【正文】 愈多，頂子間的氣隙愈小，那么電動(dòng)機(jī)的力矩也就越大，反之也會(huì)成立。如圖 ，示意了兩相步進(jìn)電機(jī)的工作過(guò)程，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一共擁有 2 個(gè)繞組。如果控制電機(jī)上繞組通電的順序即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的控制，所以利用微型計(jì)算機(jī)比較容易對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行有效的控制。每當(dāng)電動(dòng)機(jī)接收一個(gè)電信號(hào)脈沖，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)對(duì)應(yīng)的角度，這個(gè)角度叫做步距角。（5）同步性能好，由于滾珠絲杠副運(yùn)轉(zhuǎn)順滑，消除軸向間隙以及制造的一致性，采用多套滾珠絲杠副方案驅(qū)動(dòng)同一裝置或相同的部件時(shí)，可獲得很好的同步工作。（3）傳動(dòng)可逆性，滾珠絲杠副沒(méi)有滑動(dòng)絲杠粘滯摩擦，消除了在傳動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象，滾珠絲杠副能夠?qū)崿F(xiàn)兩種傳動(dòng)方式：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞動(dòng)力。使?jié)L珠絲杠副傳動(dòng)效率達(dá)到 90%以上，整個(gè)傳動(dòng)副的驅(qū)動(dòng)力矩減少至滑動(dòng)絲杠的 1/3 左右，發(fā)熱率也因此得以大幅降低。?????t??? 滾珠絲桿螺母副的優(yōu)點(diǎn)（1）傳動(dòng)效率高，在滾珠絲杠副中，自由滾動(dòng)的滾珠將力與運(yùn)動(dòng)在絲杠與螺母之間傳遞。39。絲杠長(zhǎng)度 。根據(jù)設(shè)計(jì)方案的需求選擇 W1D2505 型滾珠絲杠副， 圈 1 列內(nèi)循環(huán)單螺母滾珠絲杠副，額定動(dòng)載荷為 1230N 可以滿足要求，選定絲杠的精度等級(jí)為 3 級(jí)。根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)和實(shí)際因素，本方案中選用絲杠的公稱(chēng)直徑為 d=25mm；查表可知：基本導(dǎo)程 Ph=5mm，齒高為 。下面是對(duì)絲杠精度要求的計(jì)算：絲杠中經(jīng)d的計(jì)算，單位mm；通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)課本查找，梯形螺紋和矩形螺紋的設(shè)計(jì)公式： []PFdφ≥其中：F是軸向載荷，單位N，假設(shè)F=1000N?；瑒?dòng)螺旋副的作用就是支撐檢測(cè)臺(tái)的重量，絲杠選用的強(qiáng)度能達(dá)到支撐平臺(tái)的重量即可，同時(shí)還要考慮絲杠材料的耐磨度。（2）標(biāo)注方法：現(xiàn)舉例說(shuō)明, WD2022 —1/C右—8001200 表示調(diào)隙式的雙螺母滾珠絲杠螺母副，滾珠絲杠的具體參數(shù)為公稱(chēng)直徑為20mm，絲杠導(dǎo)程為5mm，單個(gè)螺母的工，單列排放，精度為C級(jí)，絲杠旋向?yàn)橛倚?，絲杠有螺紋部分總長(zhǎng)度為800mm，絲杠的總長(zhǎng)度為1200mm。 滾珠絲桿副精度等級(jí)以及標(biāo)注的方法（1）精度等級(jí)，滾珠絲杠副精度可以分級(jí)為和10級(jí)8個(gè)等級(jí)，表示的精度最高的為1級(jí)，其余的隨著數(shù)字降低。行程 λ：當(dāng)絲杠需要旋轉(zhuǎn)一定的角度時(shí)，螺母就會(huì)相對(duì)于是絲杠的軸向移動(dòng)的距離。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 公稱(chēng)直徑 ：滾珠中心到絲杠中心線的垂直距離。5. 傳動(dòng)時(shí)摩擦比較小，傳動(dòng)的效率也比較高，小的轉(zhuǎn)矩即可工作6. 運(yùn)動(dòng)是可逆的。3. 如果提高軸向剛度和反向運(yùn)動(dòng)的精度可通過(guò)預(yù)緊或減小間隙措施來(lái)提高。滾珠絲杠副優(yōu)點(diǎn)：1. 不易因磨損而造成損壞，使用壽命比較長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性保持比較好。它是一種比較優(yōu)良的的傳動(dòng)方式。滾珠絲杠的作用是把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成為直線運(yùn)動(dòng)。這樣的數(shù)值就能反應(yīng)更加真實(shí)的管道過(guò)渡帶內(nèi)表面的情況。偏差函數(shù)如下： (9)CYXYiiiii ?????002由最小二乘法知，當(dāng)求得 為最小值時(shí)，所得到的曲率半徑最接近真實(shí)值，也就??ni12是我們想要得到的數(shù)值。取得管道內(nèi)表面檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值)(0YX，為 , i =1, 2, 3... n,則可得圓的方程為 [12]：)(iYXQ， (5) 2020)()(R???展開(kāi)得到： (6) 0)(20202 YXYX設(shè) (7)202RC???則可以將公式（6）化簡(jiǎn)為： (8)002??CYXY因?yàn)閷?shí)際管道過(guò)渡帶的內(nèi)表面是不規(guī)則的圓形，實(shí)際檢測(cè)到的坐標(biāo)值與理想值存在一定的誤差，因此，把實(shí)際所測(cè)得的數(shù)值帶入理想圓是不正確的，存在相當(dāng)大的誤差。為了使所得到的結(jié)果更加精確，我們采用多點(diǎn)擬合的法相，這樣就能減小測(cè)量誤差，是所得到的值更加接近真實(shí)值。