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本科毕业设计说明书
纯水单体液压支柱三用阀的整体设计
ONTHEOVERRALLDESIGNOFTHREEPUREWATERHYDRAULICVALVE
学院<部):
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指导教师:
年月日
纯水单体液压支柱三用阀的整体设计
摘要
现在的阀以油和乳化液为工作介质,此种阀容易腐蚀,使用寿命短,当把纯水作为工作介质用在阀上时,阀的使用寿命就明显增长。
这篇文章就是讨论纯水三用阀。
在文章里,我们研究了纯水阀所面临的问题,及可以从几个方面考虑解决的方法。
文章研制的三用阀的工作介质就是纯水,该阀是矿山机械——单体液压支柱的关键部件。
文章对三用阀的总体和零件进行了研究。
文章还对阀的静态特性,动态特性进行分析,在此过程中运用了MATLAB中的SIMULINK进行建模与仿真。
当把三用阀的介质换为纯水后,三用阀在设计尺寸结构等方面就遇到了许多问题,文章通过缩小公差带,降低粗造度等方法来解决换了介质,粘度降低的问题。
关键词:
纯水,三用阀,静态特性,动态特性
ONTHEOVERRALLDESIGNOFTHREEPUREWATERHYDRAULICVALVE
ABSTRACT
Thevalveiseasytobecorrodedandashorttimetouse,thattakesoilandemulsionasservicefluidnow.Whenpurewaterisusedinthevalue,thetimeislonger.Thisarticleisontheuseofthreepurewatervalue.
Inthisarticle,westudiedthekeytothequestionsinmanyaspectstowhichthepurewatervaluefaces.Theworkingmediumispurewaterinthevalueofthreeusing.Itisusedinthepitmachine.Thewholeandsparcepartsisstudiedinthisarticle.StaticandchangecharacteristicsanalyseduseSimulinkofMatlabtobuildthepattern.Whenusingpurewater,thevaluehasmanyquestionsinthosewayswhichisdesigningsizesandstructure.
Wecannarrowerrorclass,recluceroughclassect.Inthiswaywecananswertothequestionofviscosityclassreclucing.
KEYWARDS:
purewater,threepurewatervalue,Staticcharacteristics,changecharacteristics
目录
摘要(中文>………………………………………………………………………………Ⅰ
摘要(外文>…………………………………………………………………………………Ⅱ
1绪论…………………………………………………………………………………………1
1.1引言…………………………………………………………………………………2
1.2“纯水”的定义及分类………………………………………………………………3
1.3纯水液压传动所面临的技术挑战及对策……………………………………………4
1.3.1密封与润滑问题…………………………………………………………………6
1.3.2耐磨损问题………………………………………………………………………7
1.3.3耐腐蚀问题………………………………………………………………………9
1.3.4抗气蚀问题………………………………………………………………………9
1.4国内外研究应用现状与发展趋势……………………………………………………9
1.4.1研究应用现状分析………………………………………………………………9
1.4.2将来的发展趋势………………………………………………………………10
1.5三用阀的防腐性能…………………………………………………………………11
1.5.1三用阀的工作液采用纯水……………………………………………………11
1.5.2材料全部采用不锈钢…………………………………………………………12
1.6本文研究的内容……………………………………………………………………12
2设计纯水液压阀时需要注意的问题………………………………………………………13
2.1纯水液压阀的研究现状……………………………………………………………13
2.2纯水液压阀面临的关键问题………………………………………………………14
2.2.1气蚀与气蚀磨损………………………………………………………………14
2.2.2拉丝侵蚀和冲蚀………………………………………………………………15
2.2.3泄露与效率……………………………………………………………………16
2.2.4压力冲击,震动与噪音…………………………………………………………16
2.2.5纯水液压元件气穴及其噪音问题……………………………………………17
2.2.5解决阀设计中存在的问题可从几个方面考虑………………………………18
2.2.6纯水液压元件减小气蚀破坏的方法…………………………………………19
3单体液压支柱结构分析……………………………………………………………………21
3.1概述…………………………………………………………………………………21
3.2液压支柱的适用范围及种类………………………………………………………21
3.3单体液压支柱的规格………………………………………………………………21
3.3.1外注式单体液压支柱………………………………………………………21
3.3.2内注式单体液压支柱…………………………………………………………22
3.4单体液压支柱的结构及技术参数…………………………………………………22
3.4.1DW06-22-300/100,DW25-250/100型外注式单体液压支柱…………………22
3.4.2DW28-250/100型外注式单体液压支柱………………………………………22
3.4.3内注式单体液压支柱…………………………………………………………23
4纯水单体液压支柱三用阀的整体设计……………………………………………………24
4.1工作原理……………………………………………………………………………24
