钻杆漏磁检测机械部分设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 晋中学院机械学院 毕业设计 (论文 ) 钻杆漏磁检测机械部分设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 钻杆是钻井设备中的重要部件，但经常因缺陷而发生失效事故，导致巨大的经济 损失，因此，研究现场堆放状态下钻杆的无损检测方法、研制钻杆检测装置具有重要的意义。本文首先分析了钻杆的结构特征、缺陷形式及其易发部位，提出了一种采用自驱式检测探头、配备检测漏磁检测方法，给出了钻杆漏磁检测系统的设计方案，对检测 的运动方案、工作原理及系统布局的可行性进行了论证 。 关键词： 钻杆检测 ，机械设计， 漏磁检测买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an of to in a of of of of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪 论 . 1 题研究意义 . 1 杆检测研究现状 . 1 内研究现状 . 1 外研究概况 . 4 文主要结构 . 5 第 2 章 方案分析与比较 . 6 杆结构特征 . 6 杆有关参数 . 7 案一介绍 . 7 案二介绍 . 8 种方案比较 . 9 第 3 章 主要装置设计计算 . 10 述 . 10 测探头设计 . 10 动连接装置设计 . 18 弹簧的设计计算 . 24 第 4 章 机架的设计 . 35 机架结构的基本要求 . 35 架的结构 . 36 梁设计 . 37 架的基本尺寸的确定 . 39 子材料的选择确定 . 39 要梁的强度校核 . 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 参考文献 . 42 总结与展望 . 43 致谢 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪 论 题研究意义 钻杆在长期服役过程中要长期受拉、扭、弯曲等交变应力作用 ,同时钻井液、钻井 泥浆中溶解的、和 等腐蚀介质及地层的氧化物等介质使钻杆产生严重的腐蚀。受腐蚀后的钻杆在应力作用下易失效，造成钻柱失效事故。现场调查表明 ,国外 14%的油气井都不同程度地发生 过钻柱井下断裂事故，国内各油田每年也发生钻柱疲劳断裂事故 500 多起 ,直接经济损失在巨大 1998 年全国油气田发生钻柱事故 540 起 6四川川东地区在 1996 年 1997 年间就发生了 303 次钻具井下断裂事故 8。从 1998 年至 2001 年 ,中国海上油田在钻井作业中共有 61 根钻杆发生刺漏现象，刺漏部位一般位于距钻杆接头端面 基本上处于钻杆“敦粗”过渡带 9。 2001 年 7 月 2003 年 5 月 ,塔里木有 21 口刺漏失效井，共 89 次 127杆发生了刺漏 ,造成 了严重的经济损失10。其它钻井队也发生的情况。钻杆使用前不检测 ,无法掌握其损伤程度 ,不能保证质量 ,在钻井过程中可能造成刺穿、断裂等事故 ,给钻井生产带来巨大经济损失。钻杆无损检测技术是检测钻杆缺陷实际有效的方法，及时地对钻杆腐蚀缺陷进行检测和控制，加强我国油田用井下钻杆的无损检测，可提高下井钻杆使用的可靠性，是降低钻井工程成本，提高经济效益，促进我国石油战略发展的重要途径。 杆检测研究现状 内研究现状 对钻杆的检测，国内外使用了多种无损检测方法，主要有漏磁法、 射线法、超 声法。 射线法对表面或近表面的细微裂纹检出率较低，检测周期长，工作量大， 对环境和人体容易构成伤害，且检测成本高；超声法只能点测，不能对管壁实行全面 检测，漏磁检测法是目前公认对管状铁磁性材料最可靠的检测方法，其主要特点检测 速度快 ,检测效果好，操作简单，抗干扰及污染能力强 20，在各种导磁构件的缺陷检测 上得到了广泛的应用。目前，钻杆探伤采用漏磁检测辅以超声检测。