【正文】 分接觸，連桿要帶動(dòng)探頭順利移動(dòng)，就要求摩擦力盡量減小，內(nèi)壁盡量光滑。1 選材：防腐蝕，耐磨，防止產(chǎn)生電火花，故選用銅合金：硅青銅2 設(shè)計(jì)尺寸：1) 長(zhǎng)度： 因檢測(cè)探頭要保證兩個(gè)永磁體中心線之間的距離為:，永磁體長(zhǎng)度為：設(shè)計(jì)邊界尺寸為： 長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為: 2) 寬度： 永磁體寬度為： 設(shè)計(jì)邊界尺寸為： 寬度設(shè)計(jì)為:3) 高度： 永磁體高度為： 設(shè)計(jì)邊界尺寸為： 壓板厚度為： 高度設(shè)計(jì)為： 相關(guān)形狀和尺寸如圖所示： 檢測(cè)探頭 具體設(shè)計(jì)彈簧選擇圓柱螺旋壓縮彈簧[30]，具體設(shè)計(jì)方法和步驟1) 工作時(shí)，彈簧所受最大工作載荷為600N，工作環(huán)境有腐蝕性，故選擇材料為1Cr18Ni9，類彈簧，許用切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力， 彈性模量 ，切變模量 ，此種材料耐腐蝕，耐高溫，有良好的工藝性，適用于小彈簧。 四連桿機(jī)構(gòu) 方案一與方案二最大區(qū)別就是檢測(cè)探頭的連接裝置。 清華大學(xué)的李路明、黃松齡等研究了管道的漏磁探傷, 鐵鑄件的漏磁探傷方法[7], 采用有限元分析法研究永磁體幾何參數(shù)對(duì)管道磁化效果的影響[8] , 分析漏磁探傷中各種量之間的數(shù)值關(guān)系, 如表面裂紋寬度對(duì)漏磁場(chǎng)Y分量影響的問題。石油鉆桿（鐵磁性材料）在外加磁場(chǎng)的作用下被磁化，當(dāng)無缺陷時(shí)，磁力線絕大部分通過鐵磁性材料，此時(shí)在材料內(nèi)部磁力線分布均勻；當(dāng)有缺陷時(shí)，由于材料中缺陷的磁導(dǎo)率比鐵磁性材料本身小，致使磁力線發(fā)生彎曲，并具有一部分磁力線泄漏出材料表面，通過檢測(cè)該泄漏磁場(chǎng)，就能有效地檢測(cè)出缺陷的存在，從而檢測(cè)分析石油鉆桿的疲勞損壞情況。鉆桿屬于薄壁管，在鉆井過程中承受軸向力、彎矩、離心力、扭轉(zhuǎn)力以及動(dòng)載的作用，工況條件極其惡劣。使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，智能管道爬行器 主攻方向檢測(cè)過程非自動(dòng)化、檢測(cè)結(jié)果很大程度上依賴于人的主觀判斷，以及檢測(cè)效率低下這一現(xiàn)狀。由于鉆桿是兩頭大中間小的結(jié)構(gòu)，對(duì)于這種特殊結(jié)構(gòu)，為了使檢測(cè)儀器能在鉆桿上順利移動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)儀器機(jī)械部分需要用浮動(dòng)結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)。2）原始數(shù)據(jù)：材料42CrMo 外徑： 內(nèi)徑： 最小長(zhǎng)度： 最大長(zhǎng)度： 鋼級(jí)：X, G, S4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要內(nèi)容1）查閱參考文獻(xiàn)2）外文翻譯3）撰寫開題報(bào)告4) 畫零件圖5）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的目標(biāo)及具體要求1）目標(biāo)：通過本設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)漏磁檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和全過程，訓(xùn)練工程設(shè)計(jì)能力2）具體要求（按長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)工作條例要求）：查閱資料：近3~5年參考文獻(xiàn)不少于15種（篇）；外文翻譯：原文不少于2萬字符，譯文不少于3千漢字；撰寫開題報(bào)告：不少于3千漢字；繪制裝配圖：1張（計(jì)算機(jī)圖）；繪制主要零部件圖：總數(shù)不少于1張0圖板大小，計(jì)算機(jī)圖；撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：，計(jì)算機(jī)打印。漏磁檢測(cè)理論研究及探傷系統(tǒng)的傳感器性能、數(shù)據(jù)處理等方面也都有很大的進(jìn)步。探頭儀腔體由磁化器和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。