液压支架用高水基高压大流量安全阀的研究与开发

摘要

随着现代煤矿综采技术的发展，液压支架的承载能力、支撑高度以及移架速度在不断提高，安全阀作为液压支架的主要控制元件之一，各项技术指标也在不断创新。本文对郑煤机集团最新设计的FAD3000/50型高压大流量安全阀的性能进行了全面系统的研究。
　　 本文详细地介绍了新型安全阀的结构、工作原理及其实际应用系统，并对该系统进行理论分析和仿真研究，找出影响大流量安全阀动态性能的主要因素，包括调压弹簧刚度、阀芯与阀体的搭合量、阀前腔液容、阀芯与阀体的摩擦力、阀芯惯量以及阀口形式等，通过对这些影响因素进行分析，得到了一些有益的结论，最后提出在有限的试验条件下进行大流量安全阀性能试验的方法。
　　 作者通过对安全阀实际应用系统的分析，确定了该阀的研究系统，采用功率键合图法建立研究系统的数学模型，用四阶龙格库塔法对数学模型进行求解，建立了研究系统的仿真模型，利用FAD3000/50型与FAD160/40型两种安全阀结构和性能的相似性，获得了大流量安全阀的流量系数和其它相关参数，并采用类比与相似的方法验证了仿真模型。
　　 作者通过对现行中、小流量安全阀及大流量插装阀的试验标准的分析，制定了大流量安全阀的性能试验标准，并根据郑煤机集团现有的试验条件，提出进行大流量安全阀性能试验的方法，即从“小流量”推广到“大流量”的试验方法。
　　 本文研究得到的结论为以后大流量安全阀的应用以及性能改进提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 课题的研究背景

1.1.1 液压支架概述

1.1.2 安全阀概述

1.2 课题的提出和研究意义

1.3 课题的研究内容

1.4 课题的研究方法

1.4.1 经典的控制理论法

1.4.2 数字仿真法

1.4.3 试验研究法

1.5 本章小结

2 FAD3000/50安全阀研究系统仿真模型的建立

2.1 工作介质

2.2 FAD3000/50型安全阀的研究系统

2.2.1 FAD3000/50安全阀的工作原理

2.2.2 FAD3000/50安全阀的研究系统

2.3 FAD3000/50型安全阀研究系统的数学模型

2.3.1 研究系统的影响因素分析

2.3.2 被试安全阀的影响因素分析

2.3.3 建模方法的选择

2.3.4 研究系统的功率流程图

2.3.5 研究系统的功率键合图

2.3.6 研究系统的状态方程

2.4 研究系统仿真模型的建立

2.4.1 数值算法的选择

2.4.2 各参量值的确定

2.4.3 关键参数的试验验证

2.4.4 状态变量初值的确定

2.4.5 约束条件的确定

2.4.6 输出变量的确定

2.4.7 仿真程序的编制

2.5 本章小结

3 安全阀动态特性影响因素分析

3.1 仿真模型的可靠性分析

3.1.1 建模过程的可靠性分析

3.1.2 仿真结果的可靠性分析

3.2 影响安全阀性能的因素分析

3.2.1 调定压力的影响

3.2.2 过阀流量的影响

3.2.3 调压弹簧刚度的影响

3.2.4 搭合量的影响

3.2.5 摩擦力的影响

3.2.6 阀芯惯量的影响

3.2.7 阀前控制腔容积V的影响

3.2.8 阀口形式的影响

3.3 本章小结

4 高压大流量安全阀性能测试方法研究

4.1 大流量安全阀试验标准制定

4.1.1 中、小流量安全阀试验标准的分析

4.1.2 大流量插装阀的试验标准

4.1.3 大流量安全阀试验项目和试验方法的确定

4.1.4 大流量安全阀的性能指标规定

4.2 大流量安全阀实验装置的设计

4.2.1 现有试验条件分析

4.2.2 大流量安全阀试验装置的功能

4.2.3 大流量安全阀试验装詈的设计

4.3 小流量推广到大流量的试验方法

4.3.1 试验方法和项目的确定

4.3.2 压差-流量特性试验

4.3.3 动态特性实验

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

个人简历 攻读学位期间取得的研究成果