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高端液压支架液压系统及关键元件研究

舒凤翔  
【摘要】: 采煤技术的发展是建设高产高效矿井的主要技术之一,液压支架作为采煤工作面的主要安全支护设备,高端液压支架成为各生产企业竞相追逐的热点。由于缺乏相应的科学理论支撑,高端液压支架的研制生产周期过长,研制生产的液压支架与采煤机的联动匹配性能只有现场使用才能验证其设计的合理性和经济性。对高端液压支架进行机电液等方面的理论研究,属于本行业的前沿课题,有利于相关设计、生产制造单位对产品进行优化设计及最佳匹配。 本论文首次从系统工程的角度对高端液压支架大流量管路、阀件建立动态特性模型,并进行了相应的仿真分析和试验验证。重点针对高端液压支架用Macro安全阀、液控单向阀、电液换向阀进行了力学模型和仿真模型的建立,按照MT419-1995及EN1804-3液压支架用阀通用技术条件中,对大流量安全阀、液控单向阀及换向阀的试验要求和主要性能,采用AMESim软件对上述阀件进行了针对性的仿真分析研究,找出了影响这些大流量阀工作性能的主要因素,提出相应改进意见;对常见的大流量液压管路建立仿真模型,并对整机进行了系统化的试验验证。关于高端液压支架的快速移动性能,对与之相关的立柱进行相应的强度和挠度计算,对压力控制降柱速度的方程进行了推导和分析,并且进行了仿真分析研究。此外,为验证上述阀件和立柱的动态性能理论模型和仿真结果,研制开发了机电液一体化测控试验装置和液压立柱用试验装置,采集相关的试验数据和动作曲线,得到相应的试验结果。从模型的建立、仿真分析研究、试验结果验证各方面完整系统地进行了液压支架液压系统的动态性能分析研究,对高端液压支架的设计具有理论指导意义和实用价值。


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