新型钢丝绳探伤仪的设计与研究.pdf

河南科技大学
硕士学位论文
新型钢丝绳探伤仪的设计与研究
姓名:赵雁
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:任小中
20091201
摘要
论文题目: 新型钢丝绳探伤仪的设计与研究
专业: 机械制造及其自动化
研究生: 赵雁
指导教师: 任小中
摘要
钢丝绳作为牵引、承载的重要部件被广泛应用于煤炭、冶金、船舶等行业,
其运行状态直接关系到了设备的安全,一旦发生事故,后果将是严重的。而目前
的钢丝绳检测方法和检测装置还存在很大不足。基于强磁检测技术的检测精度不
高,受速度影响较大;探伤仪结构相对复杂,磁化与检测不同步;以单片机为控
制系统,系统性能较低。因此,本文基于弱磁检测技术,设计研制了新型钢丝绳
探伤仪。论文主要完成了以下工作:
首先,本文分析了钢丝绳的结构与检测原理,提出了弱磁无损检测。对新型
探伤仪的磁化单元与检测传感器进行了设计与布置。利用弱磁传感器作为探伤传
感器,以磁场矢量综合原理进行探伤。
其次,基于模块化设计方法对探伤仪的结构进行了功能分析与模块划分,得
出 4 个功能模块。利用 Pro/E 软件对各分模块进行了建模与装配。将弱磁加载器
与损伤检测器设计为一个整体,打破了传统分为两个步骤探伤的局面。同时,对
探伤仪导向轮系进行了有限元动力学分析,分析确定了导向轮与支承轴在翘丝碰
撞时的最大应力与变形,确保产品结构设计的可行性。
接着,根据当前钢丝绳在线检测的需要,本文设计了基于 ARM7 微处理器
的探伤系统。系统的核心采用了飞利浦公司的 ARM7TDMI 内核的 LPC2368 芯
片,系统硬件包括信号调理、A/D 转换器、键盘输入、液晶显示与 USB 接口,
可实现单独实时检测也可以同 PC 机相连分析检测结果。
最后,本文利用制造的探伤仪样机进行了探伤仪的结构与检测系统实验。
实验证明,基于弱磁检测技术设计研制的新型钢丝绳探伤仪可以实现对钢丝
绳损伤的弱磁检测,检测的结果与钢丝绳实际损伤较为符合。本文的研究工作也
为相关领域的弱磁检测技术的应用提供了有益的参考。
关键词:弱磁检测,探伤仪,模块化设计,有限元分析,ARM
论文类型:应用研究
I
摘要
Subject: Design and Research on a New Type Defect Detector for
Wire Ropes
Specialty: Machine Manufacture and Automation
Name: Zhao Yan
Supervisor: Ren Xiaozhong
ABSTRACT
Steel wire ropes as an important part of traction and load are widely used in the
coal, metallurgy, and marine industry. The condition of them is related to the safety of
the equipment directly. It will be the terrible result once the accident happened. At
present, the detection methods and systems for steel wire ropes have some
disadvantages. High ic detection has not enough testing accuracy, and is largely
affected by the detecting speed. The structure of the detector plicated, and the
ization and defect detection are not synchronized; many detectors use
singlechip as control system, which has lower performance. Therefore, based on the
technology of weak ic detection, a new defect detector for wire ropes was
designed in this paper. The main contents and results of research are as follows:
Firstly, non-destructive