機(jī)電一體化論文三通換向閥設(shè)計(jì)資料

1、準(zhǔn)考證號(hào):本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）三通換向閥的設(shè)計(jì)、應(yīng)用與控制學(xué) 院：江西科技學(xué)院專 業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)班 級(jí)：學(xué)生姓名： XXX扌旨導(dǎo)老師： 黃雁彬完成日期： 2014 年4月10日本科論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申 明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名（手寫）：簽字日期：年 月 日本科論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、

2、 使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校 保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院 可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù) 庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文作者簽名（手寫）：指導(dǎo)老師簽名（手寫）：簽字日期:簽字日期:摘要以雙氣缸三通換向閥為例，介紹了如何以最少的鋼鐵材料和最小的閥門體 積，以及如何選用合適的材料和結(jié)構(gòu)形式來進(jìn)行三通閥設(shè)計(jì)。對(duì)三通換向閥在蓄熱式加熱爐上應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行分析，并就存在的問題采取了相應(yīng)對(duì)策，確保了加熱爐能力的正常發(fā)揮和安全運(yùn)行。三通換向閥作為蓄熱式加熱爐穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一

3、，控制燒嘴的切除與投入，對(duì)其加熱工藝的執(zhí)行、設(shè)備的穩(wěn)定和加熱爐安全生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。 本文從三通換向閥的工作原理、使用現(xiàn)狀和常見故障等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹， 闡述 了換向閥的控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：三通換向閥；設(shè)計(jì)；維護(hù)及應(yīng)用；控制；電磁閥；蓄熱式加熱爐AbstractTak ing the double cyli nder three-way diver valves as an example, the way of three-way valve design with the fewest steel materials, the smallest valve size, the prop

4、er material and structure form was in troduced.The paper analyzed the existing problem in the application of three-way reversing valve of the regenerative reheating furnace and the correspondence measures were adapted to assure the capacity of reheating furnace and safety operati on.Three-way revers

5、 ing valve as one of the crucial in strume nt en sures rege nerative reheat in g furn ace steady work ing It con trols bumer / s removal and plunging which plays importa nt roles in impleme nti ng heati ng tech no logy , equipme nt steady work ing and safe production of reheating fumace . This artic

6、le explains the significance of reversing valve by virtue of the brief introduction of three-way reversing valve fun cti on prin ciple and com mon malf unctions.Key Words: three-way reversing valve; design; maintenance and application;con trol; electro magn etic valve; rege nerative reheat ing furn

7、ace目錄第一章引言11.1 三通換向閥的概述 11.1.1三通換向閥的概念 11.1.2三通換向閥的使用目的 11.2 三通換向閥的應(yīng)用與控制 11.2.1三通換向閥的應(yīng)用 11.2.2三通換向閥的控制 1第二章三通換向閥的工作原理及組成 22.1 三通換向閥的工作原理及 PLC控制系統(tǒng) 22.1.1三通換向閥的工作原理 22.1.2三通換向閥的PLC控制系統(tǒng) 22.2 三通換向閥的結(jié)構(gòu)組成與裝配 52.2.1三通換向閥的結(jié)構(gòu)組成 52.2.2三通換向閥的裝配 6第三章三通換向閥的設(shè)計(jì)依據(jù)和動(dòng)力氣缸的設(shè)計(jì)方法 103.1 三通換向閥的設(shè)計(jì)依據(jù) 103.2 三通換向閥動(dòng)力氣缸的設(shè)計(jì)方法 13第

8、四章三通換向閥的使用環(huán)境、抗腐和密封 154.1 三通換向閥的使用環(huán)境 154.2 三通換向閥的抗腐和密封 15第五章三通換向閥的常見故障及處理 165.1 三通換向閥機(jī)械部分的損壞與電氣自動(dòng)化故障 165.2 三通換向閥的故障處理及維護(hù) 16第六章結(jié)論與展望 17參考文獻(xiàn) 18致謝19第一章引言1.1三通換向閥的概述1.1.1三通換向閥的概念三通換向閥是一種應(yīng)用于蓄熱式工業(yè)窯爐上的一種煙氣與空氣（或氣體燃 料）的換向裝置。1.1.2三通換向閥的使用目的鋼坯在以煤氣為燃料的加熱爐中加熱時(shí)，三通換向閥是用以控制煤氣、空氣、 送入爐內(nèi)燃燒和排出爐內(nèi)燃燒煙氣的一種閥門，它共有三個(gè)導(dǎo)入和導(dǎo)出的接口，

