礦壓水自排系統(tǒng)自動(dòng)換向閥的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 要 在煤礦生產(chǎn)中，突水是僅次于煤礦瓦斯突出的嚴(yán)重事故。因此防治突水災(zāi)害的意義重大。而井下預(yù)先排水則是防治突水事故的主要措施之一。 本設(shè)計(jì)涉及一種換向閥，尤其涉及一種新型的礦井承壓水自排系統(tǒng)中的二位四通自動(dòng)換向閥，它是該系統(tǒng)的重要組成部分。目前排水設(shè)備以離心泵和潛水泵為主，但用泵排水耗電量大，成本很高，且需要專人值班，手動(dòng)啟、停設(shè)備，安全性較差。針對(duì)這樣的技術(shù)條件，此二位四通換向閥就發(fā)揮了很大的作用，它可以用來傳輸三種不同壓力的礦井承壓水，并且有閥片耐磨耐腐蝕，抗沖擊能力高并且采用三級(jí)平面密封，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的 無泄漏等優(yōu)點(diǎn)，它能適應(yīng)水質(zhì)不同、壓力不同的礦井承壓水的自動(dòng)傳輸，且傳輸過程中承壓水的能量損失小，與系統(tǒng)完美配合，實(shí)現(xiàn)井下承壓水的綠色排放。 它設(shè)計(jì)的目的是將已探查清楚的地下含水層突水，經(jīng)自排系統(tǒng)工作后排到地面。大大的減少了突水事故發(fā)生的可能性。 關(guān)鍵詞： 二位四通自動(dòng)換向閥 礦井承壓水排放 低能耗 自排系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 n is a to So of is is of of of to a in a of in it is an of is is on a it be to a of It to of of in of of in It is to be of to of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 前 言 . 1 1 緒 論 . 2 設(shè)的目的和意義 . 2 題背景及意義 . 3 下防治突水事故的技術(shù)現(xiàn)狀 . 3 井承壓水形成的原因 . 4 水裝置的發(fā)展方向 . 4 向閥在裝置中的應(yīng)用 . 5 2 基本原理簡(jiǎn)述 . 6 井承壓水自排水系統(tǒng)的工作原理 . 6 位四通自動(dòng)換向閥的工作原理 . 7 位四通換向閥基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 . 7 位四通換向閥的基本工作原理 . 7 向閥的種類 . 7 3 承壓水自排系統(tǒng)的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) . 9 壓裝置的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) . 9 塞桿的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) . 9 筒活塞的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) . 9 塞與活塞桿連接結(jié)構(gòu)型式 . 10 離裝置的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) . 10 沖裝置的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) . 11 液壓缸的設(shè)計(jì) . 12 管的選擇 . 12 4 二位四通換向閥的設(shè)計(jì) . 13 5 二位四通自動(dòng)換向增壓裝置的設(shè)計(jì) . 14 動(dòng)換向增壓裝置的工作原理 . 14 筒的設(shè)計(jì) . 15 體的材料 . 15 筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 15 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 缸體的技術(shù)要求 . 15 筒內(nèi)徑 D 的計(jì)算 . 15 筒壁厚的計(jì)算 . 16 蓋的設(shè)計(jì) . 17 塞桿的設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算 . 17 塞桿的作用 . 17 塞桿的材料 . 17 塞桿的 技術(shù)要求 . 17 塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 18 塞桿的尺寸計(jì)算 . 18 塞桿上密封圈的選擇 . 18 出油口直徑計(jì)算 0d . 19 能器的設(shè)計(jì)及尺寸的計(jì)算 . 19 能器的作用和原理結(jié)構(gòu) . 19 寸的計(jì)算 . 20 簧的選用 . 21 右進(jìn)油口接頭的選擇 . 21 叉的設(shè)計(jì) . 