杆体与加厚过渡区分别探伤，杆体以漏磁检测为主，加厚过渡区以超声检测为主 21 25。超声检测设备有 ，漏磁检测设备有美国 2000 型、 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 部分的钻杆漏磁检测设备为固定式 26 27，如图 a）所示。此类设备价格昂贵，体积庞大，不易搬动，需要专门的厂房作为其检测场地，且检测盲区大 2829。引进的国外移动式钻杆检测系统，如图 1.2(b)、 (c)等，其检测效率不高。图 1.2(d)为美国 2 型便携 式钻杆漏磁检测设备 30，该设备检测钻杆时 ,由于钻杆 接头长度不同 ,探靴开、合时距接头台肩的距离长短不齐 ,又加之探靴开、合瞬间产生干扰信号 ,使钻杆加厚过渡带成为盲区，且检测操作人员劳动强度大，价格昂贵。 我国从 90 年代初对漏磁检测技术进行了研究 , 其总体技术水平落后于欧美等发达国家。近年来 , 在国内无损检测工作者的共同努力下 , 目前已有许多的高校和研究单位在这方面取得了可喜的成果 ,逐步缩小了与国际水平的差距。国内研究漏磁检测技术的高校主要有清华大学、华中科技大学、上海交通大学、沈阳工业大学等。其中华中科技大学的杨叔子、康宜华、武新军等 , 在储罐底板漏磁检测研究 6和管道漏磁无损检测传感器的研制、钢丝绳的漏磁检测等方面进行了大量的实验研究工作 , 利用 件分析了传感器励磁装置的参数对钢板局部磁化的影响 , 设计了相应的漏磁检测传感器等 ; 清华大学的李路明、黄松龄等研究了管道的漏磁探伤 , 铁铸件的漏磁探伤方法 7, 采用有限元分析法研究永磁体几何参数对管道磁化效果的影响 8 , 分析漏磁探伤中各种量之间的数值关系 , 如表面裂纹宽度对漏磁场 Y 分量影响的问题 ; 交直流磁化问题 9 , 针对漏磁检测交流 磁化的磁化电流频率选择问题 , 分析了磁化频率的选取原则等等 。 （ a）固定式检测设备 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 （ b）小型移动式 （ c）超声波 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 （ d）便携式 图 规钻杆检测设备 外研究概况 975 年采用有限元方法对磁场进行分析，首次把材料内部场强和 磁导率与磁场幅值联系起来。 1986 年， 分析，得出了二维表达式等 39。在国内， 1970 年，杨洗陈系统地介绍了国外漏磁场与 缺陷相互作用理论的研究进展状况 ;1980 年，张济世采用有限元方法计算了方钢表面裂 纹的漏磁场 ;1985 年，于轮元等采用有限元方法对表面和近表面缺陷的漏磁场进行了计 算，分析了缺陷形状参数对漏磁场的影响作用。 90 年代初，国家制定了第一个漏磁检 测标准将漏磁检测纳入了标准检测行列。近年来，在漏磁探伤和磁粉探伤原理方面， 仲维畅采用磁偶极子模型进行了大量计算，给出了偶极子场的图像，解释了磁粉在缺 陷处分布特点；杨叔子、康宜华等人对漏磁检测定量原理与技术方面及其应用方面做 出了大量的研究，采用线圈与永磁体磁化，霍尔元件与线圈拾取信号，主动式运动 与 被动式运动相结合的检测方法，在漏磁检测的电磁源检测、磁化方法、拾取信号方法， 机电一体化检测设备与系统方面取得了一系列研究成果。李路明、吴先梅、何铺云、 孙永荪等人也对漏磁检测方法与应用作出了一些研究，主要在试验验证及基本设备应 用上的研究。基于理论研究的基础之上，产生了一系列漏磁检测设备，如美国 于在采油管提出井口的同时对 其进行探伤。美国的 要 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 用于石油无缝钢管的探伤。其中 于检测轴向缺陷； 于检测周向缺陷，能够检测出深度为 内壁缺陷。 国便携式电磁检测系统圈，德国的 国外对漏磁检测技术的研究很早 , 于 1933 年首先提出应用磁敏传感器测量漏磁场的思想 , 但直至 1947 年 计了第一套漏磁检测系统 , 漏磁检测才开始受到普遍的承认。 