9、使用中每一個(gè)閥門的二個(gè)相通的接口是交替使用的，因?yàn)榧訜釥t兩側(cè)面的燒嘴是交替使用的，于是三通閥就起了進(jìn)排氣交替使用的目的。1.2三通換向閥的應(yīng)用與控制1.2.1三通換向閥的應(yīng)用三通換向閥作為保證蓄熱式加熱爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一，主要影響到燃料的供給量、廢氣的排出及溫度、爐子的安全、加熱坯料的能力及質(zhì)量等，對(duì) 加熱工藝的執(zhí)行、燒鋼質(zhì)量起至關(guān)重要的作用。1.2.2三通換向閥的控制換向系統(tǒng)是蓄熱式加熱爐上一個(gè)關(guān)鍵控制系統(tǒng)，具有定時(shí)換向、超溫報(bào)警、 順序動(dòng)作、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)等一系列功能。三通換向閥控制HM I可實(shí)現(xiàn)所有換向閥的閥位顯示、換向操作和故障時(shí)的聲、光報(bào)警、顯示故障點(diǎn)等功能。第二章 三通換

10、向閥的工作原理及組成2.1三通換向閥的工作原理及 PLC控制系統(tǒng)蓄熱式加熱爐的特點(diǎn)就是頻繁換向，通過換向閥實(shí)現(xiàn)空氣、煤氣、煙氣3種 介質(zhì)的同時(shí)換向。了解三通換向閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握其性能，這樣才能正 確使用和維護(hù)換向閥，確保其正常工作。2.1.1三通換向閥的工作原理蓄熱式加熱爐兩側(cè)每個(gè)燃燒單元由燒嘴、 蓄熱體和切換系統(tǒng)組成，蓄熱體在 燒嘴之前給氣體預(yù)熱。一側(cè)氣體經(jīng)蓄熱體加熱在燒嘴后燃燒，給鋼坯加熱；另一 側(cè)燒嘴充當(dāng)排煙角色，同時(shí)加熱蓄熱體。結(jié)合加熱爐的爐型特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，為順利實(shí)現(xiàn)換熱功能，使用三通換向閥 構(gòu)成燃燒和排煙系統(tǒng)。三通換向閥的結(jié)構(gòu)如圖2-1三通換向閥工作原理圖所示。接燒嘴鬲熱室

11、t圖2-1三通換向閥工作原理圖三通換向閥為常閉式雙閥結(jié)構(gòu)，立式雙列布置，即每組三通閥配有兩個(gè)雙 缸控制閥形成三通道，故名三通換向閥。其中一側(cè)為空氣（煤氣）入口，通入燃燒 氣體；另一側(cè)為廢氣出口，用于排煙及調(diào)節(jié)爐壓，同時(shí)加熱蓄熱體；下側(cè)與燒 嘴蓄熱室相連。2.1.2三通換向閥的PLC控制系統(tǒng)三通換向閥使用壓縮空氣作動(dòng)力源,開關(guān)閥桿由氣缸控制。通過 PLC的DO 模塊輸出的24 VDC電源控制單電控二位五通電磁閥的得電和失電，從而控制氣 源的通斷，在閥瓣周圍形成上低下高或上高下低的壓差，推動(dòng)關(guān)閉件移動(dòng)，打 開和關(guān)閉閥門。為準(zhǔn)確知道三通閥的開關(guān)到位情況，換向閥每個(gè)氣缸支架上均配置有到位 接近開關(guān)，通

12、過D I模塊將三通換向閥的到位情況反饋到 PLC控制系統(tǒng)中，用于 在HM I上顯示三通換向閥的啟閉位置，及時(shí)了解換向系統(tǒng)是否正常工作，及時(shí) 判斷故障。交替使用的，于是三通閥就起了進(jìn)排氣交替使用的目的。整個(gè)控制系統(tǒng)由上位機(jī)PC機(jī)（HM I）、下位機(jī)PLC傳感器（輸入部分）、電 磁換向閥（控制部分）和氣動(dòng)執(zhí)行元件部分等組成,通過輸出24 VDC電源控制電 磁換向閥的得電與失電，從而接通氣路通道對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行元件進(jìn)行控制 ，實(shí)現(xiàn)換 向。imcs ftt set J 4省門】；T i ：小三通閥換向程序中設(shè)定自動(dòng)狀態(tài)下定時(shí)換向，分散控制則每段內(nèi)換向閥換向 完全錯(cuò)開，實(shí)行每一加熱段內(nèi)三通換向閥順序打開和關(guān)閉