22 叉的材料 . 22 叉的尺寸計(jì)算 . 23 動(dòng)換向增壓裝置與左殼體的連接形式 . 23 6 二位四通換向閥換向裝置的設(shè)計(jì) . 24 向裝置的工作原理和基本結(jié)構(gòu) . 24 構(gòu) 簡(jiǎn)圖 . 24 本原理 . 24 向軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 25 向軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和作用 . 25 向軸尺寸大小的選擇 . 25 承的選擇 . 26 右陶瓷閥片的設(shè)計(jì) . 26 瓷閥芯的優(yōu)點(diǎn) . 26 瓷閥芯材料的選擇 . 26 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 陶瓷閥片的工作原理和簡(jiǎn)圖 . 27 寸的簡(jiǎn)單確定 . 28 門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需注意的幾點(diǎn) . 29 端蓋的設(shè)計(jì) . 29 端蓋的作用 . 29 端蓋的形狀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 29 端蓋管接頭的選擇 . 29 端蓋尺寸的計(jì)算 . 30 端蓋螺栓個(gè)數(shù)的確定 . 30 密封墊圈的選擇 . 31 密封墊圈的選擇 . 31 7 油液的選取和污染的控制 . 32 液的選取 . 32 染的危害 . 32 染的原因 . 32 染控制的主要措施 . 32 8 液壓系統(tǒng)中需要重視的幾個(gè)問題 . 34 壓元件的失效方式 . 34 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能問題 . 34 壓系統(tǒng)中的能耗損失的分類 . 34 能的主要途 徑 . 34 壓系統(tǒng)中的沖擊、震動(dòng)和噪聲控制 . 35 壓沖擊 . 35 止液壓沖擊的措施 . 35 動(dòng)和噪聲的污染 . 36 染的原因和危害 . 36 動(dòng)和噪聲的防治和改進(jìn)措施 . 36 結(jié) 論 . 38 致 謝 . 39 參考文獻(xiàn) . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué) 習(xí)階段 ,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程，是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。 本人畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為二位四通換向閥的設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)前期，我溫習(xí)了很多的專業(yè)知識(shí)，并查閱了關(guān)于閥體和礦井承壓水的很多資料；在畢業(yè)設(shè)計(jì)中期，我們通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行閥體各個(gè)部分的進(jìn)行了原理的疏通、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和尺寸的確定等；在畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)手稿的電子排版整理，并得到老師的審批和指正，使我圓滿地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，在此我表示衷心的感謝。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的兩個(gè)月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、 論文撰寫以及外文的翻譯，使我加深了對(duì)新規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識(shí)，提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時(shí)熟練掌握了 制圖軟件，以及多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。以下所有這些從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求。