分析液壓支架自動增壓初撐系統(tǒng)仿真

1、分析液壓支架自動增壓初撐系統(tǒng)仿真     yjbys小編為您精心準(zhǔn)備了關(guān)于分析液壓支架自動增壓初撐系統(tǒng)仿真的自動化畢業(yè)論文，希望可以幫助到您！感謝你的瀏覽！在MSC.EASY5中建立立柱液壓控制系統(tǒng)模型,在模型中用定量泵PH加溢流閥RF代替乳化液泵站,流量為200L/min,溢流閥開啟壓力為31.5MPa。經(jīng)過仿真之后,得出立柱下腔壓力變化曲線及活柱位移曲線。通過應(yīng)用EASY5仿真分析,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這種自動初撐力保證閥的立柱控制系統(tǒng)能夠有效地提高立柱下腔壓力,縮短初撐時間。 關(guān)鍵詞:自動初撐力保證閥,MSC.EASY5,仿真,液壓系統(tǒng)保證液壓支架初

2、撐力一直是科研和生產(chǎn)使用中十分關(guān)心的問題。生產(chǎn)實踐表明,低初撐力支架將導(dǎo)致直接頂?shù)脑缙陔x層與破碎,從而失去對基本頂?shù)挠行Э刂?導(dǎo)致基本頂跨落,基本頂跨落時造成對支架的沖擊,同時也影響支架的穩(wěn)定性,使支架不能通過直接頂傳遞來對老頂取得平衡。在支架的設(shè)計中,一般把初撐力設(shè)計為工作阻力的0.520.77倍,由泵站壓力來保證。免費。然而在工作面現(xiàn)場,由于多種因素,會造成初撐力達(dá)不到設(shè)計要求的值,以致帶來各種不利影響1,2。1.初撐力不足的原因分析如圖1為立柱液壓控制回路,由泵站來的乳化液直接經(jīng)操縱閥,液控單向閥進(jìn)入立柱下腔,使立柱快速升柱,這時的立柱下腔壓力很小,一般不大于1MPa。當(dāng)頂梁接觸頂板之后

3、,假定頂板是剛性的,則活柱不再升高,進(jìn)入立柱下腔的液體流量急劇變小,其下腔壓力開始升高,因為立柱缸體和下腔內(nèi)的乳化液具有一定的壓縮率,尚需少量補液以使其達(dá)到初撐力要求。圖1 立柱液壓控制系統(tǒng)在MSC.EASY5中建立立柱液壓控制系統(tǒng)模型,在模型中用定量泵PH加溢流閥RF代替乳化液泵站,流量為200L/min,溢流閥開啟壓力為31.5MPa;主進(jìn)、回液管路直徑為25mm,長度為60m;操縱閥為三位四通換向閥,其工作位置由階躍信號控制;立柱缸徑/活塞桿直徑為250/230mm,行程為1000mm,假設(shè)負(fù)載恒定,為20KN。經(jīng)過仿真之后,得出立柱下腔壓力變化曲線及活柱位移曲線。2.自動增壓閥工作原理

4、這種自動增壓閥的工作原理圖如圖2所示,主要由增壓缸2、兩個單向閥(3、4)、和二位三通液控?fù)Q向閥1組成。當(dāng)自動增壓閥的進(jìn)口壓力P1小于二位三通液控?fù)Q向閥的調(diào)定控制壓力pz時,從進(jìn)液管路來的液體進(jìn)增壓閥進(jìn)口、單向閥及增壓閥出口直接排出,增壓缸不起作用。當(dāng)p1大于調(diào)定壓力時,二位三通閥右位工作,由增壓缸的工作原理可知,增壓缸左右腔的壓力比為K=(D/d)2。增壓比的確定與泵站壓力,管路壓力損失和支架所需圖2 自動增壓閥工作原理1液控二位三通閥 2增壓缸 3、4單向閥a進(jìn)液口 b出液口初撐力有關(guān)。在此選用增壓比為2,增壓缸小腔直徑d=70mm,增壓缸活塞桿行程為40mm,二位三通液控?fù)Q向閥的調(diào)定壓力

5、為23MPa,增壓閥一次可以供給的高壓乳化液容量為200ml,乳化液為95%的水和5%的液壓油組成的,按水的體積彈性模量3000MPa,要使下腔壓力達(dá)到32MPa,壓力增長10MPa,所需乳化液容量為167ml,增壓閥一次排量為200ml,能達(dá)到初撐力要求。3.自動增壓初撐系統(tǒng)組成及工作原理自動增壓初撐力保證系統(tǒng)原理如圖3所示。本系統(tǒng)主要由操縱閥1、自動增壓閥2、液控單向閥5、安全閥4組成。其特點就是在每個立柱的下腔進(jìn)液控制回路中并聯(lián)一個自動增壓閥。當(dāng)需要升柱時,操縱換向閥使其右位工作,從進(jìn)液管路來的高壓乳化液通過操縱閥1,然后液控單向閥5直接給立柱下腔供液,另外還可以通過自動增壓閥供液,這時

6、由于立柱處于升柱狀態(tài),進(jìn)液口壓力比較低,增壓缸不動作,立柱處于快速升柱狀態(tài);當(dāng)頂梁接觸頂板,立柱下腔壓力開始升高,當(dāng)進(jìn)液口壓力大于液控二位三通閥的調(diào)定壓力時,增壓缸開始動作,在極短的時間就可以達(dá)到40MPa的高壓。圖3 自動增壓系統(tǒng)原理圖1操縱閥 2自動增壓閥 3立柱 4安全閥 5液控單向閥4.自動增壓初撐系統(tǒng)的仿真分析根據(jù)其原理圖在MSC.EASY5中建立自動增壓初撐系統(tǒng)的模型3,其模型就是在原來系統(tǒng)中并聯(lián)一個自動增壓閥(模型中最上面部分)。設(shè)置仿真參數(shù)開始仿真,操縱閥在1s時打開為立柱下腔供液,乳化液分兩路向立柱下腔供液,一路經(jīng)過液控單向閥,一路經(jīng)過自動增壓閥,此時,系統(tǒng)壓力為13MPa,

7、經(jīng)過60m長的進(jìn)液管,壓力損失一部分,到增壓缸小腔的壓力為2.3MPa,立柱下腔壓力約為0.8MPa,當(dāng)15.6s時,立柱達(dá)到全行程(1000mm),升柱時間為15.6s,與不加自動增壓閥回路幾乎相同,可見此系統(tǒng)并不影響升柱速度。仿真結(jié)束時觀察立柱下腔壓力變化曲線,從這個曲線上可以看出,在15.6s立柱停止運動開始,壓力急劇上升,在16.1s的時候即達(dá)到33MPa,超過泵站壓力,之后壓力不再升高?？梢钥闯龃俗詣釉鰤撼鯎蜗到y(tǒng)反映迅速,當(dāng)頂梁接觸頂板之后,能夠在很多時間內(nèi)達(dá)到初撐力要求,操縱工人憑觀察看到頂梁接觸頂板后,稍作停頓,即可關(guān)閉操縱閥,也能達(dá)到初撐力要求,從而加快了移架速度。5.結(jié)論通過應(yīng)用EASY5仿真分析,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這種自動初撐力保證閥的立柱控制系統(tǒng)能夠有效地提高立柱下腔壓力,縮短初撐時間。參考文獻(xiàn)1高郁.提高液壓支架初撐力的探討J.煤炭技術(shù),2003.22(8).2崔梅生,宗敏. 液壓支架初撐力保證系統(tǒng)J