1973 年 , 英国天然气公司采用漏磁法对其所管辖的一条直径为 600 天然气管道的管壁腐蚀减薄状况进行了在役检测 , 首次引入了定量分析方法。对于缺陷漏磁场的计算始于 1966 年 , 人采用磁偶极子模型计算表面开口的无限长裂纹。苏、日、美、德、英等国相继对这一领域开展研究 , 形成了两大学派 , 主要为研究磁偶极子法和有限元法两大学派。 1975 年 , 用 有限元方法对漏磁场进行分析 , 首次把材料内部场强和磁导率与漏磁场幅值联系起来。 推出了有限长开口裂纹的三维表达式 , 从中得出当材料的相对磁导率远大于缺陷深宽比时 , 漏磁场强度与缺陷深度呈近似线性关系的结论。 文主要结构 第一章绪论 论述国内外钻杆检测研究概况及漏磁检测方法研究现状。 第二章 主要分析了钻杆结构特征 方案分析与比较 第三章 检测机构机械结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 方案分析与比较 杆结构特征 钻杆从进货到报废或失效，一般要经历使用前存放、使用 、存放、再使用、再存 放，直到报废或失效这样一个过程 46在役的钻杆一般堆放在管子站或井口支撑架 上，以便待用或检测维修，堆放现场一般为露天。因而，钻杆的现场检测需在露天进 行。 钻杆为不规则的构件。为了增加钻杆管体与钻杆接头之间的连接强度，美国石油学会 (定了标准 杆规范对其作出了专门规定，通常将钻杆管体简称为钻杆 48。钻杆结构示意图如图 示。其结构为两端大接箍，其中一端接箍套有外丝扣，另一端接箍套有内丝扣，中间为直径较小的杆体，大接箍与中间杆体之间由 加厚过渡区衔接起来，以便增强其承受集中应力的能力。两端粗大的接箍采用摩擦焊与杆体对接，形成加厚过渡区。整个钻杆由管体和与管体两端分别连接的钻杆接头组成，连接方式通常为摩擦焊。钻杆管端加厚方式有三种： (1)内加厚，即只减小内径，而外径保持不变； (2)外加厚，即只增大外径 ,而内径保持不变； (3)内外加厚，即同时减小内径并增大外径 49。 杆及其接箍规定钻杆的规格分别为 73、 5 127、 度一般为 95002000了调节钻柱的长度，还有 各种短钻杆。常规钻杆的主要结构参数如表 示。 表 杆主要结构参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 杆有关参数 1） 杆体参数 表 2杆体参数 外径 义质量 Kg/m 平端质量 厚 级 加厚端型式 127 I， E， U 2） 加厚端尺寸 表 2加厚端尺寸 外径 径 小长度 大长度 级 X， G， S 案一介绍 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 浮动漏磁漏磁检测仪 探头连接部分采用浮动装置 27，其基本工作原理：在钻杆径向安装浮动弹簧，在钻杆向上或是向下运动过程中，由于钻杆直径的变化需要探头位置也不断的随其相应的变化，径向安放弹簧可以实现此目的。钻杆检测前要先进行磁化，每个检测探头两端分别设计安装有一个永磁体，利用永磁体对钻杆进行磁化。探头两端均设计安放永磁体可以保证无论钻杆是上提还是下降都可以先磁化后检测，实现漏磁检测必须先磁化的条件。钻杆被磁化后通过探头的对应放传感器的地方，利用传感器对钻杆情况实施有效的现场检测。 案 二 介绍 图 四连杆漏磁漏磁检测仪 此检测仪器探头的 连接部位采用四连杆机构实现检测时探头与钻杆平行接触，弹簧起复位和定位作用。 这种结构的工作原理是：检测探头的连接部分采用四连杆机构，当检测钻杆的杆体部分时，四连杆处于矩形状态，如下图上面部分所示，当检测钻杆的加厚端时，由于钻杆直径加大，需要大的检测空间，在四连杆连接铰链的作用下四连杆发生相应的变形，随即变成如图下面部分所示的平行四边形结构，检测探头随之向外移动，检测探头距钻杆中心线的距离由 a 增大到 b，实现了对钻杆大径区的有效检测。连杆杆体部分所连接的弹簧可以在四连杆机构发生变形时利用弹簧的特性实现对探头的定 位和复位作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 种方案比较 方案一与方案二最大区别就是检测探头的连接装置。