13、的原則。通過一個(gè)控 制字節(jié)來完成每段燒嘴的順序換向，每隔一定時(shí)間打開或關(guān)閉一個(gè)燒嘴，而集 中換向則只需要控制大三通的開/關(guān)即可。分散控制程序如圖2-2三通換向閥分 散控制程序圖所示：#bit 1wIimes 1 ADD 1 EN空0IM XT IN2EN ENOtN.Nelwork4: 1 nlc:1G:t L ：sihiianirdNet wrk3:Title: 4 mni11 :MOVEENO圖2-2三通換向閥分散控制程序圖上述程序中，b it1為每秒產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，作為times每秒鐘自累加觸發(fā)信 號(hào),則times每秒鐘累加一次,當(dāng)times與設(shè)定的換向周期time set相等時(shí),三 通

14、閥開始換向并將times置0重新計(jì)數(shù)，b it 2 是產(chǎn)生周期1. 5 s的脈沖信號(hào)，每 隔1.5 s依次順序打開一側(cè)換向閥。通過控制換向閥的動(dòng)作，使進(jìn)入爐內(nèi)的煤氣和空氣經(jīng)過蓄熱室加熱，成為熱的燃?xì)猓岣呷紵?。從爐內(nèi)排出的煙氣的熱量被蓄熱室內(nèi)陶瓷球吸收，排 出的煙氣溫度低于150 C ,從而減少能源流失，達(dá)到節(jié)能目的。并且通過煤氣 側(cè)及空氣側(cè)的循環(huán)燃燒，使?fàn)t內(nèi)溫度穩(wěn)定，鋼坯溫度均勻，有利于安全穩(wěn)定的 生產(chǎn)。三通換向閥的部分控制程序如圖2-3三通換向閥的部分控制程序圖所示：M0-0 IL 1 饑越XX換向純 左伺氣SltXOSE W101LMQ?1JL2KX段XX換向閥 右僅mCLOSEML

15、Oi iUL J LO xxaxx 換向閥 排弋側(cè)TEI01L 典rDB116.DBXL0Cord： rMO, 0 Lit rihi kFR，?HXF_CTRL*ENK0autoOPF fau 11OPEN LIMITCLOSE f ail 11匚LOS卜：LIMITOPENCLOSEauto K-control00116. mXLOControlLpft burn貯換向閥QI. 2 XX段XX換向 閥右側(cè)P曲 電磁藺控制圖2-3三通換向閥的部分控制程序圖上述三通換向閥的程序中，輸入信號(hào)有換向閥切除/投入和自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換。 三通閥的進(jìn)氣側(cè)、排氣側(cè)關(guān)到位檢測(cè)信號(hào)，手動(dòng)打開換向閥（自動(dòng)由程序內(nèi)部根

16、 據(jù)換向周期及換向條件自動(dòng)控制閥門的開關(guān)）,手動(dòng)關(guān)閉換向閥，溫度連鎖強(qiáng)制 換向；輸出信號(hào)為進(jìn)氣側(cè)、排氣側(cè)的閥門控制，換向閥通過二位五通雙控電磁換 向閥的得電與失電控制氣路的接通與斷開來實(shí)現(xiàn)。三通換向閥的控制程序同時(shí)設(shè)有換向連鎖、數(shù)值檢測(cè)、報(bào)警、故障顯示、急 停等安全保護(hù)功能。換向連鎖條件是：開始時(shí)先通空氣，后開煤氣；換向時(shí)先關(guān) 煤氣，后排煙氣。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)煤氣通斷閥開不到位或空氣換向閥 開不到位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)斷煤氣通斷閥，同時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，上位機(jī)畫面上各 加熱段狀態(tài)圖中顯示相應(yīng)閥位/開不到位0或/關(guān)不到位0,并有開/關(guān)不到位故 障指示，操作人員通過故障指示及時(shí)找到故障閥，并采取相應(yīng)