4.2具体的一些结构的设计比较………………………………………………………25
4.2.1三用阀密封装置的分析及其设计方案………………………………………25
4.2.2单体支柱工作特性的影响因素及其设计方案………………………………28
4.2.3三用阀左右阀筒材料的选择…………………………………………………30
4.3三用阀材料的选择…………………………………………………………………30
4.3.1左右阀筒及一些关键零件的材料……………………………………………30
4.3.2弹簧的材料……………………………………………………………………31
4.3.3密封件的材料…………………………………………………………………32
4.4三用阀尺寸设计……………………………………………………………………33
4.4.1三用阀的一般设计要求………………………………………………………33
4.4.2结构尺寸的设计………………………………………………………………33
4.5三用阀的静态特性分析……………………………………………………………34
4.5.1力平衡方程……………………………………………………………………34
4.5.2流量连续性方程………………………………………………………………35
4.5.3静态特性分析…………………………………………………………………36
4.6三用阀的动态特性分析……………………………………………………………36
4.6.1数学模型………………………………………………………………………36
4.6.2仿真模型………………………………………………………………………37
5零件设计…………………………………………………………………………………40
5.1左右阀筒 5.2注油阀体 5.3压紧阀套 5.4卸载阀垫 5.5连接螺杆 5.6阀套 5.7阀座 5.8弹簧的设计………………………………………………………………47 5.8.1弹簧的设计要求………………………………………………………………47 5.8.2弹簧的设计与计算……………………………………………………………47 5.9安全阀垫 5.10单向阀座 5.11阀中使用的钢球………………………………………………………………53 总结…………………………………………………………………………………54 参考文献…………………………………………………………………………………56 致谢…………………………………………………………………………………57 1绪论 1.1引言 液压传动是一项新兴技术,它被引用到工业领域只有很短的时间,单体液压支柱已广泛应用于我国煤矿井下支护,它具有初撑力大、恒阻、安全和高效等特性,是适合我国国情的一种有效的工作面支护设备。 三用阀是单体液压支柱的心脏,它的性能好坏直接影响着支柱的工作性能和安全性。 ...... 1.2“纯水”的定义及分类 “纯水液压传动”中的“纯水”是指纯粹的天然水(NATURALWATER>(简称“纯水”,不是饮料行业的纯净水>,含淡水和海水,虽然可以用不同的词语来表达,例如纯水(PUREWATER>、自来水(TAPWATER>,生水(RAWWATER>、普通水(PLAINWATER>等,但它们的相同含义就是指不含任何添加剂的水。 现有的纯水类型如表1.1所示。 表1-1纯水的分类 资料来源: ****** 1.3纯水液压传动所面临的技术挑战及对策 纯水所具有的粘度低、润滑性差、导电性强、汽化压力高等特点,也给纯水液压传动技术的研究和应用带来了困难,主要存在如下关键问题: 1.3.1密封与润滑问题 ...... 1.3.2耐磨损问题 ...... 图1-1纯水液压传动研究的内容 介质的研究主要包括细菌控制,硬度和酸碱度控制,去除污染物,提高润滑性等.细菌控制主要有添加杀菌剂。 目前芬兰坦佩雷工业大学甚至在研究向水中滴加1,2滴油来提高水的润滑性的可能性。 ...... 2设计纯水液压阀时需要注意的问题 ...... 3单体液压支柱结构分析 3.1概述 ...... 3.2液压支柱的适用范围及种类 ...... 3.3单体液压支柱的规格 3.3.1外注式单体液压支柱...... 3.3.2内注式单体液压支柱...... 3.4单体液压支柱的结构及技术参数...... 3.4.1DW06-22-300/100,DW25-250/100型外注式单体液压支柱...... 4纯水单体液压支柱三用阀的整体设计 ...... 结论 以纯水为工作介质的液压技术,因其具有抗燃、对环境无污染、成本低廉,以及功率大、运行平稳钠铁工业、矿山、食品加工业响应速度快等突出的优点,特别适用于海洋开发以及军事工业,最符合环境保护、安全可靠作业和可持续发展的要求,具有十分广阔的前景,是目前流体传动及控制领域国际学科前沿的研究方向。 ...... 鉴于时间和实验条件的限制,本论文在许多方面做得还不够完善,由于时间仓促,本论文中的还存在以下问题有待解决: .... 对纯水液压传动技术的发展展望适用,可靠,干净,安全和低成本的纯水液压传动在世界工业领域起着日益扩大的作用,它已经成为液压领域性的重要发展方向之一。 随着材料学科的飞速发展,各种新型工程材料的出现,以及机械加工工艺水平的不断提高,可以预见在不久的将来,纯水液压传动将使液压技术在各工业部门的应用产生巨大的变革。 参考文献 [1]中煤物产集团公司支护装备部编.煤矿支护产品实用手册[M].北京: 煤炭工业出版社,2003. [2]上海煤研所编.液压传动设计手册[M].上海: 上海人民出版社,2004. [3]徐景.机械设计手册[M].北京: 机械工业出版社,2003. [4]杨叔子.液压与气压传动[M].武汉: 武汉理工大学出版社,2000. [5]王春行.液压伺服控制系统[M].北京: 机械工业出版社,2005. [6]周亨达.工程流体力学[M].北京: 冶金工业出版社,2006. [7]王章忠.机械工程材料[M].北京: 机械工业出版社,2004. [8]缪念剑.互换性与技术测量[M].北京: 中国计量出版社,2006 [9]康凤祥.现代仿真技术与应用[M].北京: 国防工业出版社,2006 [10]董维国.MATLAB7.X混合编程[M].北京: 机械工业出版社,2006 [11]姚俊.SIMULINK建模与仿真[M].西安: 西安电子科技大学出版社,2007 致谢 在作此次毕业设计的过程中,本人得到了王老师的精心指导,正是因为老师不断的提供大量的资料来源,不仅为我设计出该三用阀提供了大量的知识贮备,而且使我学会了从大量的资料中选择出自己需要的东西。 在此感谢老师和同学们的帮助,感谢培养我四年的学校。
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