液压支架用大流量安全阀的动态特性仿真系统_图文

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本栏目编辑杨 健 翟小华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 掘大流量安全阀是综采工作面液压支架的重要元件之一，在有冲击地压和坚硬难冒的特殊顶板条件下，其主要作用是限制立柱的最高压力，实现对支架的压力控制和过载保护。因此，大流量安全阀性能的优劣，将直接影响液压支架支护能力的发挥。目前，国外大流量安全阀的流量已经达到 3000 L /min，国内也已研制出 1000 L/min 流量的安全阀，并且朝着更大流量的方向发展。由于液压支架大流量安全阀的工作状态是一个瞬变过程，随着安全阀流量的增大，除了需要提高阀的承载能力以外，对其动态特性也提出了更高的要求。笔者首先分析大流量安全阀的动态性能指标，以及现有的动态性能指标的试验方法，然后对蓄

5、能器快速加载试验系统进行仿真，为大流量安全阀试验系统的设计提供依据。在实际中应用较少；(4 伺服液压试验系统 缺点是成本高，系统复杂，对液压介质要求苛刻，难以进行大流量、大功率的试验。针对上述几种大流量安全阀试验系统存在的缺点，笔者将重点研究一种快速加载大流量安全阀动态特性试验系统。试验系统的工作原理如图 1 所示，该系统工作过 程包括充液阶段和冲击加载阶段：1 安全阀动态特性分析及试验1.1 安全阀动态特性液压支架大流量安全阀的工作状态是一个瞬变的过程，因此，动态性能的优劣是能否实现有效冲击过载保护的关键所在1。衡量动态性能的指标很多，包括小流量和公称流量启、溢、闭特性，如动态压力超调、开启

6、时间、压力稳定时间和动态稳定性等2。笔者将通过 AMESim 软件对上述性能指标进行分析，来验证试验系统。1. 油源 2. 单向阀 3. 蓄能器 4. 插装阀 5. 先导阀6. 液压缸 7. 压力传感器 8. 被试安全阀 9. 位移传感器图 1 大流量安全阀冲击性能试验系统原理Fig 1 Principle of system of testing for impact propertiesof large flux relief valve(1 充液阶段 插装阀 4 闭合，液压缸 6 位于最左端，小流量乳化液泵向蓄能器充液。(2 冲击加载阶段 蓄能器达到充液压力后，先导阀 5 通电打开，插装

7、阀 4 阀芯上端压力降低，阀芯开启快速通流；增压缸 6 右腔形成高压，当压力高于被试安全阀 8 的调定压力时，安全阀开启溢流，蓄能器压力随着液体的排出而降低，当降至一定压力时，安全阀 8 关闭，试验结束。记录压力传感器 7 所示压力 p 、位移传感器 9 所示位移 s ，得到压力、流量随时间的变化曲线。该系统以蓄能器为动力源，可提供短时大流量的高压液体，为被试安全阀提供近似阶跃的压力和流量，模拟液压支架在顶板来压时所受冲击载荷的工况3。由于此系统消耗功率小，成本低，体积小，可控性好，因此具有广阔的应用前景。1.2 动态特性试验方法对于大流量安全阀动态特性的试验系统，根据加载方式不同，主要有以下几种：(1 多台高压泵并联式试验系统 是目前最常见的试验