17、的處理措施，可 避免在換向過程中因閥開關(guān)不到位引起的各類安全問題。在控制上要求換向?yàn)檫M(jìn)氣時(shí)，排煙側(cè)關(guān)閉到位或排煙側(cè)關(guān)閉命令發(fā)出1s之 后方可進(jìn)行；同理排煙時(shí)進(jìn)氣側(cè)關(guān)閉到位或進(jìn)氣側(cè)關(guān)閉命令發(fā)出 1 s之后方可進(jìn) 行，避免進(jìn)氣與廢氣相混。2.2三通換向閥的結(jié)構(gòu)組成與裝配2.2.1三通換向閥的結(jié)構(gòu)組成三通換向閥主要由閥體、氣缸、閥桿、閥瓣、閥蓋、密封圈、電磁閥等構(gòu)成。通 過電磁閥控制兩臺(tái)氣缸交替工作，帶動(dòng)兩個(gè)閥瓣交替開啟和關(guān)閉。換向閥工作過 程中空氣、煤氣不能與煙氣相串混，因此換向閥的密閉性要好。2.2.2三通換向閥的裝配三通換向閥的總裝配由以下零件圖組成：閥體、閥蓋、氣缸總成、銷軸一、 叉頭、閥桿

18、、閥桿導(dǎo)向、銷軸二、閥桿頭、閥瓣壓板、閥瓣、密封圈壓環(huán)、密封 圈。在裝配之前，每個(gè)零件必須符合圖紙加工工藝要求，裝配后在制造廠內(nèi)進(jìn)行試車運(yùn)行，以保證設(shè)備正常使用。三通換向閥實(shí)物圖如圖2-5所示。圖2-5三通換向閥實(shí)物圖01 02 03010506 07 080910 11 12 131415 16 17 18 19 2021 222324252627282930圖2-6三通換向閥裝配圖三通換向閥的裝配圖如圖2-6三通換向閥裝配圖所示。其中閥體、閥蓋、 閥瓣為焊接件，焊接產(chǎn)品按照焊接技術(shù)通用條件JB/T5000.3-1998制造和驗(yàn)收（對(duì)接焊縫質(zhì)量評(píng)定等級(jí)：BS角焊縫及其它焊縫質(zhì)量評(píng)定等級(jí)：BK

19、尺寸公差 精度等級(jí)：B:角度公差精度等級(jí)：B;形位公差精度：F），所有盲孔不允許加工 成通孔，采用E50焊條連續(xù)焊接（未注雙面、45焊縫），焊腳高度為被焊接件 的最薄厚度。閥體結(jié)構(gòu)件制作完畢后，對(duì)閥體充水，進(jìn)行壓力試驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)壓力為 0.5MPa,保壓時(shí)間為1小時(shí)，不允許有任何可見泄漏，且不許有壓降現(xiàn)象可見。 閥蓋和閥瓣內(nèi)孔為焊后加工。閥桿采用20#鍛造，鍛造成品必須符合鍛件通用技術(shù)條件JB/T5000.8-1998之規(guī)定，正火處理。01020304 0506 07 08 09 10圖2-7 三通換向閥閥體圖圖2-8 三通換向閥閥桿圖圖2-9三通換向閥閥瓣圖0102 031-件06圖2-10 三

20、通換向閥閥蓋圖在此畢業(yè)設(shè)計(jì)中只說明示意出三通換向閥的閥體（圖 2-7三通換向閥閥體 圖）、閥桿（圖2-8三通換向閥閥桿圖）、閥瓣（圖2-9三通換向閥閥瓣圖）、 閥蓋（圖2-10三通換向閥閥蓋圖）幾個(gè)主要零件，具體詳見畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙。第三章 三通換向閥的設(shè)計(jì)依據(jù)和動(dòng)力氣缸的設(shè)計(jì)方法3.1三通換向閥的設(shè)計(jì)依據(jù)閥門設(shè)計(jì)的主要出發(fā)點(diǎn)以進(jìn)口口徑為依據(jù)。要設(shè)計(jì)一個(gè)閥門，最重要的是氣體在閥門內(nèi)通過時(shí)的壓力損失要盡可能小， 閥門的體積也要盡量小，即可用的材料要最省，同時(shí)要能抗腐、耐磨、耐溫，用 的動(dòng)力要盡量的小，能達(dá)到這樣的閥門，則設(shè)計(jì)是較為合理的。氣流自進(jìn)氣口直至出氣口， 如果能很平穩(wěn)地流過，則它的壓力損失將