園的半徑是 R，圓心的坐標(biāo)值是 ，取三個(gè)比較相鄰的檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo))(0YX，,其中 i =1, 2, 3。單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)行進(jìn)處理分析，再通過(guò)仿真軟件對(duì)管道過(guò)渡帶內(nèi)表面的情況進(jìn)行模擬仿真，更加直觀的得到其內(nèi)表面的情況。這樣，兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)完成了傳感器的 X 軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和沿 X 軸向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，進(jìn)給速度和旋轉(zhuǎn)速度都是通過(guò)單片機(jī)所設(shè)定的值所控制。 圖 測(cè)試系統(tǒng)示意圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 數(shù)據(jù)處理本作品所設(shè)計(jì)的這樣檢測(cè)平臺(tái)包括兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，做兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)都是靠單片機(jī)進(jìn)行發(fā)出的脈沖數(shù)進(jìn)行控制的。系統(tǒng)運(yùn)行是通過(guò)單片機(jī)發(fā)出一定的脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)按照所設(shè)定的方式轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絲杠按照設(shè)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)，這樣可以帶動(dòng)螺母副上第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，和電動(dòng)機(jī)軸相連接的獨(dú)立軸上接有激光傳感器，這樣就能把傳感器運(yùn)送到管道內(nèi)部需要檢測(cè)的指定位置，然后單片機(jī)對(duì)第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)，控制傳感器的旋轉(zhuǎn)從而進(jìn)行管道內(nèi)表面圓周方向的檢測(cè)。石油管道過(guò)渡帶是兩管道接頭的部分，因?yàn)樾螤畈灰?guī)則，不適合直接測(cè)量，因此我們利用激光位移傳感器來(lái)進(jìn)行非接觸式的測(cè)試，這樣就有效的避免直接測(cè)量帶來(lái)的傳感器損壞問(wèn)題，并且還可以對(duì)過(guò)渡帶內(nèi)表面進(jìn)行有效的測(cè)量。利用傳感器技術(shù)對(duì)管道過(guò)渡帶內(nèi)表面的微位移的檢測(cè)，將傳感器送到管道過(guò)渡帶內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)行以管道徑向的圓周運(yùn)動(dòng)和沿著徑向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這樣傳感器能將微位移量轉(zhuǎn)換成電量的物理參數(shù)，通過(guò)傳輸?shù)酵獠?，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換變成 PC 機(jī)能處理的信號(hào)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)行進(jìn)處理分析，再通過(guò)仿真軟件對(duì)管道過(guò)渡帶內(nèi)表面的情況進(jìn)行模擬仿真，更加直觀的得到其內(nèi)表面的情況。檢測(cè)平臺(tái)如圖 所示。 檢測(cè)方案通過(guò)一種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的檢測(cè)平臺(tái)將檢測(cè)傳感器以及攝像頭同時(shí)送入到石油管道過(guò)渡帶處，進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)。根據(jù)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，完成石油管道內(nèi)表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，包括測(cè)試系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、傳感器的調(diào)整和固定系統(tǒng)等幾個(gè)部分。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 石油管道過(guò)渡帶內(nèi)表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)內(nèi)容通過(guò)對(duì)石油管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的研究結(jié)合現(xiàn)階段我國(guó)管道內(nèi)表面缺陷檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀，并查閱了相關(guān)研究資料，本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是石油管道內(nèi)表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此外，與傳統(tǒng)的磁粉探傷相比，漏磁檢測(cè)量化測(cè)試結(jié)果，高可靠性，高效率，低污染的特點(diǎn)圖 渦流檢測(cè)渦流檢測(cè)是基于電磁場(chǎng)的無(wú)損檢測(cè)的方法，其基本原理是利用通有交流線圈（勵(lì)磁線圈）產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，從而使測(cè)得的金屬管表面的渦電流，該電流感應(yīng)出的渦流磁場(chǎng)作用在線圈上，從而改變線圈的電參數(shù)，只要被測(cè)管道表面有缺陷，渦環(huán)渦電流傳感器（檢測(cè)線圈）能檢測(cè)到導(dǎo)致通過(guò)勵(lì)磁線圈渦流感應(yīng)的變化，分析數(shù)據(jù)后就可以獲取被測(cè)管道的表面缺陷和腐蝕狀況。