3051矿压水自排系统自动换向阀设计.doc

1、 本 科 毕 业 设 计（论文）题目 矿压水自排系统自动换向阀设计院（系部） 机械与动力工程系 专业名称 机械设计制造及其自动化 年级班级 机制 08 五班 学生姓名 孙开元 指导教师 郑建新 年 月 日河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1摘要地下水有两种不同的埋葬类型，即埋葬在第一个稳定隔水层之上的潜水和埋葬在上下两个稳定隔水层之间的承压水。随着矿井开采深度的不断增加，当达到承压水位置时，因受到静水压力的影响，则承压水会涌入矿井，造成突水事故，其突水后水位的高度有承压水的压力决定。在煤矿生产中，突水是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故。因此对矿井突水的防治就尤为重要。其中主要措施有 1.地面防水

2、，包括修筑防洪沟、河流改道或河流防渗、封填老井口；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、利用巷道疏干降压。限于技术条件，目前还无法辨别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，但是用泵排水耗电大，成本高，且需要专人值班，手动启停，安全性差。矿压水自排系统可以解决这一技术问题，它可以自动的激昂承压水排到井上，无需额外的能源，也无需人工管理。本设计就是矿压水自排系统中的重要部件

3、，它承载着系统换向的关键功能。关键词 二位四通自动换向阀 矿井承压水排放 低能耗 自排系统河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2AbstractIn 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

4、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 usefu

5、l，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

6、 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,

7、 and perfect coordination, implementation of artesian water 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文3in 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

8、.Key words two four-way automatic valve mine confined water emissions low energy consumption green emission河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4目录1 绪论 .11.1 毕业设计的意义 .11.2 选题背景及意义 .21.3 矿压水形成的原因 .31.4 基本原理简述 .52 二位四通换向阀的设计 .72.1 换向阀种类的选取 .72.2 换向阀的基本结构 .82.3 自动换向系统的工作原理 .123 二位四通自动换向增压装置的设计 .143.1 缸筒的设计 .143.1.1 缸体的材料

9、 .143.1.2 缸体的技术要求 .143.1.3 缸筒内径 D 的计算 .153.1.4 结构的设计 .153.1.5 缸筒的壁厚 选取 .163.2 缸盖的设计 .163.2.1 缸盖的材料 .163.2.2 缸盖的技术要求 .173.3 柱塞杆的设计和尺寸计算 .173.3.1 柱塞杆的作用 .173.3.2 柱塞杆的材料 .173.3.3 柱塞杆的技术要求 .18河南理工大学万方科技学院本科毕业论文53.3.4 柱塞杆的结构设计 .183.3.5 柱塞杆的设计计算 .193.3.6 柱塞杆上密封圈的选择 .193.4 液压缸油口的设计 .203.4.1 管接头的选用 .203.4.2

10、 进出油口直径计算 .203.5 蓄能器的设计及尺寸的计算 .213.5.1 蓄能器的作用和原理结构 .213.5.2 弹簧与限位钢球 .223.6 螺纹连接的选用 .223.7 柱塞杆上密封圈的选择 .233.8 拨叉的设计 .233.8.1 拨叉的材料 .233.8.2 拨叉的尺寸计算 .243.9 自动换向增压装置与左壳体的连接形式 .243.9.1 埋弧自动焊焊缝的形成过程 .243.9.2 埋弧自动焊的优点： .244 二位四通换向阀换向装置的设计 .264.1 换向装置的工作原理和基本结构 .264.2 换向轴的设计 .274.2.1 换向轴的作用和结构 .274.2.2 换向轴尺

11、寸大小的选择 .284.3 轴承的作用与选择 .294.3.1 推力轴承的选择 .304.4 左右陶瓷换向阀片的设计 .30河南理工大学万方科技学院本科毕业论文64.4.1 陶瓷换向阀片的优势 .304.4.2 陶瓷阀芯的特点 .324.4.3 结构设计 .334.4.4 陶瓷阀片的工作原理和简图 .334.4.5 阀门的结构设计需注意的几点 .354.4.6 尺寸的简单确定 .364.5 右端盖的设计 .364.5.1 右端盖的作用 .364.5.2 右端盖的形状和结构的设计 .364.6 右端盖管接头的选择 .374.7 右端盖尺寸的计算 .384.8 右密封垫圈的选择 .384.9 左密

12、封垫圈的选择 .395 油液的选取和污染的控制 .405.1 油液的选取 .405.2 污染的危害 .405.3 污染控制的主要措施 .416 液压系统中需要重视的几个问题 .436.1 液压元件的失效方式 .436.2 液压系统设计中的节能问题 .446.2.2 液压系统中的能耗损失的分类 .446.2.3 节能的主要途径 .446.3 液压系统中的冲击、震动和噪声控制 .456.3.1 液压冲击： .456.3.2 防止液压冲击的措施 .45河南理工大学万方科技学院本科毕业论文76.3.3 振动和噪声的污染 .476.3.4 振动和噪声的防治和改进措施 .47结 论 .49致 谢 .51参

13、考文献 .52河南理工大学万方科技学院本科毕业论文11 绪论1.1 毕业设计的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。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

14、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。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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2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