21、可達(dá) 到最低，那么在閥門內(nèi)的各通過口直徑應(yīng)該都一樣大小，但如果是這樣，則閥門的體積比較大。為了要節(jié)約材料，應(yīng)盡量減小體積，從閥門的結(jié)構(gòu)型式看，唯 一可以做的是將內(nèi)部密封口處縮小， 由此減小閥門其他部位的尺寸，但縮小后的 密封口將使氣體通過時(shí)形成湍流，增加了阻力系數(shù)，要使密封口處的阻力系數(shù)不是增加很大，而同時(shí)又能縮小閥體的尺寸，這是設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)。1l卻r(J1203(14()50.60716K48J7J3用0JL03 oa14i12 10J 1rN116402 0.4 0.6 0.8 1.0圖3-1氣體在管道中流經(jīng)孔板時(shí)的阻力系數(shù)以進(jìn)出口為基礎(chǔ)，則密封口的面積和進(jìn)出口面積的比值對(duì)阻力系數(shù)的關(guān)系是

22、重要的，根據(jù)氣體流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)特點(diǎn)，在管道內(nèi)各種不同條件下的流動(dòng)結(jié)果，見圖3-1 到圖3-5。由圖3-1可見，密封口與進(jìn)口面積之比對(duì)阻力系數(shù)的相對(duì)關(guān)系是一曲線關(guān) 系，當(dāng)密封口面積對(duì)進(jìn)出口面積比的比值大時(shí)，即二口徑的大小很接近時(shí)，阻力系數(shù)很小，但當(dāng)面積比小時(shí)，阻力系數(shù)就成倍地增長(zhǎng)，但要減小閥門體積，這個(gè) 比值很有關(guān)系，從圖3-1中可以看出面積比在0.7以上時(shí)阻力系數(shù)很小，不到1,當(dāng)面積比在0.6以下時(shí)阻力系數(shù)很快上升，所以密封面處開口不能收縮得太小， 據(jù)此，設(shè)計(jì)中采用了 0.7以上，平均以0.75計(jì)，密封口的面積縮小為進(jìn)氣口面積的75%寸，形成湍流的阻力系數(shù)很小，這樣的閥門的體積可以得到一定的減小

23、, 而氣體通過閥門時(shí)不會(huì)引起阻力的很大增加圖3-2氣體在管道中流經(jīng)管徑突然擴(kuò)大時(shí)的阻力系數(shù)圖3-3氣體在管道中流經(jīng)管徑突然縮小時(shí)的阻力系數(shù)按照閥體結(jié)構(gòu)布置的需要，其他各處形成的阻力系數(shù)的曲線圖見圖3-2到圖3-5 ，按照閥門圖形設(shè)計(jì)要求做出的尺寸，其體積擴(kuò)大和縮小的結(jié)果，有關(guān) 的比數(shù)均在較低的數(shù)值，從圖3-2到圖3-5可以看出，阻力最大也不超過1。由 此看來，閥門中形成阻力最大的是密封口處面積的大小，是氣流形成湍流時(shí)所造成的阻力，掌握了此處的尺寸就能得到較理想的閥門設(shè)計(jì)。1.11213L5 L6 L7 【二 13 -0圖3-4氣體在管道中流經(jīng)逐漸擴(kuò)大時(shí)的阻力系數(shù)1.0 LI L2 13 L4

24、tj5 L6 L7 LS f 2.0 1AJa 瓦L10L15!31.251300.060.080.100J20J5IMUOr(M50.050.05().055/h135L4O1.451J1.60OJK0220.26(13 J(1360；0550.06OJfc広嗆0.07心1.701”80皿2AM*Ka0.420490.570.70 1W10.(175().0750.0K圖3-5氣體在管道中流經(jīng)逐漸縮小時(shí)的阻力系數(shù)阻力損失的計(jì)算公式，參照氣體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí):江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）V2 rPK亦而式中：二pk 局部阻力損失，MPa只要各處阻力系數(shù)K的數(shù)值控制在較低的數(shù)值時(shí)，總的阻力損

