天然气管道通径测量器机械结构设计【全套包含CAD图纸三维建模】
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天然气
管道
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图纸
三维
建模
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题名称： 学院：机械工程学院 专业： 天然气管道通径测量器机械结构设计 垂直重点列表 1 课题背景与国内外研究现状 2 设计分析 3 结构设计 4 三维建模与运动仿真 5 总结 设 计 流 程 图 前期 课题背景 国内外现状 中期 整体结构方案设计 机械传动系统设计 机构零件结构参数设计 后期 三维模型创建 运动仿真 课题背景 天然气管道作为全球五大运输方式之一，在国民经济中占有重要地位；但由于其介质易燃易爆，一旦管道失效，极易引发重大安全事故，严重危及人们的生命财产安全，并对当地的生态环境造成破坏。天然气管道的科学检测和合理维护一直是世界各国高度关注的热点和难点。通过掌握管道的变形可以获知管道的应力应变状态，对处于危险状态的管道进行及时的发现和定位，可以大大降低安全隐患对保障管道安全运营和健康监测管理，有着重要意义。 目前，国内外通径测量器技术还不成熟，存在很多问题，也存在很大的提升空间。 国外研究现状 国外早在 1929年，针对用于提炼石油的管道长期在高温下使用后发生腐蚀、膨胀等管道缺陷问题，壳牌石油公司申请了一项有缆式通径检测器的美国专利，用于定量测量管道内径的变化自 1980 年开始，鉴于管道检测的迫切需要，以 司为首的一些公司相继开展了相关研究，并申请了大量专利。经过近百年的技术积累，国外成熟的产品先后投入现场使用，取得了良好的效果。 国内研究现状 国内自 20 世纪 80 年代开始通径检测器的研制工作。 1988 年，中国石油天然气总公司管道科学院与天津激光技术研究所合作研制出了 原油管道通径仪，并应用于现场检测。 1989 年，四川石油管道局研制并试验了输油管道测径仪， 1993 年中国石油天然气管道技术公司与北京泰能计算机工程公司共同研制并试验了 电子式管道通径检测器，这两种通径检测器都类似于上述美国 司的通径检测器，该类测径仪均为单通道，所有检测臂汇集到一个中央积分盘上，一旦遇到管道变形，这些检测臂受压并通过中央积分盘将管道变形信息记录在记录仪上，后者比前者先进的地方在于：记录仪采用了电子式数据记录和存储，而不是采用最原始的走纸记录的方式。 方案选择 结构设计 主体结构方案确定 设计目标 结构设计 设计目标 1 检测范围为 400 检测速度为 3s 3 能够完成双向运动 4 能够检测一些带有弯道的管道 设计方案 基本方案确定 主体结构设计 机身内部传动机构的设计 测量臂与驱动轮的设计 主体结构设计 为了测量器的转弯方便，可以仿照列车段结构设计学，车体由两个探测器，减少机身长度，有利于顺利通过弯道，为了减轻重量，材料选用铝合金。 螺杆、螺母的设计 联轴器的选择 键的选择 轴承的设计 传动结构的运动、传动参数 测量臂结构的设计 测量臂采用三段式，可以手动调节长度以适应不同内径的天然气管道。在靠近驱动轮的一端内置弹簧和涡流传感器，可以检测到管道微小的变化。 驱动轮结构的设计 驱动轮内置电动机，可以通过电机的正转与反转来控制测量器的双向运动，在遇到复杂障碍或完成某部分管道的检测任务时，测量器可以自动退出管道。 三维建模 在 运动仿真 存在的问题 由于本次设计只是完成了三维模型与运动仿真，在实际加工和装配时会遇到很多困难，通过仿真也只是理论上可以完成天然气管道的检测。虽然对实际工作时的情况做了一些猜想，初步增加了测量器适应弯道的能力，但在实际运行时，面对复杂的管道，以及一些意外情况时，不能按照预期完成任务，需要对设计进一步优化和完善。 本次毕业设计虽然仅仅经历了短暂的两个月，但是它浓缩了大学四年学习的全过程，体现了对所学知识的掌握和领悟程度。由于我是第一次进行整体性地设计，不可避免地碰到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。碰到困难时，多亏了姜宏老师的指导与帮助，使我茅塞顿开，最终完成了本次设计。 但是，设计研
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