由于自己水平有限，難免有不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 緒 論 設(shè)的目的和意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一次總的檢驗(yàn)和鞏固，是一次很好的理論聯(lián)系實(shí)際的鍛煉，是大學(xué)教學(xué)的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，相比以前的幾次課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的涉及面更加廣泛，是知識(shí)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，也是對(duì)四年大學(xué)生活和學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)。做好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和積累豐富 的經(jīng)驗(yàn) 因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)具有很重要的意義。 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使達(dá)到以下幾個(gè)效果： （ 1）鞏固、擴(kuò)大、深化學(xué)生以前所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)； （ 2）培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力； （ 3）培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)等工具書的能力； （ 4）鍛煉進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件、繪圖等獨(dú)立工作能力。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生建立正確 的設(shè)計(jì)思想，初步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的方法和手段，從而使學(xué)生受到一次工程師的基本訓(xùn)練。 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是比較新型的題目，但又同液壓缸的工作原理很像，因此本次設(shè)計(jì)主要是依據(jù)液壓缸來設(shè)計(jì)的。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求如下： （ 1）調(diào)查和查閱現(xiàn)在煤礦的防治突水的方法，收集并分析各種防治措施的先進(jìn)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)以及有關(guān)的科技動(dòng)向； （ 2）查閱資料并進(jìn)行本畢業(yè)設(shè)計(jì)的原理分析； （ 3）進(jìn)行總裝配圖的設(shè)計(jì)和計(jì)算； （ 4）進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算； （ 5）編制設(shè)計(jì)技術(shù)說明書一份和圖紙若干。 3、本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序和時(shí)間安排 畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，由于時(shí)間的限制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不可能按工廠的設(shè)計(jì)程序來進(jìn)行，具體的說，可以分以下幾個(gè)階段： （ 1）實(shí)習(xí)階段，通過畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)地調(diào)查、研究、收集有關(guān)資料，掌握數(shù)控電火花線切割加工技術(shù)，了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計(jì)的基本要求，花兩周時(shí)間； （ 2）制定方案、總體設(shè)計(jì)階段，花兩周時(shí)間； （ 3）計(jì)算和技術(shù)設(shè)計(jì)階段，繪制圖紙，整理設(shè)計(jì)說明書，花三周時(shí)間； （ 4）答辯階段，自述設(shè)計(jì)內(nèi)容，回答問題。 最后，由于專業(yè)知識(shí)的有限 ,實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足 ,所以在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)了 錯(cuò)誤與不足。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 題背景及意義 中國(guó)大部分礦區(qū)復(fù)雜的水文地質(zhì)和構(gòu)造地質(zhì)中比較嚴(yán)重的突水事故，在煤礦的生產(chǎn)中，突水是僅次于煤礦瓦斯突出的嚴(yán)重事故。