矿压水自排系统自动换向阀的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-摘 要在煤矿生产中，突水是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故。因此防治突水灾害的意义重大。而井下预先排水则是防治突水事故的主要措施之一。本设计涉及一种换向阀，尤其涉及一种新型的矿井承压水自排系统中的二位四通自动换向阀，它是该系统的重要组成部分。目前排水设备以离心泵和潜水泵为主，但用泵排水耗电量大，成本很高，且需要专人值班，手动启、停设备，安全性较差。针对这样的技术条件，此二位四通换向阀就发挥了很大的作用，它可以用来传输三种不同压力的矿井承压水，并且有阀片耐磨耐腐蚀，抗冲击能力高并且采用三级平面密封，实现严格的无泄漏等优点，它能适应水质不同、压力不同的矿井承压水的自动传输，且传输过程中承压水的能量损失小，与系统完美配合，实现井下承压水的绿色排放。它设计的目的是将已探查清楚的地下含水层突水，经自排系统工作后排到地面。大大的减少了突水事故发生的可能性。关键词： 二位四通自动换向阀 矿井承压水排放 低能耗 自排系统买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-I-AbstractIn coal production，Water inrush is a serious accident only the second to coal mine gas outburst. So the prevention of sudden water-related disasters is significantful, and the underground pre-drainage is one of the main measures of prevention and control of water inrush accident.The design relates to a valve, in particular, involving a new type of mine pressurized water from the drainage system in the two four-way automatic valve, and it is an important part of the system. Now centrifugal pumps and submersible pumps is useful, but pumps water system is power consumption and high cost，and need someone on duty、manual start and stop equipment. For this specification, the two four-way directional control valve plays a very important role，it can be used to transfer three different mine confined water pressure and valve plate wear-resistant, corrosion resistant, high shock resistance and a three-level flat sealing, realize the advantages of strictly leakage. It can adapt to different water quality and pressure of automatic transmission of confined water in mine and confined water of small energy loss during transmission, and perfect coordination, implementation of artesian water in underground green emission. It is designed to be the exploration of underground water bursting clear, through the exhaust system back to the ground. Significantly reduce the possibility of water inrush accident occurred.Key words: two four-way automatic valve mine confined water emissions low energy consumption green emission买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-II-目 录前 言 .11 绪 论 .21.1 毕设的目的和意义 .21.2 选题背景及意义 .31.3 井下防治突水事故的技术现状 .31.4 矿井承压水形成的原因 .41.5 排水装置的发展方向 .41.6 换向阀在装置中的应用 .52 基本原理简述 .62.1 矿井承压水自排水系统的工作原理 .62.2 二位四通自动换向阀的工作原理 .72.2.1 二位四通换向阀基本结构简图 .72.2.2 二位四通换向阀的基本工作原理 .72.2.3 换向阀的种类 .73 承压水自排系统的简要设计 .93.1 增压装置的简要设计 .93.1.1 活塞杆的简要设计 .93.1.2 缸筒活塞的简要设计 .93.1.3 活塞与活塞杆连接结构型式 .103.1.4 隔离装置的简要设计 .103.2 缓冲装置的简要设计 .113.2.1 小液压缸的设计 .123.2.2 油管的选择 .124 二位四通换向阀的设计 .135 二位四通自动换向增压装置的设计 .145.1 自动换向增压装置的工作原理 .145.2 缸筒的设计 .155.2.1 缸体的材料 .155.2.2 缸筒结构的设计 .15买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-III-5.2.3 缸体的技术要求 .155.2.4 缸筒内径 D 的计算 .155.2.5 缸筒壁厚的计算 .165.2.6 缸盖的设计 .175.3 柱塞杆的设计和尺寸计算 .175.3.1 柱塞杆的作用 .175.3.2 柱塞杆的材料 .175.3.3 柱塞杆的技术要求 .175.3.4 柱塞杆的结构设计 .185.3.5 柱塞杆的尺寸计算 .185.3.6 柱塞杆上密封圈的选择 .195.4 进出油口直径计算 0d.195.5 蓄能器的设计及尺寸的计算 .195.5.1 蓄能器的作用和原理结构 .195.5.2 尺寸的计算 .205.5.3 弹簧的选用 .215.6 左右进油口接头的选择 .215.7 拨叉的设计 .225.7.1 拨叉的材料 .225.7.2 拨叉的尺寸计算 .235.8 自动换向增压装置与左壳体的连接形式 .236 二位四通换向阀换向装置的设计 .246.1 换向装置的工作原理和基本结构 .246.1.1 结构简图 .246.1.2 基本原理 .246.2 换向轴结构的设计 .246.2.1 换向轴结构设计和作用 .246.2.2 换向轴尺寸大小的选择 .256.3 轴承的选择 .266.4 左右陶瓷阀片的设计 .266.4.1 陶瓷阀芯的优点 .266.4.2 陶瓷阀芯材料的选择 .26买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-IV-6.4.3 陶瓷阀片的工作原理和简图 .276.4.4 尺寸的简单确定 .286.4.5 阀门的结构设计需注意的几点 .286.5 右端盖的设计 .296.5.1 右端盖的作用 .296.5.2 右端盖的形状和结构的设计 .296.5.3 右端盖管接头的选择 .296.6 右端盖尺寸的计算 .296.7 右端盖螺栓个数的确定 .296.8 右密封垫圈的选择 .316.9 左密封垫圈的选择 .317 油液的选取和污染的控制 .327.1 油液的选取 .327.2 污染的危害 .327.3 污染的原因 .327.4 污染控制的主要措施 .328 液压系统中需要重视的几个问题 .348.1 液压元件的失效方式 .348.2 液压系统设计中的节能问题 .348.2.1 液压系统中的能耗损失的分类 .348.2.2 节能的主要途径 .348.3 液压系统中的冲击、震动和噪声控制 .358.3.1 液压冲击 .358.3.2 防止液压冲击的措施 .358.4 振动和噪声的污染 .368.4.1 污染的原因和危害 .368.4.2 振动和噪声的防治和改进措施 .36结 论 .38致 谢 .39参考文献 .40买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。本人毕业设计题目为二位四通换向阀的设计。在毕业设计前期，我温习了很多的专业知识，并查阅了关于阀体和矿井承压水的很多资料；在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行阀体各个部分的进行了原理的疏通、结构的设计和尺寸的确定等；在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。毕业设计的两个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了 CAXA、CAD 等制图软件，以及多种结构设计软件。以下所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-1 绪 论1.1 毕设的目的和意义毕业设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固，是一次很好的理论联系实际的锻炼，是大学教学的重要实践性环节，相比以前的几次课程设计，毕业设计对所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛，是知识与实践的有机结合，也是对四年大学生活和学习的一个总结。做好本次毕业设计可以为以后的工作打下坚实的基础和积累丰富的经验 因此本次毕业设计具有很重要的意义。1、毕业设计的目的通过本次毕业设计，使达到以下几个效果：（1）巩固、扩大、深化学生以前所学的基础和专业知识；（2）培养学生综合分析、理论联系实际的能力；（3）培养学生调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力；（4）锻炼进行设计计算、数据处理、编写技术文件、绘图等独立工作能力。