管道在能源的运输方面具有重要的作用,其安全、合理、稳定的运行具有重要的意义。以DN250~350 mm的油气管道为主要应用场景,设计了一种以丝杆螺母变径机构达到自适应目的的履带式管道巡检修复机器人。该履带式管道巡检修复机器人分为驱动单元、检测单元、连接单元和隔离修复单元。通过几何分析研究管道几何约束对弯管通过性的影响可知,当该机器人组成单元的长度小于452.88 mm时,从几何约束角度分析可以通过弯管;运用坐标转化法对机器人运行过程进行了运动状态分析,研究该管道机器人的运动特性,得到该机器人的速度方程。由分析可知,履带式机器人采用3履带差速特性的方式通过弯管时运动更加平稳。采用仿真分析的方式,验证了其对弯曲管道形态的通过性。该研究可为油气管道的稳定巡检、应急安防与处理处置提供参考。

设计一种用于采空塌陷区应急救援的输气管道矫正提升装置,对矫正提升装置的Solidworks模型进行网格划分,并基于CFD理论,利用Fluent模拟矫正提升装置外部流场,分析从0~12级风速下装置外表面压力分布。添加装置所受约束后,通过ADAMS模拟分析风力对装置稳定性影响。结果表明:矫正装置在0~12级风速下,所受外表面作用力呈现递增趋势;且风速在8级以下时,设备均可以正常工作,不会倾倒;风速在9级以上时,需要采取一定措施以保证装置稳定运行。

针对当前多绳摩擦式提升机首绳更换过程中存在的问题,设计了一种“旧绳带新绳悬挂,新绳带旧绳回收”的履带牵引式首绳连续更换装置。利用AMESim仿真软件对液压系统进行建模仿真,并根据仿真结果对换绳装置进行了样机试制。结果表明:该首绳更换装置换绳速度稳定在0.59 m/s,满足首绳更换的效率要求;能够提供足够的摩擦力与夹紧力保证换绳过程的安全进行;在危险工况出现时能够以毫秒级的响应速度对装置进行保护。

为克服传统钢丝绳疲劳试验台加载载荷较小,只能在一定运行范围内做单向弯曲运动等缺点,设计了以矿井提升系统为原型的提升钢丝绳疲劳试验台。该试验台由试验台台架、电气控制系统、以及数据在线监测系统等部分组成。针对试验台驱动机构的双电机同步传动问题,提出了基于可编程逻辑控制器(PLC),利用矢量变频调速控制的双电机同步控制方法,并采用MatLab/SimuLink对该控制系统进行了建模与仿真,结果表明该双电机同步控制系统动、静态性能优良,转速跟踪及电机同步性能好。

针对矿井排水系统中所用的电液闸阀存在的阀杆受流通介质力发生位移的缺陷,设计了一种具有自锁功能的新型电液闸阀。首先进行了自锁闸阀的总体方案设计,在Solidworks环境下建立了自锁机构的机械装配模型,运用ADAMS软件对其自锁特性和启闭过程进行了仿真分析,然后根据理论模型加工制造了试验样机进行试验,仿真数据和试验结果表明该自锁机构的设计基本合理。同时,电液闸阀在增设有自锁机构之后启闭时间和速度波动有所变化,更有利于防止水锤现象的发生。

针对当前带式输送机换带过程中存在的问题，设计了一种能实现拉旧带、送新带和卷带动作同步连续进行、换带效率高、操作简单、安全性高的带式输送机快速换带装置。重点对装置液压系统中的压紧回路和送带回路进行了研究，运用AMESim软件对液压系统进行建模、参数设定、控制信号设定和仿真，通过仿真结果验证了液压系统的可行性。

BHS快速换绳装置的行走机构属于定重载液压系统控制，为了避免由于液压冲击而产生搡绳事故，运用计算流体动力学分析抛物线性渐变节流缓冲油缸的运动特性，得出抛物线性渐变缓冲节流油缸在缓冲3个阶段的特性方程。基于多学科系统建模与仿真平台AMESim对缓冲油缸的运行过程进行仿真研究，模拟出油缸在运行过程中的位移、运动特性曲线，为BHS换绳装置的设计提供了理论依据。

针对现有液压振动技术的应用现状以及液压系统中存在的液压冲击现象，提出一种利用液压冲击来产生振动的激振系统。该系统以激波器为波动发生器，以管道为受控对象。阐述液压波动发生的机制，并搭建振动试验测试平台。对管道中的压力波动进行研究，计算压力脉动的最大理论值，并进行试验验证，结果表明：两者吻合较好，管道中的压力波动受控于系统频率。对管道振动特性的试验表明：管道两端的振动强度大于中间的振动强度；管道的振幅随系统频率与系统压力的增大而增大；系统压力在4.6 MPa以上，再增大系统压力，对管道振幅的影响不大。

首先对常见的制动系统进行了分析,并论述了液压调速制动系统的特点,同时对某矿液压调速制动系统存在的问题进行了分析.在理论分析、试验研究的基础上,提出了能够满足机械设备的起动、制动要求以及在线协调运行的集机、电、液为一体化的新型液压调速制动系统,并在生产实际中得到应用.图5,参7.

分析了电液闸阀系统的工作原理,利用功率键合图理论建立系统的数学模型,并在MAT-LAB环境下编写了M函数对该系统进行了数字仿真,分析液压缸的瞬态响应特性。发现在负载恒定、输入流量变化时和输入流量恒定、外负载突然减少时,液压缸产生速度不稳定,但速度波动对系统冲击较小,不易发生水锤现象。