而我國(guó)煤礦突水災(zāi)害的基本特點(diǎn)是：分布廣、發(fā)生頻次高、破壞損失嚴(yán)重。據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全國(guó)統(tǒng)配煤礦的 624 對(duì)礦井中，有 272 對(duì)礦井受水災(zāi)威脅。突水災(zāi)害廣泛發(fā)生在十幾個(gè)省 (市、自治區(qū) )的 70 多個(gè)煤礦。 1955 2000 年，全國(guó)煤礦發(fā)生較嚴(yán)重的突水災(zāi)害約 1500 次，造成淹井事故 260 多次，至少造成 4600 多人死亡，減少出煤約 1 8 億 t。而且還早成了很多的人員傷亡，嚴(yán)重 的突水災(zāi)害，除造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失外，還破壞礦區(qū)地下水、地表系統(tǒng)，甚至引起地面塌陷，影響礦區(qū)及周圍生態(tài)壞境，因此要高度重視突水的防治。導(dǎo)致我國(guó)煤礦突水事故的原因非常復(fù)雜，除自然條件、管理水平比較低外，還有與生產(chǎn)技術(shù)和防治能力比較差有密切的關(guān)系。此題目的設(shè)計(jì)就是針對(duì)這一現(xiàn)狀，充分利用地下含水層的壓力，然后利用本身水壓力將突水排到地面，因此此自排系統(tǒng)可在一定程度減少煤礦的開采成本。而主要部件之一的換向閥也是很重要的一部分。 下防治突水事故的技術(shù)現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)防治突水的技術(shù)措施主要有以下幾種： 1、地 面防水，包括修筑防洪溝、河流改道或河流防滲、封填老窿井口。 2、井下防水治水，包括采掘前鉆孔探水、阻斷水路隔絕水源（主要采用水閘門阻絕水源、采用水閘墻阻斷水源、采用注漿堵水、采用封閉水泵房）。 3、預(yù)先排水、疏干降壓，包括地面鉆孔疏干降壓、井下鉆孔疏干降壓、利用巷道疏干。 限于技術(shù)條件，目前還無法辨識(shí)突水前兆信息進(jìn)而進(jìn)行預(yù)警；因此，預(yù)先排水、疏 干降壓仍是礦井防治水災(zāi)害的主要方法。目前排水設(shè)備以離心泵和潛水泵為主，但用泵排水耗電量大，成本很高，且需專人值班，手動(dòng)起、停設(shè)備，安全性較差。 而在預(yù)先排水中利用水泵 排水又占有主導(dǎo)地位?，F(xiàn)在的水泵排水技術(shù)已有很大的進(jìn)步，如在國(guó)外 潛水泵的揚(yáng)程可達(dá) 351000m，排水量達(dá)1265000m3/h。值得稱道的是，國(guó)外礦井疏干工作正在逐漸采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，這使疏干技術(shù)的水平大大提高了一步。但是，由于礦井排水成本越來越高，更進(jìn)一步加劇了能源緊張問題。另一方面， 礦井排水一直以來都是煤礦用電的大戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)的煤炭行業(yè)中，礦井排水用電量占原煤生產(chǎn)總耗電量的 18%41%，一般為 20%左右。如永榮礦務(wù)局 1996 年礦井原煤生產(chǎn)用電共 5230萬 中主排水泵用電 986 萬 礦井原煤生產(chǎn)用電的 又如華豐煤礦屬大水礦井，礦井正常涌水量 13水電耗居高不下， 2006 年礦井全年生產(chǎn)實(shí)耗電量 4264 7124萬 中排水耗電量為 2200 萬 總耗電量的 45 ，噸煤排水電費(fèi) 7 5 元左右，年排水電費(fèi) 1000 萬元以上。 在我國(guó)的煤礦生產(chǎn)中，排水裝置的運(yùn)行效率很低。因此，探討礦井新的排水技術(shù)，對(duì)于節(jié)約能源用電，節(jié)約煤礦開采成本具有重大的意義。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 井承壓水形成的原因 礦井水源分為地面水和地下水： （ 1）地面水引起的礦井水災(zāi)。礦井附近有江河、湖泊、 池塘、水庫、溝渠等積水，以及季節(jié)性雨水時(shí)，當(dāng)水位暴漲，超過礦井井口標(biāo)高而涌入井下，或由裂隙、斷層或塌陷區(qū)滲入井下造成水災(zāi)，這種水源叫地表水。受這種水危害的情況，一般有以下幾種： 1）位于低洼地帶的礦井，由地表水沖破礦井周圍圍堤而流入井口，或由于殲石山、爐灰等推積位置選擇不當(dāng)，被洪水或雨水長(zhǎng)年沖刷到附近的江河當(dāng)中，使河床增高或造成河水超過堤或攔洪壩直接進(jìn)入井口。這種地表水來勢(shì)兇猛，而且伴隨許多泥沙、礫石。如防備不當(dāng)，常造成淹井事故； 2）地表水與松軟的沙礫巖層相通，當(dāng)井筒掘進(jìn)穿透沖積層含水層時(shí)，地表水將順著砂 礫巖層的裂隙涌入井下造成淹井； 3）地表水與煤層頂?shù)装宓暮畬酉噙B通或由斷層溝通，地表水通過含水層或斷層進(jìn)入井巷，致使發(fā)生水災(zāi)事故； 4）煤層采掘以后，冒落帶一旦進(jìn)入老窯或與地表水系溝通，也會(huì)發(fā)生地表水涌入礦井，造成水災(zāi)事故。 （ 2）地下水引起的礦井水災(zāi)。地下水包括地下含水層水、溶洞、斷層水、老空水等。地下水造成水災(zāi)的情況，一般有以下幾種： 1）地下的礫巖層，流沙層和具有巖溶的石灰?guī)r層，都含有大量積水，稱為含水層。當(dāng)采掘工作接近或穿透這種積水區(qū)時(shí)，就會(huì)造成透水事故； 2）斷層及其附近的巖層均比較破碎，在這種 破碎帶內(nèi)有時(shí)含水或與地表水、含水層溝通，掘進(jìn)時(shí)，碰到這種情況容易造成突水事故。 3）已采掘的舊巷及空洞內(nèi)，常有大量積水，稱為老空水。老空水常為礦井水災(zāi)事故的主要原因。老空水特點(diǎn)是水壓大，一旦掘透，來勢(shì)兇猛，具有很大破壞性。 水裝置的發(fā)展方向 雖然預(yù)先排水中利用水泵排水現(xiàn)在占有主導(dǎo)地位，而且水泵排水技術(shù)已有很大的進(jìn)步，但是水泵在井下并不能像我們想象的那樣完美，它耗能大、有污染，而且在井下復(fù)雜的情況下需要電力的支持才能正常的工作，并不能很好的與現(xiàn)在所提倡的綠色環(huán)保的理念完美的結(jié)合，這就需要一個(gè)更好的方 法去完成井下承壓水的排放，也就揭示了未來井下排水系統(tǒng)應(yīng)該努力的方向。本系統(tǒng)就提供了一個(gè)很好的方向， 此次設(shè)計(jì)的承壓水自排系統(tǒng)就是在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)思的，它與現(xiàn)在煤礦所用的排水泵有著很大的區(qū)別。它不是利用電能帶動(dòng)水泵將地下含水層排出水面，而是利用地下含水層本身的壓力經(jīng)自排泵工作后自行排出水面。它的工作原理類似于液壓缸的工作原理。據(jù)初步計(jì)算自排泵排出的突水可占總突水總量的 2/3 左右，因此這對(duì)煤礦用電量的減少也是十分可觀的。我想這是未來這方面發(fā)展的重要方向之一。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 向閥在裝置中的應(yīng)用 所謂的換向閥是為了改變活塞 的運(yùn)動(dòng)方向的，使活塞能自行的往返運(yùn)動(dòng)。此換向裝置既不采用利用油泵控制油壓來實(shí)現(xiàn)換向，也不采用電磁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)換向，而是利用自排泵活塞桿自身的動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)換向的。因此此換向裝置的設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)省能源，節(jié)約成本有著重要的意義 ,這也是此自排水系統(tǒng)的亮點(diǎn)之一，巧妙的把承壓水的壓力轉(zhuǎn)化為自身換向的動(dòng)力，在節(jié)能方面起到了很大的作用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 基本原理簡(jiǎn)述 井承壓水自排水系統(tǒng)的工作原理 礦井承壓水自排系統(tǒng)總體圖如圖 2示： 圖 2礦井承壓水自排系統(tǒng)總體圖 由圖可知，礦井承壓水自排系統(tǒng)的工作原理如下：本設(shè)計(jì)的礦 井承壓水自排系統(tǒng)的工作原理為：打開總開關(guān) 26，礦井承壓水通過低壓水管 22 及其上的第一單向閥 18、第二單向閥 19 進(jìn)入左缸體 1和右缸體 2，然后打開工作開關(guān) 25，礦壓水通過低壓水管 22、換向閥套 13 上的進(jìn)水口 8 并經(jīng)換向閥套 13 上的進(jìn)出水口 9、水管 23 進(jìn)入環(huán)形空腔 4，推動(dòng)增壓裝置活動(dòng)塊 3 往右運(yùn)動(dòng)，使環(huán)形空腔 5內(nèi)的水經(jīng)水管 24、換向閥套 13 上的進(jìn)出水口 10 和排水口 12 流入水倉；增壓裝置活動(dòng)塊 3 向右運(yùn)動(dòng)使右缸體 2 里面的水壓力升高，迫使第二單向閥 19 關(guān)閉、第四單向閥 21 打開，高壓水經(jīng)過第四單向閥 21 流入高壓水管道 27，再 經(jīng)高壓水管道 27 送到地面。同時(shí)第一單向閥 18 處于打開狀態(tài)，第三單向閥 20 處于關(guān)閉狀態(tài)。增壓裝置活動(dòng)塊 3 運(yùn)動(dòng)到右端，其端部的凹槽推動(dòng)右液壓油油缸的小柱塞 7 向右運(yùn)動(dòng)，通過右輸油管 17 使換向閥套 13 右端壓力升高，由右蓄能器 16 蓄能，達(dá)到一定壓力后，換向閥芯 14 克服限位鋼球的阻力向左移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換向。礦井承