石油管道抢修索道驱动运输系统关键技术研究

论文摘要

在油气管道危险抢修中,由于地震、滑坡和泥石流等自然灾害对油气管道造成破坏的抢修任务是比较艰巨和耗时的。而我国油气管道大都分布在地质灾害高发的山区地带,因此使得油气管道的危险抢修成为保障我国油气安全一个重大课题。为了解决石油管道危险抢修中设备运输的难题,本文提出了一种新型的石油管道抢修设备运输工具,并通过实地验证。石油管道抢修设备缆索运输系统相对于以往的抢修方式具备便捷、地形适应性强和安全等特点,它可以迅速实现安装并完成抢修设备运输任务,为油气管道的修复节省大量的时间。缆索系统主要包括驱动运输系统、龙门桅杆系统、锚固和张紧系统。本文主要针对驱动运输系统做了以下一些工作:1.驱动运输系统的设计。作为整个缆索系统中的动力输出和装载运输设备,驱动运输系统起着至关重要的作用。驱动运输系统主要分为驱动机、控制柜、缆索循环装置以及载重小车四部分组成。驱动机设计了双制动的制动装置,在减速机高速级设置主制动器,低速级设置辅助制动器,采用单摩擦卷筒驱动牵引索。控制系统采用PLC与变频器相结合的控制方式,在PLC系统控制下变频器使驱动系统实现从0到1.25m/s的无级调速。缆索循环装置包括迂回轮、导向轮和牵引索,形成一个闭合循环往复运输系统。在上述方案的基础上,结合试验场地的地形条件为现场试验制造了一整套样机。2.系统动力学仿真平台研究。为了研究在不同气候条件下系统的动力学特性,综合运用Pro/E和ADAMS建立了一个系统动力学仿真平台,并在此平台上模拟系统在无外部干扰情况下的动力学特性。3.现场试验。完成了样机的可行性试验,从而证明了缆索系统在石油管道抢修中是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 索道概述
• 1.2.1 货运索道
• 1.2.2 客运索道
• 1.2.3 林业索道
• 1.2.4 工程索道特点
• 1.3 索道的主要组成部分
• 1.3.1 钢丝绳
• 1.3.2 支架
• 1.3.3 驱动机
• 1.3.4 运输系统
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 驱动运输系统设计
• 2.1 整体方案选择
• 2.2 驱动系统方案选择与设计
• 2.2.1 设计要求
• 2.2.2 设计参数
• 2.2.3 系统方案选择
• 2.2.4 驱动系统设计
• 2.3 运输系统设计
• 2.3.1 载重小车的设计要求
• 2.3.2 载重小车的设计参数
• 2.3.3 方案选择
• 2.3.4 结构设计
• 2.3.5 迂回轮与导向轮
• 2.4 样机方案
• 2.4.1 驱动系统样机方案
• 2.4.2 控制系统方案
• 2.4.3 载重小车车轮方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 缆索系统动力学仿真平台研究
• 3.1 前言
• 3.2 导入Pro/E 模型
• 3.3 钢丝绳建模
• 3.3.1 ADAMS 中钢丝绳建模方法
• 3.3.2 轴套力的介绍
• 3.3.3 钢丝绳建模思路
• 3.4 添加约束与载荷
• 3.4.1 添加约束
• 3.4.2 添加载荷
• 3.4.3 平台可靠性验证
• 3.5 本章小结
• 第四章 关键部件计算与校核
• 4.1 高速级齿轮轴齿轮计算
• 4.2 中间级齿轮轴轮计算
• 4.3 齿轮轴的校核
• 4.3.1 高速级和中间级齿轮轴校核
• 4.3.2 低速轴校核
• 4.4 小车关键部件校核
• 4.4.1 小车轮轴校核
• 4.4.2 滑轮夹板校核
• 4.4.3 夹索器的校核
• 4.5 本章小结
• 第五章 驱动运输系统样机与现场试验
• 5.1 驱动系统样机制造
• 5.2 运输系统样机制造
• 5.3 PLC 控制系统
• 5.3.1 变频调速原理
• 5.3.2 PLC 选型
• 5.3.3 PLC 速度自动控制方案
• 5.4 现场试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 附录：部分宏命令代码