采用插装阀的ZD4800/18.5/2.9型液压支架液压系统设计

　　1 前言

　　目前使用的支架的液压系统采用的均是管式阀，而管式阀存在许多固有缺陷(如通流能力差，密封性不好，抗污染力差等)。若只是靠增大阀的通径等措施来适应高压大流量的工作要求，势必会导致阀的体积增大，工作性能变坏，压力损失和内泄漏增加，操纵困难(操纵阻力大)等负面效应。又由于支架的工作环境恶劣。介质污染较严重，使阀芯的磨损严重，大大缩短了阀的正常使用寿命，由此也导致了支架的各种故障。工作可靠性降低，增加了维护时间，降低了工作面的生产效率。

　　阀类元件是支架液压系统的核心，要想改善支架的综合性能，适应新的工作要求，就必须寻找新的阀种取代管式阀，以从根本上解决由管式阀所引起的各种问题。结构原理和应用实践证明：插装阀具有通流能力大，工作压力高，密封性能好，抗污染能力强，动作可靠等突出优点，在高压大流量系统中使用具有显著的优越性。因此特别适用于液压支架的工况。另一方面，插装阀也可满足某些特殊工况的需要。如用于周期来压强烈的坚硬顶板支撑式支架，在老顶突然来压时，立柱下腔控制阀中的安全阀，要通过很大的瞬时流量，普通安全阀的通流能力远不能满足通流要求，因而专门设计了充气式大流量安全阀(KDF型)来适应这种工况。但这种大流量安全阀的结构复杂，制造难度大，装配要求高，工作性能和可靠性差，很难满足使用要求。为防止前部顶板过早离层，支架的前梁需提前接顶，而在升架的过程中前梁千斤顶又被迫迅速缩回，导致其下腔安全阀中通过很大的流量，传统的设计也是采用充气式大流量安全阀来满足此工况的要求。在这2种情况下，立柱和前梁千斤顶下腔，都还要装设普通安全阀来适应正常工况的需要，这无疑会增加元件数量和制造成本。而采用通流能力强，动作灵敏，工作可靠的插装式溢流阀，则能很容易解决这一问题，又会使系统简化。

　　基于上述分析，对ZD4800／18．5／2．9型支撑式液压支架的液压系统进行了采用插装阀的改进设计。

　　2 系统设计和工作原理分析

　　ZD4800／18．5／2．9型支撑式支架的液压系统主要由前梁千斤顶、前后排立柱、推移千斤顶及操纵阀组成；该支架适用于老顶周期来压强烈的坚硬顶板，老顶来压时，立柱和前梁千斤顶下腔的安全阀都会通过较大的瞬时流量，适宜于采用插装阀元件。针对该支架的动作要求，设计了采用插装阀的支架液压系统如图1所示。

　　该系统采用了4组三位四通插装式方向阀来控制每组立柱和千斤顶的动作，分别采用插装式溢流阀和液控单向阀，取代原来的管式阀组成液压系统，现对其原理分析如下：