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其在線檢測(cè)能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、滿足管道運(yùn)行中的連續(xù)性、快速性。漏磁檢測(cè)原理是，當(dāng)磁場(chǎng)施加到測(cè)量磁性鐵管，如果被測(cè)鐵磁性的管子有缺陷，則會(huì)有磁力線從管中泄漏出來(lái)。由于超聲技術(shù)對(duì)身體的影響是利用超聲波從超聲波信號(hào)中提取信息，然后推導(dǎo)出的過(guò)程，所以其測(cè)試結(jié)果是間接的，難免有統(tǒng)計(jì)上的誤差，所以探索試驗(yàn)的可能性，并提高了檢測(cè)結(jié)果的可靠性始終是超聲波檢測(cè)的核心問(wèn)題。因此在國(guó)內(nèi)和國(guó)外超聲波檢測(cè)技術(shù)是使用最廣泛的，使用和最快的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一的發(fā)展速度最快的。在被動(dòng)式檢測(cè)技術(shù)中，超聲是受負(fù)荷試驗(yàn)片自行發(fā)出的，有時(shí)也被稱(chēng)為聲發(fā)射（AE） ，由超聲波探頭發(fā)射的超聲波，通常被稱(chēng)為超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的主動(dòng)檢測(cè)。以上三個(gè)優(yōu)點(diǎn)足以讓管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)在將來(lái)的管道檢修中占有不可代替的地位。通過(guò)進(jìn)入管道內(nèi)部的傳感器對(duì)管道的內(nèi)表面進(jìn)行檢測(cè)和數(shù)據(jù)的采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠康奶幚硐到y(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到管道內(nèi)表面的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部存在的問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行檢修，避免管道事故的發(fā)生。本設(shè)計(jì)就是通過(guò)機(jī)械設(shè)備對(duì)石油管道過(guò)渡帶的內(nèi)表面情況進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少因管道問(wèn)題造成的不必要的損失。管道的潛在故障基本都出現(xiàn)在其內(nèi)表面生，因此，對(duì)運(yùn)輸管道內(nèi)表面的檢測(cè)最為重要。最近幾年和管道泄漏相關(guān)的重大事故發(fā)生都產(chǎn)生可怕的后果,從生態(tài)環(huán)境到損害人類(lèi)生存壞境(Papadakis,1999)。石油是重要的工業(yè)用料,而大多數(shù)的石油和天然氣又是通過(guò)管道運(yùn)輸。通過(guò)此設(shè)備來(lái)尋找裂縫、腐蝕點(diǎn)等最終可能導(dǎo)致泄漏的地方。努力延長(zhǎng)管道的剩余壽命,能夠降低管道更換的巨大成本。 管道內(nèi)表面檢測(cè)的必要性一般石油管道的壽命大約是 20 年,近年,據(jù)估計(jì),全球的 40%管道已達(dá)到最大壽命。類(lèi)似的傳感器所使用的是電磁式，接觸式和超聲波式傳感器。為了解決這個(gè)問(wèn)題,石油工業(yè)使用特殊設(shè)備,可以插入管道,被稱(chēng)為內(nèi)檢測(cè)器。通過(guò)此設(shè)備來(lái)尋找裂縫、腐蝕點(diǎn)等最終可能導(dǎo)致泄漏的地方。努力延長(zhǎng)管道的剩余壽命,能夠降低管道更換的巨大成本。一般石油管道的壽命大約是 20 年,近年,據(jù)估計(jì),全球的 40%管道已達(dá)到最大壽命。最近幾年和管道泄漏相關(guān)的重大事故發(fā)生都產(chǎn)生可怕的后果,從生態(tài)環(huán)境到損害人類(lèi)生存壞境。石油是重要的工業(yè)用料,而大多數(shù)的石油和天然氣又是通過(guò)管道運(yùn)輸。s attention . In China, most pipes are more than 20 years , has reached a high incidence of accidents , we must take appropriate measures to prevent accidents. Therefore , the implementation of the pipeline inspection, will be able to accurately grasp the situation inside the pipe , and in accordance with the appropriate preferred principles for some serious deficiencies or potential problems timely maintenance, pipeline accidents can be avoided , but also can greatly extend the