随着煤炭综采技术的发展,液压支架受到顶板来压的强度和频率不断增强。为研究高压大流量安全阀在顶板来压时的响应特性,以典型的1000 L/min大流量安全阀为基础研究对象,分别利用Simulink和AMESim建立模型,分析顶板来压时安全阀的弹簧刚度变化对其响应特性和启溢闭时间的影响规律。结果表明:定刚度弹簧刚度减小能有效减小超调量但阀芯震荡加剧,安全阀压力波动较大;刚度增加能使阀芯振幅减小且更快趋于稳定,但安全阀超调量增加,不利于卸荷溢流;变刚度弹簧能有效减小冲击载荷下安全阀的超调量,提高安全阀的压力控制精度,从而提高安全阀的稳定性和可靠性。此外,设计一种以氮气为气体弹簧的新结构安全阀,仿真结果表明:氮气弹簧安全阀的超调量为9.5 MPa,压力稳定时间61.4 ms,安全阀关闭时液压缸内压力为35.61 MPa,关闭延迟时间为78 ms,为高压大流量安...

针对目前国内液压支架用安全阀存在不足,研制了一种新型液压支架用大流量安全阀。采用功率键合图法和状态空间法建立了该阀系统动态特性的数学模型以及仿真模型。利用Matlab软件对其动态特性进行了数字仿真分析,并对影响该阀动态性能的相关因素进行分析,得出一些重要结论,为大流量安全阀的设计与性能分析提供了依据。

随着我国煤炭资源开采强度、深度的增加,液压支架受到冲击地压的强度和频率大大增强。提高大流量安全阀的冲击特性是应对冲击地压的重要手段,为研究大流量安全阀冲击特性的影响因素,建立了FATA1000安全阀数学模型,通过AMESim软件搭建冲击特性仿真模型,对其弹簧刚度、阀芯质量、溢流孔数量和直径等影响因素仿真分析。结果表明:弹簧刚度增加,阀芯振动幅度减小,振动周期增加,稳定性增强;阀芯质量增加,会导致安全阀响应灵敏度降低;溢流孔面积增加,进液口压力会随之减小,压力稳定值和稳定时间也会有所降低。

针对液压支架大流量安全阀,设计了以蓄能器组为辅助动力源的冲击特性试验系统。通过FAD500/50型大流量安全阀的冲击试验,得到了安全阀受冲击作用下压力、流量的响应曲线,并研究了蓄能器总容积、充液压力及插装阀组阻尼孔直径等关键参数对试验结果的影响规律。结果表明:所设计的试验系统可在规定时间内达到国家标准要求的阀前冲击压力,且被试安全阀在冲击压力到达前开启;增大蓄能器的总容积或充液压力,均对冲击载荷响应时间影响不大,但增大插装阀组可调阻尼开口量,会显著缩短冲击载荷响应时间,且流量超调、压力波动也明显增大;通过调整试验系统关键参数,可改变冲击载荷的强度,变化压力上升梯度,提供安全阀冲击试验所需的不同流量,进而模拟不同的冲击工况。

动态性能是煤矿液压支架用大流量安全阀的重要性能指标。该文阐述了现有的几种大流量安全阀的试验方法的原理及其特点，如落锤冲击系统、大流量泵供液系统、爆破冲击加载系统、伺服液压冲击系统和快速加载系统。通过对比分析，指出蓄能器为动力源的快速加载系统成本低、体积小、耗能少，是一种值得研究推广的试验方法。

为了满足液压支架用大流量安全阀各主要性能参数自动测试的需求，开发了基于LabVIEW的测试系统。目前该系统运行在大流量安全阀试验台的测试工作中，实践结果表明：该系统稳定可靠、测试效率高，在实验教学及工业性试验中均取得了一定成果。

新国家标准对液压支架用安全阀的动态性能的试验要求较旧标准多出了公称流量启溢闭特性试验而目前大流量安全阀动态性能试验台大多只能对其冲击特性进行试验。因此设计了以蓄能器快速加载为特点的大流量安全阀试验台以满足新国家标准的要求并采用了AMESim软件对试验台液压系统进行仿真结果表明该试验系统的流量和压力曲线符合新标准要求。

大流量安全阀的阀芯卸油孔的合理设计对其性能的影响比较大,阀芯卸油孔设计太大,会对出口处的密封圈产生非常大的冲击,减少阀的使用寿命;若阀芯卸油孔的面积设计小,流量达不到设计要求,当顶板突然来压时,安全阀不能快速卸荷,从而对立柱影响非常大。因此,对于传统的单排卸荷口,设计出了双排出油孔的阀芯结构,将两种阀芯流道模型在Fluent软件下仿真,由速度和压力云图可知双排卸油孔安全阀阀芯性能更好。

在液压支架的工作过程中当顶板突然来压时为了达到保护液压支架立柱的目地高压大流量安全阀需要迅速开启及时卸掉立柱下腔的高压乳化液因此该安全阀的工作状态是一个瞬间的冲击过程十分复杂。文中利用动态仿真软件AMESim建立了安全阀及其冲击特性仿真模型得到了流量和压力的仿真曲线。通过研究该阀的压力流量曲线分析安全阀冲击特性为高压大流量安全阀的动态设计提供指导和借鉴。

介绍了支架大流量安全阀的工作原理和结构特点采用功率键合图法和状态空间法建立安全阀系统动态特性的数学模型以及仿真模型利用Simulink对其动态特性进行了数字仿真分析得出了在顶板快速下沉时该阀的阀口压力及流量曲线和阀芯的位移及速度曲线。通过分析仿真结果可知适当增加弹簧的刚度可提高阀的灵敏度减小阀芯的振荡实现大流量安全阀的动态特性优化。