漏磁檢測(cè)技術(shù)是近年來新發(fā)展起來的無損探傷技術(shù)，原理與磁粉探傷相同，不僅能對(duì)鉆桿管體進(jìn)行全面檢測(cè)，而且可以利用電子技術(shù)獲得直觀的量化檢測(cè)結(jié)果。保證不管鉆桿向上或是向下都能被有效磁化。1973年, 英國(guó)天然氣公司采用漏磁法對(duì)其所管轄的一條直徑為 600 mm 的天然氣管道的管壁腐蝕減薄狀況進(jìn)行了在役檢測(cè), 首次引入了定量分析方法。而方案二中彈簧布置在徑向，既可保證探頭及時(shí)準(zhǔn)確回彈又不會(huì)存在彈簧的扭彎變形情況。8）疲勞強(qiáng)度和靜應(yīng)力強(qiáng)度的驗(yàn)算 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式 已知： 由 可得 對(duì)于變應(yīng)力作用下的普通圓柱螺旋壓縮彈簧，疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)值按公式 計(jì)算， 式中：彈簧疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，當(dāng)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算和材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)精確性高時(shí)，??；彈簧材料的脈動(dòng)循環(huán)剪切疲勞極限，按變載荷作用次數(shù)N，由下表查??；表31 彈簧參數(shù)表 變載荷作用次數(shù)N 取 故設(shè)計(jì)合理。5）墊板 因?yàn)闄z測(cè)儀器為圓柱形，內(nèi)壁的圓弧結(jié)構(gòu)不利于浮動(dòng)連接裝置與儀器內(nèi)壁的連接，所以設(shè)計(jì)一種特殊的墊板起過渡作用，以方便連接裝置與儀器的連接。其用途和雙頭螺柱連接相似，適用于結(jié)構(gòu)上不能用螺栓連接的場(chǎng)合，但如經(jīng)常拆裝時(shí)，宜使螺紋孔磨損，可能導(dǎo)致被連接件報(bào)廢，故多用于受力不大，或不需要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。 通過上面的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算，不難看出此檢測(cè)儀器的設(shè)計(jì)是合理的，使用性也比較強(qiáng)，可以滿足鉆桿現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用要求。2） 固定板的安裝： 固定板與檢測(cè)儀器頂板和底板之間采用焊接方式連接，固定板和支柱之 間也的采用焊接方式連接。 支柱設(shè)計(jì)具體數(shù)據(jù)如下： 共24根，分8組安裝，每組3根均布； 每根截面直徑為：31mm： 每根長(zhǎng)度為：234mm[33] 螺栓： 1）殼體連接螺栓： 因這部分螺栓僅起一般的連接作用，基本不受什么力的作用，故選用普通的連接螺栓即可。3） 套筒套筒選材也要耐磨并防止產(chǎn)生電火花，故此處選用黃銅。檢測(cè)探頭直接與鉆桿接觸[29]，在鉆桿高速旋轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)中要承受摩擦和沖擊力的作用，還要受原油泥漿腐蝕，工作環(huán)境惡劣，且由于接觸易燃物體，在工作過程中避免長(zhǎng)生電火花，所以探頭選和設(shè)計(jì)非常重要。連桿桿體部分所連接的彈簧可以在四連桿機(jī)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)利用彈簧的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)探頭的定位和復(fù)位作用。其中華中科技大學(xué)的楊叔子、康宜華、武新軍等, 在儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)研究[6]和管道漏磁無損檢測(cè)傳感器的研制、鋼絲繩的漏磁檢測(cè)等方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作, 利用ANSYS 軟件分析了傳感器勵(lì)磁裝置的參數(shù)對(duì)鋼板局部磁化的影響, 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的漏磁檢測(cè)傳感器等。石油鉆桿漏磁檢測(cè)原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率的特性基礎(chǔ)上，通過測(cè)量鐵磁性材料中由于缺陷所引起的磁導(dǎo)率變化來檢測(cè)在役石油鉆桿的狀況?；诼┐殴ぷ髟淼奶絺麢C(jī)，可以有效檢測(cè)出存在缺陷的鉆具，以減少事故隱患。 