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《太原理工大学》 2012年
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矿用液压缓阻多功能水泵联动阀的研究

王贤辉  
【摘要】:阀门是很多机械设备和液压系统重要的组成部件。它们在机械化、自动化程度越来越高的矿井排水系统中也发挥越来越重要的作用,同时它们又反过来为阀门自身的发展带来了革命性的改变。本文从煤矿排水概述入手,简要介绍煤矿井下传统排水装置,然后过渡到排水装置重要组成部分——排水阀门,综合排水阀门国内外发展动态,重点分析闸阀发展的手动、电动、液动以及多功能水泵控制阀阶段,提出各个阶段阀门发展存在的问题。通过深入研究现有排水阀门的结构和原理,分析其缺点和不足,引出本课题研究的内容及意义,即为煤矿排水系统设计一种用液压油缸做缓闭装置,用液压油缸中机油做阻尼介质,与管网中介质隔离,不污染水质,缓闭装置长期运行,安全可靠,同时具有闸阀、止回阀和水锤消除器功能的液压缓阻多功能水泵联动阀。 本文提出了本课题矿用液压缓阻多功能水泵联动阀方案,然后重点对液压缓阻多功能水泵联动阀液压缓阻油缸进行了设计计算,并用Pro/E里Mechanica(M)模块对阀芯组件进行了静力学分析,用动力学软件ADAMS对阀芯组件进行了动力学分析,用功率键合图建立该多功能水泵控制阀系统在开启和关闭两种状态下系统的动态模型,通过功率键合图写出系统的非线性状态方程,并将其在MATLAB/SIMULINK中进行动态仿真,得出开启和关闭液压缓阻多功能水泵联动阀时阀芯组件速度与液压缓闭油缸上下腔容积的关系。 为了研究液压缓阻多功能水泵联动阀流体动力学性能,本文应用水锤理论,以500米、800米煤矿井深工况为例,分别计算出不同工况下,减弱或消除水锤危害的启闭矿用多功能水泵联动阀的最短时间。然后用Pro/E建立液压缓阻多功能水泵联动阀的流道简化模型,利用流体动力学仿真软件FLUENT动网格技术分别对启闭液压缓阻多功能水泵阀门时间是2s、5s、10s时,进行仿真计算,研究3种不同启闭阀门时间对流道压力、流量等参数的影响。 最后对制作出的工业样机进行了实验室实验。主要将液压缓阻多功能水泵联动阀与一般多功能水泵阀做比较,应用力控组件、示波器等多种实验室手段,测试两者的在相同实验条件下的启闭特性以及缓开缓闭特性有何异同,并主要对液压缓阻多功能水泵联动阀进行阻尼特性试验。通过比较,得出液压缓阻多功能水泵联动阀相比一般多功能水泵联动阀具有优点,有更广阔的应用前景。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD442.2

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【参考文献】
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