针对管道机器人在变径管道中转弯困难、移动稳定性差等问题,研究了一种自适应性油气管道机器人,采用可变径的2履带1滚轮支撑式移动机构,确保机器人在管道中稳定移动。对油气管道机器人在管道内的通过性进行理论研究,确定机器人尺寸;通过Adams软件对机器人的转弯性能进行了动力学研究。仿真结果表明,机器人在600 mm的管道内能顺利完成转弯运动。因此,确定电动机所提供力矩应大于90 Nm。进行实验研究发现,实验测得速度值与仿真结果一致,验证了设计的合理性。

应用有限元分析方法，对相同周长、相同壁厚的扁管在直边段和圆弧半径的不同比值条件下与所能承受最大外压力的关系进行了分析．并对计算分析取得的数据进行拟和得到了扁管在直边段和圆弧半径的不同比值条件下能承受最大外压力的关系及经验公式．

对相同周长、不同壁厚的扁管与所能承受最大内压力的关系进行了研究，并对计算分析取得的数据进行拟和得到了在该条件下扁管厚度与所能承受最大内压力关系的经验公式，同时对相同周长、相同壁厚的扁管在直边段和外圆弧半径的不同比值条件下与所能承受最大外压力的关系进行了分析。

提出一种适用于气化炉机械振打器往复密封功率损耗计算的方法,利用有限元法对气化炉机械振打器往复密封结构的功率损耗进行分析,同时搭建密封功率损耗测试平台,对其进行实验研究。结果表明相同条件下,V形沟槽密封结构所造成的功率损耗要大于矩形沟槽密封结构,O形圈密封结构较组合圈密封结构的功率损耗要大,因此机械振打器的往复密封结构选择组合圈与矩形沟槽配合,可减少功率损耗。

依据机械振打器实际工况,建立了机械振打器活塞杆处O形圈安装于矩形沟槽和V形沟槽内的有限元分析模型,分析了不同密封结构下O形圈接触应力、剪切应力及位移矢量与密封流体压力之间的关系。结果表明V形沟槽适用于密封介质压力不大的情况;在流体压力较大时,矩形及V形沟槽形式的O形圈密封结构均满足密封要求,但V形沟槽内O形圈更易损坏,因此机械振打器活塞杆处O形圈密封结构选择矩形沟槽较好。

利用大型有限元分析软件ANSYS,考察了橡胶O形圈的大变形引起的几何非线性和接触非线性,建立了橡胶O形圈和沟槽接触的轴对称非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形圈在安装使用中,其沟槽内的接触情况和橡胶O形圈内应力的分布规律,为橡胶密封件的设计开辟了一条新方法。从而为进一步可靠设计、优化橡胶O形圈提供了理论依据。

建立了O形圈密封结构的分析模型,研究了安装于不同密封沟槽中O形圈的接触应力及VOn Mises应力与密封流体压力之间的关系,确定了不同密封沟槽形式应用的合适范围,为同类密封结构设计提供了一定参考.

采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制作的球阀,具有强度高、密度小、耐酸碱腐蚀等优点,已逐步取代金属球阀应用在氯碱化工管道中。以DN50 GFRP浮动球阀为研究对象,分析常压下旋塞预紧力、密封件摩擦因数和密封面宽度对其密封性能的影响,并探究阀球推荐工作压力和GFRP浮动球阀整体设计参数对密封性能影响的主次顺序。结果表明:GFRP浮动球阀最高工作压力不应超过3 MPa,在常压环境下,需施加550 N以上的旋塞预紧力才能保证球阀正常密封;增大密封面摩擦因数可提高其密封性能,当密封面摩擦因数达到0.2时,密封面上最低密封比压最接近临界密封比压,材料利用率最高;随密封面宽度增加,最大密封比压呈先减小后增大的趋势,综合考虑球阀的使用寿命和材料利用率,该阀座的最佳密封面宽度为8.65 mm;密封面宽度对GFRP浮动球阀密封性能影响最大,其次为旋塞预紧力,密封...

针对目前油气管道机器人对油气管道的适应能力弱、爬坡能力差等问题,提出一种能够变径的履带式油气管道检测机器人。采用SolidWorks三维软件建立样机模型,然后将样机模型导入ADAMS仿真软件中,根据实际情况设置约束并简化模型,对管道机器人进行运动学仿真,分析变径、爬坡等能力,最后搭建试验平台对管道机器人的爬坡能力进行试验验证。结果表明:该机器人能够适应400~600 mm管径的油气管道,能够在承受自重的情况下爬上45°、90°的斜坡。