交直流磁化問題[9] , 針對(duì)漏磁檢測(cè)交流磁化的磁化電流頻率選擇問題, 分析了磁化頻率的選取原則等等。因此, 縮小同國(guó)外先進(jìn)的無損檢測(cè)設(shè)備制造水平的差距是當(dāng)前我國(guó)無損檢測(cè)業(yè)界的重要且緊迫的任務(wù)。6. 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求所需工具：AutoCAD軟件。國(guó)外研究概況國(guó)外對(duì)漏磁檢測(cè)技術(shù)的研究很早, Zuschlug[1] 于1933 年首先提出應(yīng)用磁敏傳感器測(cè)量漏磁場(chǎng)的思想, 但直至 1947年 Hastings 設(shè)計(jì)了第一套漏磁檢測(cè)系統(tǒng), 漏磁檢測(cè)才開始受到普遍的承認(rèn)。磁化器將被測(cè)鉆桿進(jìn)行局部軸向磁化。它檢測(cè)準(zhǔn)確、速度快，尤其適合于大批量鉆桿的檢測(cè)工作。 鉆桿的順利檢測(cè)問題鑒于鉆桿是兩頭大中間小的結(jié)構(gòu)，對(duì)于這種特殊結(jié)構(gòu)，為了使檢測(cè)儀器能在鉆桿上順利移動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)儀器機(jī)械部分需要用浮動(dòng)結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)。對(duì)于缺陷漏磁場(chǎng)的計(jì)算始于1966年, Shcherbin 和 Zatsepin 兩人采用磁偶極子模型計(jì)算表面開口的無限長(zhǎng)裂紋。綜上所述，方案一是最佳方案。上面設(shè)計(jì)的彈簧僅能檢測(cè)5寸鉆桿的現(xiàn)場(chǎng)使用情況，對(duì)于5寸以下的鉆桿卻無能為力。 墊板的結(jié)構(gòu)如圖所示，它與儀器內(nèi)壁采用焊接方式連接。此處選擇比較合理。從漏磁檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，證明該方法能方便地用于石油鉆桿的檢測(cè)，并且，該方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信號(hào)處理方便、檢測(cè)能力強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，特別是具有定位性、客觀性和可記錄性，不僅適用于石油鉆桿的檢測(cè)，還適用于粗糙表面的管材、鋼棒等，同時(shí)，對(duì)漏磁檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)探頭和磁化工藝有較高要求，需要進(jìn)一步研究提高，以更好體現(xiàn)漏磁檢測(cè)技術(shù)具有的高靈敏度和優(yōu)良準(zhǔn)確率的優(yōu)越性。6） 套筒支撐的安裝： 支撐裝置的安裝問題[34]：1） 支柱的安裝：支柱與固定板之間采用焊接方式連接安裝。設(shè)計(jì)合理。2） 浮動(dòng)彈簧前面有詳細(xì)的計(jì)算說明，彈簧為圓柱螺旋彈簧，頂端磨平，與導(dǎo)向連桿接觸端直接套在連桿下端的部分，也起一定的導(dǎo)向和定位作用。下面著重就針對(duì)這些問題進(jìn)行論述。這種結(jié)構(gòu)的工作原理是：檢測(cè)探頭的連接部分采用四連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)檢測(cè)鉆桿的桿體部分時(shí)，四連桿處于矩形狀態(tài)，如下圖上面部分所示，當(dāng)檢測(cè)鉆桿的加厚端時(shí)，由于鉆桿直徑加大，需要大的檢測(cè)空間，在四連桿連接鉸鏈的作用下四連桿發(fā)生相應(yīng)的變形，隨即變成如圖下面部分所示的平行四邊形結(jié)構(gòu)，檢測(cè)探頭隨之向外移動(dòng)，檢測(cè)探頭距鉆桿中心線的距離由a增大到b，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆桿大徑區(qū)的有效檢測(cè)。國(guó)內(nèi)研究漏磁檢測(cè)技術(shù)的高校主要有清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)等。漏磁檢測(cè)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足針對(duì)石油鉆桿運(yùn)用漏磁檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其方法的運(yùn)用進(jìn)行探討，為提高石油鉆桿使用效率，掌握其質(zhì)量狀況，減少鉆井事故發(fā)生，從而提高整體經(jīng)濟(jì)效益具有十分積極的意義。七、工作的主要進(jìn)度與時(shí)間安排（工作量計(jì)算817周，共