摘要：无缝钢管主要运用在交通运输、军工、石油开采等行业。由于其使用工况严苛，多应用在开采、输送等高压、高腐蚀的工况，因此对出厂时的检测要求较高，要求对其进行全管体检测，而管端产生的缺陷往往大于其他部分，因管端质量问题而引起的安全问题，所以我们需要对钢管管端部分进行无损检测。这次设计即是对大管径钢管的管端进行的超声波检测，是对无损检测主机部分的具体设计。而针对大管径钢管管端检测的这一次设计中，探头上置式以及伺服电机控制探头移动的精准性为大管径的管端检测的特点。以下是本论文的内容概述。

第一章部分是绪论部分，首先对本课题的一些简介和国内外的研究状态的说明，接着就是对检测中的问题和对盲区检测的原因进行的简单描述；然后是对于检测不同管径的管管而分别采用的检测系统的说明，最后就是对超声波检测技术的简单叙述。

第二章部分为主机结构部分，首先介绍了管端探伤的整个系统布置图，并完整的叙述了其工作流程。其次便是针对大口径钢管而需要设计的管端无损检测主机的工作原理而进行的描述。接着是对检测主机的主要构成（探伤盒部分、横移机构、机架、固定装置）的作用进行相关的描述，最后为主机其它组成零件的简图描述。

第三章部分是对整个设计的补充部分，如水循环模块、扫查方式以及扫查工作原理。

第四章部分是对主机关键部分的选型与计算说明，其一主要对主机升降部分的滚珠丝杠的选型和计算说明，然后便是电机的相关参数的计算与选型。其二是对横移部分的相关计算说明。然后是对于滚动轴承的选用、气缸的选用说明以及对主机控制系统部分的流程进行阐述。

第五章部分为此次设计的结论部分，主要写着自己在本次设计中所遇到的难点以及相关的解决方案，并对自己在本次设计中的获得进行了相关方面的一系列总结。

第六章部分便是本次设计中的尾声部分，为关于对指导我们本次设计的指导老师的致谢声明，主要突出本次设计中老师对我们的重点地方的指导内容。

关键词 超声波检测；工作原理；主机设计

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1课题简述-1

1.2发展现状-1

1.3开发的原因及使用大口径管端探伤机的优点-2

1.4不同管径的管端探伤方式-2

1.4.1定芯式管端无损检测-2

1.4.2浮动芯棒式管端无损检测-3

1.4.3 浮动式管端无损检测-3

1.5检测过程中问题-5

1.6 盲区检测原因-5

1.7超声检测关键技术-5

2 主机结构-7

2.1系统布置图-7

2.2主机工作原理-10

2.3主机组成部分-11

2.3.1探伤盒部分-11

2.3.2机架-11

2.3.3固定装置-12

2.3.4 横移机构-13

2.3.5主机其他部分简述-14

2.3.6主机工作横移部分简述-18

3 主机工作部分-20

3.1 扫查方式简述-20

3.2扫查工作原理-20

3.3 滚珠丝杠的使用-21

3.4水循环模块-21

4 主机关键部分选型计算-22

4.1生产大纲确定-22

4.2升降部分计算说明-22

4.2.1 确定滚珠丝杠的导程-23

4.2.2当量载荷、当量转速计算-23

4.2.3 最大动载荷计算-25

4.2.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量m-26

4.2.5估计算滚珠丝杠副的螺纹底径-26

4.2.6滚珠丝杠的导程精度-26

4.2.7选择规格、代号-27

4.2.8电机选型计算-27

4.3横移部分计算说明-28

4.3.1电机的概述及特点-28

4.3.2负载转矩的估算-29

4.3.3负载惯量的计算-29

4.3.4电动机转速的确定-30

4.3.5传动比的总体分配及各轴转速的确定-30

4.3.6确定执行部件所需的功率-30

4.3.7主减速器齿轮的材料及热处理-30

4.3.8确定最终使用电机减速机的参数型号-31

4.4横移部分滚珠丝杠的选型计算说明-31

4.4.1相关参数-31

4.4.2确定滚珠丝杠的导程-31

4.4.3当量载荷、当量转速计算-32

4.4.4 最大动载荷计算-33

4.4.5 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量m-34

4.4.6估计算滚珠丝杠副的螺纹底径-34

4.4.7滚珠丝杠的导程精度-35

4.4.8选择规格、代号-35

4.4.9横移部分动作流程说明-35

4.5滚动轴承的选用-35

4.6气缸使用简述-35

4.7 控制部分设计-36

4.7.1控制系统-36

4.7.2工作流程说明-36

4.7.3控制流程图-37

5结论-38

6 致谢-39

参考文献-40