摘要:无缝钢管用途广泛，尤其在油田钻井 、输送物质方面。但是在这些工况下，钢管管内承受巨大的压力，钢管管端作为连接端更容易出现问题。一旦出现问题，会造成巨大的经济损失和人员伤亡，所以钢管的检测成为了热门课题。在检测钢管时由于机械方面的限制，钢管管端一般很难检测到，而钢管管端的质量在钢管安全方面更是重中之重。早期在没有先进的技术手段时，往往在钢管探伤完成后锯掉钢管管端未探伤的部分，这不仅需要花费人力在处理管端未探伤部分上，而且锯掉的钢管的不到利用，造成极大的浪费。无缝钢管无损检测的需求越来越迫切，人工检测和机器检测都应运而生，人工探伤在精确度、效率和成本方面都远不如机器探伤。随着无损检测技术的发展，机械探伤发展迅速，钢管无损检测系统的设计备受瞩目。

本课题，进行一套无缝钢管管端无损检测系统主机设计，检测方式为超声波无损检测，通过浮动芯棒对钢管管端进行固定以稳定检测环境。 

 

关键词 无缝钢管；管端；超声波；无损检测

 

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-6

1.1 研究的背景-6

1.1.1 无损检测的方法-6

1.1.2无损检测的技术-6

1.2 研究意义-6

1.2.1工业生产的发展-6

1.2.2超声波研究的意义-7

1.3课题难点及一般解决方案-9

第2章 总体方案的拟定-12

2.1 总体设计-12

2.1.1 检测系统布局简图-12

2.2 检测系统设备组成表-12

2.3 设备生产流程-13

2.4 本检测系统的主要参数-14

第3章 机械主体设计-16

3.1管端探伤机主体的结构及探头组-16

3.1.1横移台架的设计思路-16

3.1.2探伤盒设计的功能-17

3.1.3芯棒的设计思路-17

3.1.4机座的设计思路-18

第4章 机架结构和滚珠丝杆的选择-19

4.1机架和横梁导轨的设计-19

4.1.2机架-19

4.1.3导轨-19

4.2 伺服系统的设计-20

4.2.1 伺服系统的设计要求-20

4.3 伺服电机的选择-20

4.4滚珠丝杠-20

4.4.1滚珠丝杠副的导程-20

4.4.2 滚珠丝杠副的载荷计算-21

4.4.3 滚珠丝杠副的最大动载荷 C-22

4.4.4 滚珠丝杠副的静强度计算-23

4.5 螺母的选择-23

4.5.1 刚度的验算-23

4.5.2稳定性校核-24

4.5.3 滚珠丝杠副的安全使用-25

第5章 探伤机的机构选型计算-26

5.1探伤机总机的当量载荷W-26

5.2输入功率的计算与校核-26

5.3丝杆轴稳定性校核-27

5.4 蜗杆拉伸的许用应力-28

5.5 减速电机的选择-28

第6章 钢管运输轨道-30

6.1探伤辊道-30

6.2对齐辊道-30

6.3步进梁-30

6.4对齐辊道的设计-31

6.4.1等效直径-31

6.4.2 棍子的转动惯量-31

6.4.3辊道辊距和承重-32

6.4.4驱动电机的功率-32

6.4.5辊道电机（长期使用）的驱动力矩的计算-32

6.4.6 V型辊所能提供的最大加速度-33

6.4.7辊道电机的选择-33

第7章 止动滚轮的设计校核-35

7.1支架-35

7.2滚动轴承内部径向载荷的分布-36

7.2.1轴承的主要失效形式-36

7.2.2轴承的静强度计算校核-36

7.2.2静强度计算-36

第8章 超声波检测-37

8.1超声波探伤分类-37

8.2探头和检测频率的确定-37

第9章 水路方案的确定-38

9.1 水路方案的确定-38

第10章 控制部分总体设计-39

6.1控制系统介绍-39

6.2 电气控制系统流程-39

6.3管端控制流程图   -39

6.4程序设计-40

结论-41

致谢-42

参考文献-43