【煤矿三用阀的主要部件设计分析1800字】

煤矿三用阀的主要部件设计分析目录TOC\o"1-3"\h\u22059煤矿三用阀的主要部件设计分析 1133401.1三用阀的工作原理 1160921.2三用阀的关键技术问题及解决方案 1202531.3新材料的应用 41.1三用阀的工作原理三用阀煤矿单体液压支柱的核心元件，前端进液的单向阀，单向阀控制高压液体的单向进液，中部是安全阀，安全阀是整个三用阀的主要功能能够体现的核心元件，当顶板压力过大时，安全阀由于支柱内腔压力高于额定压力，此时会开启，然后内腔高压液体外溢，直到内部压力降低到额定压力以下，安全阀会关闭。卸载阀位于三用阀的末端，当完成作业，液压支柱进行卸载时，此时转动卸载手把，卸载阀弹簧由于缺少阻力，此时安全阀会完全打开，支柱内腔乳化液外溢，乳化液流向采空区，完成整个作业。1.2三用阀的关键技术问题及解决方案1.1.1阀口密封方式水介质相比与传统的乳化剂，水介质对于密封性的要求更高，因此要采用全新的阀口密封结构，常用的阀口密封结构有平面密封，球型密封，锥形密封。1.1.1阀口密封方式平面密封结构简单，维修和制作相比其他两种更加方便，但是平面密封结构要求精度更高才没能达到需求的密封精度。锥形密封结构常用于高压密封，适用于高压和大口径的阀门，本文设计的水压三用阀的额定压力在30Mpa以上，故在此使用锥形阀密封。1.1.2卸载阀单元结构的选择单体液压支柱的工作原理为：正常工作时，卸载阀关闭。液压系统中三用阀的主要功能是束缚液体的流动方向，允许其正向流动，阻止其反向流动。工作原理是在进液时，泵站的高压水流作用力大于单向阀弹簧的预紧力，此时弹簧压缩，钢球在弹簧力的作用下被冲开，脱离单向阀底座后，此时单向阀打开。目前市场上常见的两种阀芯结构是球阀和锥形阀。球阀是阀类的一个重要分支，由于球阀结构简洁，制造简单，操作容易，而且由于球面结构，所以与阀座接触面大，也就不会发生急剧磨损的现象，现在已经发展成为了工业生产中最常用的阀类。锥形阀的密封性更好，但相对的，其制造精度要求更高，锥形阀单向阀进液时，液体流速更加稳定，可以消弱气蚀现象，1.1.2常见阀芯结构1.1.3卸载阀垫的设计卸载阀垫在单元结构中起着重要的作用，首先在密封方面，提高卸载阀的密封性能，同时在高压环境下流体运动时，可以减少的流体运动阻力。阀垫通常采用硬性接触和软密封的设计，以减少阀垫的热变形量，起到保护作用，阀垫密封截面可加工成圆弧形，可以提高密封性和减小流体运动阻力。结构如下图：图1.1.3阀垫密封截面1.1.4安全阀单元结构的选择水介质相比于乳化剂，液体中水的含氧量更高，选择水为工作介质时，对零件的气蚀也更加严重，所以在此处安全阀上设计了一个二级孔，这样可以使通过进入阀体内部的水介质的气场发生改变，使气蚀的流动分散开来，从而减少对安全阀口处的破坏，达到延长零件使用寿命的目的。图1.1.4安全阀二级孔设计1.1.5左阀套与右阀套的设计阀腔内由于充满着高压液体，在工作时，注液阀体与阀套垫肩出由于接触面过小而内部压强太大，所以容易造成卸载阀垫挤压变形后脱落，脱落后就容易产生泄露，一旦阀垫变形脱落，那么就hi影响阀体整体的密封性，使阀内压强减小。此处采用滑阀式结构，设计出一个垫肩，然后加工出密封条，这样阀垫被挤压的力就会减小，以这种方式来减小阀垫的形变，降低对内部压强的影响。图1.1.5阀套剖视图1.3新材料的应用纯水和传统乳化剂有着巨大的理化性质的差异，因此在选择材料时，可选的材料有金属材料、聚合物和工程陶瓷，这些材料与纯水介质具有较好的相容性，由于水会电解出离子键，所以其腐蚀性较强，液压油的导电率约为水的一千分之一。因此传统材料可能达不到要求，必须能够承受电化学腐蚀和化学降解。具体分析如下：（1）金属材料金属材料本身强度高，发展历史很长，现在制造工艺已经十分成熟，发展出了各种金属材料，可选择耐腐蚀金属作为研制水压阀的材料。耐蚀合金在水压阀的研制中应用较为广泛，其中钛合金等是性能最好的，但是此合金价格很高。综合后，选择Cr-Ni系铸钢ZG0Cr18Ni9，此材料价格合适，且满足设计要求。（2）工程陶瓷相比于普通陶瓷材料，工程陶瓷的硬度更高，稳定性更好，氧化物陶瓷、氮化物陶瓷等是常见的工程陶瓷。工程陶瓷种类丰富，作用也多种多样，但普遍价格较高。在实际使用中，常采用喷涂的方式，在元件上覆盖陶瓷涂层，在保证原始元件的功能特性的前提下，又具有陶瓷的高硬度和高稳定性。（3）工程塑料热塑性塑料和热固性塑料是常见的工程塑料，相比于普通塑料，其刚性大、机械强度高，