两种方案都能实现探头在钻杆加厚区与杆体之间的顺利过渡，并实现有效的检测。但方案二中弹簧布置在轴向，探头在变径区移动时促使四连杆发生形变，弹簧连接部位虽然会随连杆转动而改变方向，但由于弹簧轴向与垂直方向会存在一定的夹角，容易造成弹簧的扭弯变形，影响探头回弹准确性和及时性并且影响弹簧的使用寿命。而方案二中弹簧布置在径向，既可保证探头及时准确回弹又不会存在弹簧的扭弯变形情况。 综上所述，方案一是最佳方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第 3 章 主要装置设计 计算 述 主要装置有检测探头、浮动连接、机架等 测探头设计 检测探头钻杆高速旋转和轴向运动中要承受摩擦和冲击力的作用，还要受原油泥浆腐蚀，工作环境恶劣，且由于接触易燃物体，直接与钻杆接触，在工作过程中避免长生电火花，所以探头选和设计非常重要。 永磁体最重要的功能就是提供一个恒定的磁场。由于应用环境与应用条件的不同 ,各种应用场合所要求的永磁体的形状不同 ,对稳恒磁场的空间分布及其磁场强度的要求也不同。目前应用最多的是圆柱形、长方形、扇形和环形等具有较高对称性的永磁体 ,具体尺寸及性能则因应用领 域的不同而有所区别。由于缺乏方便实用的计算手段 ,人们在确定适宜的永磁体的尺寸及性能方面缺乏可靠的判据 ,大多数情况下所能依赖的只有过去的经验或是反复的试验 ,即使个别情况下采用理论推导的方法 ,也由于计算方法与精度的限制 ,很难快速、准确地得到满意的结果。利用磁场计算与磁体设计系统 ,可以方便、快捷地对不同形状、不同充磁方向、不同磁性能的永磁体所产生的空间磁场进行计算与分析。此外 ,在对磁体形状、空间磁场的分布提出特定要求的情形下 ,还可利用本系统进行辅助设计 ,以确定所需采用的永磁体的几何尺寸、性能指标及参考磁体牌号 ,解 决永磁体应用中的实际问题。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 电磁铁的最优设计，在于合理选择电磁铁的型式。不同型式的电磁铁有不同的吸力特性，盘式吸力大，适用于起重电磁铁、电磁吸盘和电磁离合器；拍合式特性比较陡，广泛用于接触器和继电器；螺管式，吸力特性比较平坦，用于长行程牵引和和制动电磁铁；机床电器如接触器、中间继电器电器基本上都是 工作持续时间，绕组温升，最低作动电压、作动时间、释放电压和 期限等。此外还要求重量轻、尺寸小，并有良好的工艺性，用材少以及最少资金等要求。 要保证电磁铁可靠动作，在整个工作行程内，吸力均大于反力。一般电磁铁 均选择衔铁释放位置为设计点 ,在该点应保证吸力可以克服反力而使衔铁动作。 于快速执行要求可达到 3 4极化继电器。对于慢速要求的可达 300 500了获得慢速要求，可采用带短路环的拍合式和吸入式。 3、直流电磁铁的吸力 （ 1）02N） 式中：磁极总面积（ ） 气隙磁感应强度（ T） （ 2） F=21（ 2 20S 10N） 式中： 3）吸力和气隙的关系 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 f（ ）曲线I N 1 I N 2 I N 3直流电磁铁的计算 （一）、电磁铁的原始数据 1、初始吸力 斤） 2、衔铁的行程 H（厘米） 3、容许温升（） 4、工作制：长期工作制 =1；短时工作制 1；重复短时工作制 1。重复短时工作制还应给出接通时间或循环时间。 5、电磁铁的工作电压 。 计算 1、按公式 算结构系数 2、根据计算出的结构系数值 ,按表 1确定导磁体类型 表 1 电磁铁类型 盘式，衔铁在外部 大于 93 吸入式，台座为平头 90 16 拍合式 26 入式，台座为 45度锥形 16 4 吸入式，台座为 60度锥形 4 入式，无台座 小于 、按下面各表，确定长期工作制电磁铁的气隙磁通密度 比值12 =圈的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 长高比） 表 2 表 3 表 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 表 2、表 3、表 4、表 5 是电磁铁长期工作的 如果是短时工作制或反复短时工作制，应加大 10 15%。 