液壓支架大流量安全閥動態(tài)特性仿真與試驗研究.pdf

1、大流量安全閥作為液壓支架控制系統(tǒng)中重要的安全部件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維護方便等優(yōu)點，廣泛應用于綜采工作面上。當前，國內(nèi)大流量安全閥的設計生產(chǎn)基本屬于仿制，多數(shù)設計人員依靠經(jīng)驗和測繪資料進行可行性方案的制定，不對具體的開采作業(yè)條件、工作面來壓狀況進行分析，在實際使用過程中極易出現(xiàn)機械劃傷、密封面侵蝕、變形和泄漏等狀況，影響安全閥壽命；再加上井下空間狹小，不具備來壓工況的試驗條件，而經(jīng)現(xiàn)有試驗臺試驗出的產(chǎn)品在遇到極惡略的條件時依然極易損壞。

2、因此，縮短安全閥設計、試驗、優(yōu)化、定型、大批量生產(chǎn)的周期，增加試驗效果的可靠性（達到理想的動態(tài)特性）是非常必要的。
　　本文以礦井下液壓支架常用的FAD1000/50型大流量安全閥為研究對象，通過拆解、測繪得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)，從液壓閥的基本理論和流體力學基本知識出發(fā)，指出了閥設計和計算的依據(jù)并對閥芯進行了受力分析；運用MATLAB仿真軟件對推導出的大流量安全閥的數(shù)學模型進行數(shù)值分析，設定初值和約束條件，輸入信號后得到了理想狀態(tài)變量的輸

3、出響應曲線；然后利用AMESim軟件對大流量閥測試系統(tǒng)功能進行描述，對試驗系統(tǒng)主要參數(shù)進行計算，建立了試驗系統(tǒng)仿真模型并得到壓力、流量、位移等曲線。對大量仿真數(shù)據(jù)進行比對分析，結(jié)果表明：被測試安全閥壓力變化始終在國標規(guī)定的調(diào)定壓力125％和90%范圍內(nèi)；閥芯響應迅速，壓力調(diào)整時間、超調(diào)量符合大流量安全閥性能指標；影響安全閥動態(tài)特性的因素有調(diào)定壓力、彈簧剛度、搭合量、摩擦力、閥芯慣量、閥芯溢流孔排布形式等，其中彈簧剛度、溢流孔排布形式影響

4、較大。
　　本文運用一種以爆炸缸和蓄能器組合加載的大流量安全閥測試裝置進行試驗，動態(tài)試驗前期進行了爆炸缸加載試驗，并對理論計算的爆炸力大小進行驗證?？朔看伪〞r影響因素的多變性，減少加載方式帶來的系統(tǒng)誤差，忽略次要因素為原則，得到了較為理想的爆炸缸內(nèi)壓力變化曲線。并對FAD1000/50型安全閥做了低壓溢流試驗。試驗過程中，安全閥可以快速開啟、閉合，無卡別現(xiàn)象。從壓力曲線可知，閥芯開啟時，安全閥開啟壓力為11.91MPa，低于調(diào)