现有支架换向阀仅可完成支架供液“通”与“断”的开关型控制功能,为解决由此诱发的支架液压系统内压力冲击剧烈问题,提出在主阀芯布置三角形非全周开口节流槽的换向阀改进设计方案。推导出三角形阀口节流面积计算公式,基于AMESim软件搭建了阀芯带有三角形节流槽的液压换向阀模型,进行了原始换向阀与改进换向阀工作性能的对比研究。仿真结果表明:主阀芯增设三角形节流槽后实现了换向阀阀口过流面积的变梯度分段增大,即在阀芯开度小于8 mm时,阀口通流面积平均梯度为5.5 mm^2/mm,在阀芯开度大于8 mm时,这一梯度数值增大至92 mm^2/mm;阀口通流流量与阀口工作压力同样可实现分段变梯度增大,由此可实现后续液压执行机构的平稳启动,并有效缓解液压系统内的压力冲击。该方法可为液压支架大流量换向阀比例化改进设计提供参考。

提出一种新的变量调节方式,采用柱塞位移反馈调节的方法将柱塞的位移信号反馈给电磁铁,进而控制电磁铁的开启时段,使得进液阀在柱塞排液行程中排液,从而改变乳化液泵排液阀的排量,达到变量控制的目的。通过对比分析锥阀和球阀的过流面积、吸/排液效果,选择球阀作为进/排液阀阀芯。利用AMESim软件建立乳化液泵模型并进行仿真分析,结果表明柱塞位移反馈调节的方法能够很好的控制乳化液泵的排量,实现乳化液泵在最大排量范围内的无级调节。

针对煤矿综采工作面现有液压支架换向阀阀口过流面积梯度大、仅能够实现开关型控制功能的现状,以及由此造成的支架供液系统内液压冲击剧烈问题,提出在阀芯径向过流孔凸肩位置增设K型节流槽的换向阀改进设计方案。得出了K型节流槽等效阀口过流面积计算方法,采用AMESim软件搭建了换向阀液压仿真模型;并对现有开关型换向阀和改进换向阀进行了对比研究。结果表明:带有K型节流槽的换向阀改进方案可实现阀芯开启过程中的阀口过流面积分段线性增大规律,在阀芯开度小于5.5 mm时,阀口过流面积梯度较小;在阀芯开度大于5.5 mm后,该梯度数值增大至与现有换向阀相当;阀口通流流量和阀口压力可相应实现分段增大规律。改进设计思路对于面向支架不同工艺动作的换向阀结构优化具有借鉴意义。

安全、快速、高效的搬迁工艺对于现代化大型矿井的生产推进尤为重要，支架回撤吊车是搬迁工艺中用于完成液压支架撤离的大型设备。设计完成了支架回撤吊车的工作液压系统，包括吊运液压系统和摆动液压系统，并利用AMESim对液压系统进行了建模及仿真，得到了工作元件液压缸的输出特性和参数。结果表明，该液压系统能够很好的满足支架回撤吊车的使用性能要求。

为解决负载匹配，以及缓解支架回撤吊车应用过程中存在的能耗高、效率低和系统温度高等问题，基于负载敏感变量泵对其液压系统进行设计及仿真分析。该液压系统主要由负载敏感变量泵、流量补偿阀、负载敏感阀、梭阀和液压缸等组成。在工作过程中，负载敏感变量泵通过梭阀及负载敏感阀感知系统负载力而向系统提供所需流量。基于AMESim对该液压系统和变量泵进行建模及仿真分析，得到液压缸压力、负载口流量变化和梭阀流量补偿以及变量泵压力、流量和斜盘倾角变化情况。结果表明：变量泵可根据负载所需压力和流量实时调整斜盘倾角大小，进而实现压力-流量补偿功能；负载压力和流量阶跃变化时，变量泵具有良好的动态补偿特性。

针对多柱塞阀配流往复式容积泵的结构特点提出了通过使进液阀在排液行程阶段延迟关闭的方法来实现泵出口流量调节的目的。为探究这种新型流量调节方法的有效性利用AMESim建立了仿真模型并进行了仿真分析。结果表明:以曲轴转角位置作为控制信号从曲轴处于排液行程位置开始控制各个柱塞腔进液阀依序延迟关闭一定的曲轴转角角度可使已进入柱塞腔的部分液压介质经进液阀回流至液箱进而使流经排液阀进入后续液压系统的流体体积减少最终实现了流量调节目的。相较于现有的基于变频技术和电磁卸荷技术的流量调节方案提出的新型流量调节方法可避免由于曲轴转速反复变化引起的泵动力端润滑质量下降以及由于卸荷阀反复启闭引起的后续液压系统压力波动频繁等问题。

设计采煤机负载敏感变量泵调高液压系统建立负载敏感变量泵调高液压系统模型。通过使用AMESim软件对负载敏感变量泵调高液压系统进行建模分析找出影响系统稳定性的参数利用Bode图对系统进行稳定性判定结果表明该负载敏感变量泵调高液压系统在工作过程中能够稳定地跟随负载变化为系统提供相应的流量。

液压支架换向阀工作性能直接决定了煤矿综采工作面的生产效率。针对这类阀在实际使用过程中仅可实现支架供液的开关型控制功能,由此导致支架液压系统压力冲击剧烈的现状,提出采用在主阀芯上增加U形节流槽的方法来改变阀芯开启过程中的节流面积变化梯度,并搭建了基于AMESim的液压仿真模型,对其负载压力变化规律进行了仿真研究。

为了解回撤吊车行走液压系统的输出特性，利用AMESim对回撤吊车满载情况下行走液压传动系统进行建模和仿真分析，得到其行走液压系统中液压泵、换向阀和液压马达的输出特性和参数。仿真结果显示，液压泵出口流量在开始时有一定脉动，但0.5s后流量趋于稳定，压力稳定在20MPa;液压马达的工作压力稳定在18.5MPa，其中液压阀处压力损失最大。该液压系统能够提供16.17kN·m的稳定转矩，输出参数能够快速到达稳定值。研究结果表明，行走液压系统能够很好地保证回撤吊车牵引80t重的重型设备，响应速度较快，动力足、工作性能稳定。