液壓支架大流量安全閥動(dòng)態(tài)特性仿真與試驗(yàn)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于綜采工作面上。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大流量安全閥的設(shè)計(jì)生產(chǎn)基本屬于仿制，多數(shù)設(shè)計(jì)人員依靠經(jīng)驗(yàn)和測(cè)繪資料進(jìn)行可行性方案的制定，不對(duì)具體的開(kāi)采作業(yè)條件、工作面來(lái)壓狀況進(jìn)行分析，在實(shí)際使用過(guò)程中極易出現(xiàn)機(jī)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(lái)壓工況的試驗(yàn)條件，而經(jīng)現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)出的產(chǎn)品在遇到極惡略的條件時(shí)依然極易損壞。

2、因此，縮短安全閥設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、優(yōu)化、定型、大批量生產(chǎn)的周期，增加試驗(yàn)效果的可靠性（達(dá)到理想的動(dòng)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(duì)象，通過(guò)拆解、測(cè)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(xué)基本知識(shí)出發(fā)，指出了閥設(shè)計(jì)和計(jì)算的依據(jù)并對(duì)閥芯進(jìn)行了受力分析；運(yùn)用MATLAB仿真軟件對(duì)推導(dǎo)出的大流量安全閥的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值分析，設(shè)定初值和約束條件，輸入信號(hào)后得到了理想狀態(tài)變量的輸

3、出響應(yīng)曲線；然后利用AMESim軟件對(duì)大流量閥測(cè)試系統(tǒng)功能進(jìn)行描述，對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，建立了試驗(yàn)系統(tǒng)仿真模型并得到壓力、流量、位移等曲線。對(duì)大量仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，結(jié)果表明：被測(cè)試安全閥壓力變化始終在國(guó)標(biāo)規(guī)定的調(diào)定壓力125％和90%范圍內(nèi)；閥芯響應(yīng)迅速，壓力調(diào)整時(shí)間、超調(diào)量符合大流量安全閥性能指標(biāo)；影響安全閥動(dòng)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(yùn)用一種以爆炸缸和蓄能器組合加載的大流量安全閥測(cè)試裝置進(jìn)行試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)前期進(jìn)行了爆炸缸加載試驗(yàn)，并對(duì)理論計(jì)算的爆炸力大小進(jìn)行驗(yàn)證。克服每次爆炸時(shí)影響因素的多變性，減少加載方式帶來(lái)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(duì)FAD1000/50型安全閥做了低壓溢流試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，安全閥可以快速開(kāi)啟、閉合，無(wú)卡別現(xiàn)象。從壓力曲線可知，閥芯開(kāi)啟時(shí)，安全閥開(kāi)啟壓力為11.91MPa，低于調(diào)