对于比值12 =圈子的长高比，也叫窗口尺寸），如果吸力增大或行程减小，可减小此值。减小此值后，每匝线圈的平均长度增加，铜的用量增加，而导磁体的长度缩短了，钢的用量减小。最优设计的电磁铁，此值为 1 7。 表 5 盘式和拍合式电磁铁最优磁通密度曲线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （三）、初算 根据电磁 吸力公式 22125000（公斤） （ 1） 式中 气隙中的磁通密度（高） 由（ 1）式得 225000 （ 2） 1、盘式和吸入式平头电磁铁的衔铁半径可直接用（ 2）式计算。 2、吸入式锥台座电磁铁 吸力 Q=2 式中 吸入式锥台座电磁铁的衔铁半径将 再按（ 2）式计算。 3、拍合式电磁铁 可直接用公式（ 2）算出极靴的半径 于铁心的半径 C= 式中： 000 12000 根据电磁铁要求的灵敏度 ,灵敏度高的选小值。 =3 4、线圈的总磁动势方程 F =验表明，导磁体内磁动势占电磁铁总磁动势的 10 25%，非工作气隙中的磁动势占总磁动势的 5 10%，则材料选择最经济。 F = 式 中： 气隙中的磁动势 非工作气隙中的磁动势 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 5、确定线圈的长度和高度 （ 1）长度 422105 式中： 表 7 漆包线直径（ 手动绕线 自动绕线 8 系数 (2)2 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 23)22 21 6、拍合式电磁铁外形尺寸计算（曲线图上无 （ 1） 线圈的内径 =d+2 c（ m） 式中 般取 m） (2)线圈的外径 ) （ m） (3)线圈的厚度 b=2 12 D （ m） (4)线圈的 长 L= b（ m） :螺管式取 =7 4公斤 H=70 =H=24=20 1、有效功 A= =24 2、结构系数值 = ,查表 1,确定电磁铁的类型为 45度锥台座吸入式。 按所求的值 ,查表 3得： 10600高，12 RR l=5 3、把吸力和衔铁行程折合为等效值 Q=252428 = 、确定铁心半径 2250005、确定总动势 F = 700(安匝 ) 取磁导体中的磁势降为气隙磁势的 18%,非工作气隙中的磁势降为气隙中磁势的 10%,则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 式中 -(10%+18%) 5、 确定线圈的长度和高度 422105 = 0 = =10m 漆包线 90时电阻率 K=10 散热系数 填充 系数 1=H=2=7、确定外部半径 2221 = 22 =动连接装置 设计 检测探头与连杆用铰链连接，实现探头的自由摆动，便于在钻杆加厚过渡区自由方便移动检测。当检测探头过渡到钻杆加厚区时，浮动弹簧被压缩，带动探头下移，实现对钻 杆大径的顺利检测。浮动弹簧采用压缩弹簧以保证在整个检测过程中探头始终与钻杆有效接触，利于磁化检测。调整弹簧可以辅助保证探头计量平整检测，不致偏移太大。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 连接杆的导向部分的套和圆形截面的下端，自由伸缩的弹簧。连杆的上端与杆体部设计为方形，其目的是防止检测探针检测过程中旋转，描述了在前面的弹簧设计。本文讨论的另部件及其工作原理。 1）导 向 杆 如图所示：连接杆的连接弹簧的下端，上端与套筒和检测探头连接，防油效果固定导向端弹簧和连杆导向部分；连接杆的下端设计有利于弹簧的位置；连杆体的一部分采用方形结构，可以实现 轴向的效果，而且还可以防止探针检测过程中旋转；连杆导向部分和小间隙配合的套筒的内壁，不仅起到指导作用，可防止发生大的偏转偏转杆在套筒的驱动和检测探头弹簧的最佳工作条件的影响（轴向）保证，径向检测探针检测结果的影响，对最终效果的精度测试。