采用插装阀的支架液压系统设计

　　l 引言

　　液压支架是现代煤矿综采工作面的支护设备，现代煤矿生产要求加快移架速度，支架的初撑力和支护强度也有提高的趋势。这都意味着支架液压系统的通过流量越来越大，工作压力越来越高，要求支架液压系统能适应高压大流量的工况，由于历史的沿革， 目前所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导致了支架的各种故障，工作可靠性降低，增加了维护时间。

　　结构原理和实践都证明：插装阀在高压大流量系统中使用具有显著的优越性。因此，也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难冒顶板的支撑式支架，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，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，提出了用插装阀取代管式阀，设计支架液压系统的设计思想。作为示例，对某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 液压系统设计和工作原理分析

　　某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。

　　(1)前梁千斤顶 由第1组插装式方向阀控制，其无杆腔油路上设有插装式液控单向阀和溢流阀组成控制阀组， 同插装式方向阀的A口相连；有杆腔油路同方向阀的B口相连。当将先导阀打至右阀位时，方向阀中的4个2通阀中的1 和3 的上腔通压力油，阀口关闭，2 和4 的上腔通油箱；阀口开启，此时P→A，B →O，泵站压力液经A口和液控单向阀进入前梁千斤顶的下腔(此时液控单向阀中的二位三通先导阀处于图示位置)，千斤顶上腔的油液经方向阀的B口流回油箱，实现伸出动作。当需要缩回时，可将方向阀中的先导阀打至左阀位，方向阀中4个二通阀中的1 和3 上腔通油箱，阀口打开，2 和4 的上腔通压力油，阀口关闭，此时P →B，A→O，泵站压力液到达千斤顶上腔的同时，将液控单向阀中的液动二位三通阀先导阀切换至左阀位，其上腔通油箱，该单向阀开启，千斤顶下腔的油液经A口和二通阀1 流回油箱，千斤顶缩回。