25、失就將是較 低的。3.2三通換向閥動(dòng)力氣缸的設(shè)計(jì)方法三通換向閥的密封處使用動(dòng)力氣缸將閥瓣壓緊在基座上達(dá)到密封，動(dòng)力氣缸的使用有兩個(gè)目的，一個(gè)是當(dāng)要求密封時(shí)需由動(dòng)力氣缸的壓力將閥瓣壓緊而密封 住，不能被氣體所沖開；第二個(gè)目的是當(dāng)閥瓣被閥內(nèi)氣體壓住而密封緊時(shí)，要用氣缸的力量將其打開，這樣左右二個(gè)密封處能夠得到交替使用，輪換通道，三通換向閥就能靈活地交替使用。要打開或封緊密封口，所需要的最小力 F是閥內(nèi)氣體對(duì)閥瓣上的總壓力加氣 缸拉起的閥瓣等總重量。F=PS G G=m g式中：F打開或封緊密封口所需的最小力（N）P壓強(qiáng)（Pa）S受力面積（川）G重力（N）m-質(zhì)量（kg）g 重力系數(shù)（9.8N/kg

26、 ）如考慮現(xiàn)場(chǎng)情況，有時(shí)壓縮空氣壓力的波動(dòng)或輸送路線較長(zhǎng)時(shí)會(huì)引起過大的 壓力降，為保證生產(chǎn)條件下能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮以1.5的系數(shù)加以保險(xiǎn)。以畢業(yè)設(shè)計(jì)中三通換向閥（DN350）為例：裝配圖中閥口直徑為 350mm閥瓣 直徑為 400mm氣缸拉起的閥瓣等總重量62 kg,管道高爐煤氣壓力5-12KPa,氣 缸的壓縮空氣壓力0.4MPaF = （ P S G）1.5閥瓣打開時(shí)阻力：F =（ P S G）1.5=（1507.2607.6）1 .5閥瓣壓緊時(shí)阻力：F = P S，1.5二 1730 .9N所以，選用氣缸最小輸出力應(yīng)大于 3172.2N。根據(jù)動(dòng)力氣缸制造廠提供的氣缸理論輸出力表的說明，

27、在實(shí)際選用中，表中的理論輸出力應(yīng)乘以0.8系數(shù)后再選用。因此，在畢業(yè)設(shè)計(jì)三通換向閥中選用缸 徑 125mm桿徑 32mr的氣缸。氣缸壓緊側(cè)輸出力：F = P S 0.8二 3925 .2N氣缸拉側(cè)輸出力：F = P S 0.8-3667 .8N因?yàn)闅飧讐壕o側(cè)輸出力和拉側(cè)輸出力均大于閥瓣打開時(shí)阻力和壓緊時(shí)阻力， 所以選用缸徑 125mm桿徑 32mm勺氣缸符合此三通換向閥的工作需求。第四章 三通換向閥的使用環(huán)境、抗腐和密封4.1三通換向閥的使用環(huán)境三通換向閥是用于氣體燃燒后煙氣經(jīng)蓄熱體后的場(chǎng)合，氣體通過時(shí)溫度比較高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，氣體壓力，煤氣為 500012000Pa,空氣為100001200

28、0Pa , 煙氣溫度不高于300 C,在這樣的環(huán)境下，三通換向閥的材料需耐受溫度300 C 以上及氣壓12000 Pa以上，煤氣和煙氣中有腐蝕性成分，故又需耐腐蝕，同時(shí) 煙氣或煤氣中細(xì)小顆粒的粉塵對(duì)運(yùn)動(dòng)部分的材料有粘附和摩擦作用，凡此種種在設(shè)計(jì)中需要加以考慮。4.2三通換向閥的抗腐和密封煤氣或煙氣中含有某些腐蝕性物質(zhì)，所以在通過密封處時(shí)，在較高溫度下對(duì) 閥體材料有腐蝕作用，普通的碳素鋼在短時(shí)期內(nèi)就會(huì)氧化腐蝕壞，所以在活動(dòng)板和閥體與活動(dòng)板相接觸處均需要用耐腐蝕的不銹鋼材料，采用ICr18Ni9Ti、35#或ICr13材質(zhì)的不銹鋼，均可得到滿意的結(jié)果。密封處因氣體溫度在300 C以下，所以用氟橡膠