由于专用检测仪器的工作环境，以及腐蚀和易燃，联动，选择硅青铜，耐磨性能防止火花。 2）浮动弹簧 在前面的计算进行了详细的描述，春天是一个圆柱螺旋弹簧，自上而下，与导杆端接触直接套在连接杆的下端，也具有一定的指导和定位。 3）套 材料也应该穿套和防止火花，所以选择部黄铜。有一个 非常特殊的要求是，壁必须光滑，满足了粗糙度对套管的要求，因为在与导杆直接接触套筒的内壁，连杆带动探头移动顺利，需要尽量减少，尽可能的摩擦，光滑的内墙。 4） 套筒盖 套盖的设计是一个矩形，因为压力仪表的角色承担 150于检测仪器内部的空间是有限的，如果与套筒的套盖设计成圆形或方形，影响空间的支柱。 5） 垫 板 由于检测仪器是圆柱形的圆形结构，内壁不利于浮动连接装置与仪器连接的内墙，这样的一个特殊的过渡连接板的设计，以方便连接的设备和仪器。 大 弹簧设计计算 弹簧选择圆柱螺旋压缩弹簧 30，具体设计方法和步骤 1) 工作时，假设弹簧所受最大工作载荷为 600N，工作环境有腐蚀性，故选择材料为1 类弹簧，许用切应力 a 440 ，许用弯曲应力 550， 弹性模量 197000 ，切变模量 73000 ，此种材料耐腐蚀，耐高温，有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 良好的工艺性，适用于小弹簧。 2) 选择旋绕比 C ，暂取 8C ， 则根据公式 1 4 计算出曲度系数 1 84 据安装空间，初定弹簧中径 4 ， 则根据公式 算出 4）计算弹簧丝直径 6.1 m a x 取 5）对于压缩弹簧，工作圈数根据公式 3 计算 实际工作中正常情况下 1 2 9( ，为保证检测时钻杆过度偏向一边时的仪器的安全，这里取 弹簧内径 26481 弹簧外径 26482 弹簧节距 弹簧自由长度 因在实际安装中，允许的空间满足不了所设计的弹簧自由高度值，也即0符合实际应用要求，需重新设计。 重新设计如下 : 重选 6C 则 曲度系数： 64 6.1 m a x 取 弹簧中径： 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 弹簧内径： 55301 弹簧外径： 55302 弹簧节距： 弹簧工作圈数： 0573000 3 5.8n 弹簧自由长度： 取 100 7）验算稳定性：细长比 00 不需要进行稳定性验算。 8）疲劳强度和静应力强度的验算 疲劳强度验算公式 23 已知： 002 1 由 2211 可得 23m a x 13m i n 对于变应力作 用下的普通圆柱螺旋压缩弹簧，疲劳强度安全系数值按公式 S m a xm 计算， 式中： 弹簧的设计计算和材料的力学性能数据精确性高时，取 S ； 0变载荷作用次数 N，由下表查取； 表 3弹簧参数表 变载荷作用次数 N 410 510 610 710 a/0BBBB取 S 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 6 3 01 8 0 630 上面设计的弹簧仅能检测 5寸钻杆的现场使用情况，对于 5寸以下的钻杆却无能为力。为了解决这个问题，我们可以调整设计，争取实现多种钻杆尺寸的现场检测。这里主要是改变浮动弹簧的工作变形量 ，依据上面的设计原则，重新设计如下： 1）选材： 100 50 97000 3000 2）旋绕比 C ：取 6C ， 则 64 簧中径 D ： 0 4）弹簧丝直径 d ： 6.1 m a x 取 5）对于压缩弹簧工作圈数根据公式 3 计算，其中 73000 在实际工作中正常情况下 这里取 则 0 0 08 33m a x m a x 取 n 6）计算弹簧内径，外径，节距，自由长度： 弹簧内径 55301 弹簧外径 55302 弹簧节距 弹簧自由长度 1 取 100 7）验算稳定性：细长