总之，通过毕业设计使学生建立正确的设计思想，初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段，从而使学生受到一次工程师的基本训练。2、毕业设计的主要内容和要求本次毕业设计的题目是比较新型的题目，但又同液压缸的工作原理很像，因此本次设计主要是依据液压缸来设计的。具体设计内容和要求如下：（1）调查和查阅现在煤矿的防治突水的方法，收集并分析各种防治措施的先进技术、发展趋势以及有关的科技动向；（2）查阅资料并进行本毕业设计的原理分析；（3）进行总装配图的设计和计算；（4）进行零部件的设计和计算；（5）编制设计技术说明书一份和图纸若干。3、本次毕业设计的程序和时间安排毕业设计是实践性的教学环节，由于时间的限制，本次毕业设计不可能按工厂的设计程序来进行，具体的说，可以分以下几个阶段：（1）实习阶段，通过毕业实习实地调查、研究、收集有关资料，掌握数控电火花线切割加工技术，了解机床的结构、工作原理和设计的基本要求，花两周时间；（2）制定方案、总体设计阶段，花两周时间；（3）计算和技术设计阶段，绘制图纸，整理设计说明书，花三周时间；（4）答辩阶段，自述设计内容，回答问题。最后，由于专业知识的有限,实际生产经验不足,所以在设计中难免出现了错误与不足。买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-1.2 选题背景及意义中国大部分矿区复杂的水文地质和构造地质中比较严重的突水事故，在煤矿的生产中，突水是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故。而我国煤矿突水灾害的基本特点是：分布广、发生频次高、破坏损失严重。据初步调查统计，全国统配煤矿的 624 对矿井中，有 272 对矿井受水灾威胁。突水灾害广泛发生在十几个省(市、自治区 )的 70 多个煤矿。19552000 年，全国煤矿发生较严重的突水灾害约 1500 次，造成淹井事故 260 多次，至少造成 4600 多人死亡，减少出煤约 18 亿 t。而且还早成了很多的人员伤亡，严重的突水灾害，除造成人员伤亡和经济损失外，还破坏矿区地下水、地表系统，甚至引起地面塌陷，影响矿区及周围生态坏境，因此要高度重视突水的防治。导致我国煤矿突水事故的原因非常复杂，除自然条件、管理水平比较低外，还有与生产技术和防治能力比较差有密切的关系。此题目的设计就是针对这一现状，充分利用地下含水层的压力，然后利用本身水压力将突水排到地面，因此此自排系统可在一定程度减少煤矿的开采成本。而主要部件之一的换向阀也是很重要的一部分。1.3 井下防治突水事故的技术现状目前国内防治突水的技术措施主要有以下几种：1、地面防水，包括修筑防洪沟、河流改道或河流防渗、封填老窿井口。2、井下防水治水，包括采掘前钻孔探水、阻断水路隔绝水源（主要采用水闸门阻绝水源、采用水闸墙阻断水源、采用注浆堵水、采用封闭水泵房） 。3、预先排水、疏干降压，包括地面钻孔疏干降压、井下钻孔疏干降压、利用巷道疏干。限于技术条件，目前还无法辨识突水前兆信息进而进行预警；因此，预先排水、疏 干降压仍是矿井防治水灾害的主要方法。目前排水设备以离心泵和潜水泵为主，但用泵排水耗电量大，成本很高，且需专人值班，手动起、停设备，安全性较差。而在预先排水中利用水泵排水又占有主导地位。现在的水泵排水技术已有很大的进步，如在国外潜水泵的扬程可达 351000m，排水量达1265000m3/h。值得称道的是，国外矿井疏干工作正在逐渐采用计算机自动控制，这使疏干技术的水平大大提高了一步。但是，由于矿井排水成本越来越高，更进一步加剧了能源紧张问题。另一方面，矿井排水一直以来都是煤矿用电的大户。据统计，在我国的煤炭行业中，矿井排水用电量占原煤生产总耗电量的 18%41%，一般为 20%左右。如永荣矿务局 1996 年矿井原煤生产用电共5230 万 KWh，其中主排水泵用电 986 万 KWh，占矿井原煤生产用电的 18.85%。又如华丰煤矿属大水矿井，矿井正常涌水量 13m3min。排水电耗居高不下，2006 年矿井全年生产实耗电量42647124 万 kwh，其中排水耗电量为 2200 万 kWh，占总耗电量的 45 ，吨煤排水电费 75 元左右，年排水电费 1000 万元以上。在我国的煤矿生产中，排水装置的运行效率很低。因此，探讨矿井新的排水技术，对于节约能源用电，节约煤矿开采成本具有重大的意义。买文档送 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-1.4 矿井承压水形成的原因矿井水源分为地面水和地下水：（1）地面水引起的矿井水灾。矿井附近有江河、湖泊、池塘、水库、沟渠等积水，以及季节性雨水时，当水位暴涨，超过矿井井口标高而涌入井下，或由裂隙、断层或塌陷区渗入井下造成水灾，这种水源叫地表水。受这种水危害的情况，一般有以下几种：1）位于低洼地带的矿井，由地表水冲破矿井周围围堤而流入井口，或由于歼石山、炉灰等推积位置选择不当，被洪水或雨水长年冲刷到附近的江河当中，使河床增高或造成河水超过堤或拦洪坝直接进入井口。这种地表水来势凶猛，而且伴随许多泥沙、砾石。如防备不当，常造成淹井事故；2）地表水与松软的沙砾岩