液壓支架用大流量安全閥的動態(tài)特性仿真系統(tǒng)_圖文

1、 第 38 卷 2010 年第 23 期of large flux relief valves in hydraulic supportsWANG Wenrui ZHAO Jiyun XIE Tengfei QI Houbao WANG ZhenxingSchool of Mechatronic Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou 221008, Jiangsu, China本欄目編輯楊 健 翟小華Abstract ：Dynamic characteristics are important perf

2、ormance indexes of the large flux relief valve in the hydraulic support. After introducing the dynamic characteristics and demands of the relief valve, the workingprinciple of a quickly loading testing system applying accumulators as power source for large ux relief valve was described. In addition,

3、 the simulation and analysis on the model of the testing system were carried out by AMESim software, which provides theoretical references for the design and optimization of the system of testing for the large ux relief valve.Keywords ：hydraulic support; large ux relief valve; dynamical characterist

4、ic; AMESim采 掘大流量安全閥是綜采工作面液壓支架的重要元件之一，在有沖擊地壓和堅硬難冒的特殊頂板條件下，其主要作用是限制立柱的最高壓力，實現(xiàn)對支架的壓力控制和過載保護(hù)。因此，大流量安全閥性能的優(yōu)劣，將直接影響液壓支架支護(hù)能力的發(fā)揮。目前，國外大流量安全閥的流量已經(jīng)達(dá)到 3000 L /min，國內(nèi)也已研制出 1000 L/min 流量的安全閥，并且朝著更大流量的方向發(fā)展。由于液壓支架大流量安全閥的工作狀態(tài)是一個瞬變過程，隨著安全閥流量的增大，除了需要提高閥的承載能力以外，對其動態(tài)特性也提出了更高的要求。筆者首先分析大流量安全閥的動態(tài)性能指標(biāo)，以及現(xiàn)有的動態(tài)性能指標(biāo)的試驗方法，然后對蓄

5、能器快速加載試驗系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為大流量安全閥試驗系統(tǒng)的設(shè)計提供依據(jù)。在實際中應(yīng)用較少；(4 伺服液壓試驗系統(tǒng) 缺點(diǎn)是成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，對液壓介質(zhì)要求苛刻，難以進(jìn)行大流量、大功率的試驗。針對上述幾種大流量安全閥試驗系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，筆者將重點(diǎn)研究一種快速加載大流量安全閥動態(tài)特性試驗系統(tǒng)。試驗系統(tǒng)的工作原理如圖 1 所示，該系統(tǒng)工作過 程包括充液階段和沖擊加載階段：1 安全閥動態(tài)特性分析及試驗1.1 安全閥動態(tài)特性液壓支架大流量安全閥的工作狀態(tài)是一個瞬變的過程，因此，動態(tài)性能的優(yōu)劣是能否實現(xiàn)有效沖擊過載保護(hù)的關(guān)鍵所在1。衡量動態(tài)性能的指標(biāo)很多，包括小流量和公稱流量啟、溢、閉特性，如動態(tài)壓力超調(diào)、開啟

6、時間、壓力穩(wěn)定時間和動態(tài)穩(wěn)定性等2。筆者將通過 AMESim 軟件對上述性能指標(biāo)進(jìn)行分析，來驗證試驗系統(tǒng)。1. 油源 2. 單向閥 3. 蓄能器 4. 插裝閥 5. 先導(dǎo)閥6. 液壓缸 7. 壓力傳感器 8. 被試安全閥 9. 位移傳感器圖 1 大流量安全閥沖擊性能試驗系統(tǒng)原理Fig 1 Principle of system of testing for impact propertiesof large flux relief valve(1 充液階段 插裝閥 4 閉合，液壓缸 6 位于最左端，小流量乳化液泵向蓄能器充液。(2 沖擊加載階段 蓄能器達(dá)到充液壓力后，先導(dǎo)閥 5 通電打開，插裝

7、閥 4 閥芯上端壓力降低，閥芯開啟快速通流；增壓缸 6 右腔形成高壓，當(dāng)壓力高于被試安全閥 8 的調(diào)定壓力時，安全閥開啟溢流，蓄能器壓力隨著液體的排出而降低，當(dāng)降至一定壓力時，安全閥 8 關(guān)閉，試驗結(jié)束。記錄壓力傳感器 7 所示壓力 p 、位移傳感器 9 所示位移 s ，得到壓力、流量隨時間的變化曲線。該系統(tǒng)以蓄能器為動力源，可提供短時大流量的高壓液體，為被試安全閥提供近似階躍的壓力和流量，模擬液壓支架在頂板來壓時所受沖擊載荷的工況3。由于此系統(tǒng)消耗功率小，成本低，體積小，可控性好，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。1.2 動態(tài)特性試驗方法對于大流量安全閥動態(tài)特性的試驗系統(tǒng)，根據(jù)加載方式不同，主要有以下幾種：(1 多臺高壓泵并聯(lián)式試驗系統(tǒng) 是目前最常見的試驗