29、為密封條的彈性密封，密 封的效果比較理想，但希望氣體中含雜質(zhì)較少，雜質(zhì)多了易粘附和堵塞密封處或 將密封條磨損壞，形成泄漏。其他與氣缸桿等摩擦處密封可用聚四氟乙烯或改性 聚四氟乙烯，改性聚四氟乙烯的性能優(yōu)于聚四氟乙烯。如果氣體溫度300 C,氟橡膠的密封條無法長(zhǎng)期承受高溫，會(huì)產(chǎn)生密封破壞，那么就應(yīng)采用較韌性材料的硬密封措施。第五章 三通換向閥的常見故障及處理5.1三通換向閥機(jī)械部分的損壞與電氣自動(dòng)化故障三通換向閥在工作時(shí)，環(huán)境溫度可達(dá)150 C左右，常出現(xiàn)閥板密圭寸圈燒壞、 脫落、氣缸漏氣、閥體無動(dòng)作等現(xiàn)象，開/關(guān)不到位。如果閥體關(guān)不到位，會(huì)出 現(xiàn)一直抽廢氣現(xiàn)象，引起空氣、煤氣的流失，影響加熱爐

30、加熱溫度和加熱質(zhì)量， 使蓄熱室排煙溫度超高，造成該支管路溫度升高，如果長(zhǎng)時(shí)間可能燒紅該支管路 和三通閥的進(jìn)一步損壞。閥體卡死。因出現(xiàn)雜質(zhì)，或是由于煤氣中含有的H2 S,燃燒后形成S02和 H20,具有腐蝕性,同時(shí)H20!溫下又能與鐵反應(yīng),長(zhǎng)期使用腐蝕閥體,產(chǎn)生雜 質(zhì),雜質(zhì)進(jìn)入軸與軸套之間，卡死閥門。氣源壓力不穩(wěn)。三通換向閥使用壓縮空氣做動(dòng)力源 ，氣體中的雜質(zhì)容易造成 氣孔堵塞或氣壓不穩(wěn)使氣壓下降而無法打開閥門。另外，電磁閥本體漏氣，壓縮空氣不能進(jìn)入氣缸，也無法開關(guān)閥門。電氣故障。因現(xiàn)場(chǎng)的高溫環(huán)境,出現(xiàn)供給電磁閥的24 VD（控制線燒毀,出現(xiàn) 短路現(xiàn)象，無法打開電磁閥；另外，有時(shí)因信號(hào)線燒毀，在

31、操作界面上錯(cuò)誤顯 示三通換向閥的工作狀態(tài)，應(yīng)及時(shí)更換損壞的信號(hào)線，以免真正出現(xiàn)故障而無 法知道。電磁閥線圈消磁或者燒毀，電磁閥無法正常工作。接近開關(guān)損壞，在高 溫下電磁閥和行程開關(guān)元件極易受損而出現(xiàn)故障，對(duì)三通換向閥的工作狀態(tài)誤報(bào)。5.2三通換向閥的故障處理及維護(hù)平時(shí)做好三通換向閥的巡檢工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。操作工在使用過程中， 多加注意，勤于觀察三通換向閥，出現(xiàn)故障及時(shí)與專業(yè)人員聯(lián)系。做好日常維護(hù), 對(duì)于有損害的部件及時(shí)更換，不要等到無法使用時(shí)再更換。利用換輥、設(shè)備檢修等特殊時(shí)間對(duì)三通換向閥進(jìn)行檢查更換 ，利用停爐時(shí)間, 操作工、電氣人員、自動(dòng)化人員、機(jī)械人員對(duì)三通換向閥做全面檢查，包括程

32、序、 線路、機(jī)械部件，對(duì)易損部位、易損件檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修復(fù)或更換。第六章結(jié)論與展望1 經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)三通換向閥的設(shè)計(jì)、應(yīng)用與控制有了更深的了解。同時(shí) 又熟悉了 Word軟件和AUTOCAD軟件的操作使用。通過這次設(shè)計(jì)使我對(duì)機(jī)械設(shè)備 知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的概念，也體會(huì)到做事耐心和仔細(xì)的重要性。2機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，需要一定的經(jīng)驗(yàn)。由于自己經(jīng) 驗(yàn)缺乏，在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和錯(cuò)誤的地方，這就需要自己查閱相關(guān)書籍手冊(cè)并請(qǐng)教老師同學(xué)來解決問題，從而培養(yǎng)了自己思考和解決問題的能力。3 經(jīng)過這近三個(gè)月的條件，畢業(yè)論文終于告于段落，在這期間有過辛酸，有過幸福。曾經(jīng)為了畫一幅機(jī)電設(shè)備圖紙而整天閉門不出，有時(shí)為了一個(gè)小小的設(shè)計(jì)理念而和同學(xué)爭(zhēng)的面紅耳赤，當(dāng)你接觸機(jī)械，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它是如此的神奇?？?當(dāng)你認(rèn)真的