

3.2 探伤机主机部分的组成及作用-8

3.2.1 探伤机机架-8

3.2.2 止动滚轮-8

3.2.3 悬臂操作台及检测装置-9

4 探伤机主机机架结构的设计-10

4.1机架和横梁导轨的设计-10

4.1.2机架-10

4.1.3导轨-10

4.2 伺服系统的设计-10

   4.2.1 伺服系统的设计要求-10

4.3 伺服电机的选择-10

4.4滚珠丝杆的选择-11

4.4.1滚珠丝杠-11

4.4.2滚珠丝杠副的导程-11

4.4.3 滚珠丝杠副的载荷计算-11

4.4.4 滚珠丝杠副的最大动载荷 C-12

4.4.4 滚珠丝杠副的静强度计算-13

4.4.5 螺母的选择-14

4.4.6 刚度的验算-14

4.4.7稳定性校核-15

4.4.8 滚珠丝杠副的安全使用-15

5螺旋升降机选型计算-16

5.1探伤机总机的当量载荷W-16

5.2输入功率的计算与校核-16

5.3丝杆轴稳定性校核-17

5.4 蜗杆拉伸的许用应力-18

5.5 减速电机的选择-18

6 钢管运输轨道-20

6.1探伤辊道-20

6.2对齐辊道-20

6.3步进梁-20

6.4辊道的设计-21

6.4.1等效直径-21

6.4.2 棍子的转动惯量-21

6.4.3辊道辊距和承重-22

6.4.4驱动电机的功率-22

6.4.5辊道电机（长期使用）的驱动力矩的计算-22

6.4.6 V型辊所能提供的最大加速度-22

6.4.7辊道电机的选择-23

7止动滚轮的设计校核-25

7.1支架-25

7.2滚动轴承内部径向载荷的分布-26

7.2.1轴承的主要失效形式-26

7.2.2轴承的静强度计算校核-26

7.2.2静强度计算-26

8超声波检测-27

8.1超声波探伤分类-27

8.2探头和检测频率的确定-27

9 水路方案的确定-28

9.1 水路方案的确定-28

10 系统控制部分-29

10.1 控制系统介绍-29

10.2 电气控制系统流程-29

10.3管端控制流程图-29

10.4 程序设计-30

结论-32

致谢-33

参考文献-34