液压支架大流量安全阀动态特性仿真研究

"液压支架大流量安全阀动态特性仿真" 文章主要探讨了液压支架大流量安全阀的动态特性仿真，这是针对煤炭行业中液压支架系统的重要研究。作者焦黎栋、马利平和廉自生来自太原理工大学机械工程学院，他们通过深入分析安全阀的工作原理和结构特性，旨在优化阀门的性能，提升整体系统的安全性。 液压支架大流量安全阀是保障煤矿井下支护设备——液压支架的关键组件。当顶板快速下沉，高压液体进入安全阀，迫使阀芯开启以卸荷，防止过载对液压支架造成损害。然而，如果安全阀反应不及时或者阀芯振荡，可能导致液压冲击，影响支架的稳定性，甚至造成设备损坏。 在研究方法上，作者采用了功率键合图法和状态空间法，构建了安全阀系统的动态特性数学模型和仿真模型。通过Simulink软件进行数字仿真，模拟顶板快速下沉时阀门的行为，得到了阀口压力、流量、阀芯位移和速度等关键参数的曲线。这些曲线对于理解安全阀在不同工况下的响应至关重要。 仿真结果表明，增加弹簧的刚度可以提高安全阀的灵敏度，减少阀芯的振荡，从而优化大流量安全阀的动态特性。这对实际应用中改进安全阀的设计提供了理论支持，以适应更大流量需求和更严苛的工作环境。 大流量安全阀的工作原理是，当液压支架承受的压力超过其设定值时，液控单向阀保持闭锁，立柱下腔压力升高，推动阀芯开启，释放多余压力。新型大流量安全阀设计流量高达1500L/min，阀芯直径增加到Φ13mm，溢流孔为多排小孔设计，这使得其动态性能分析更为复杂，需要更精确的仿真手段。 综上，该研究聚焦于提高大流量安全阀的性能，以应对现代煤炭开采中液压支架面临的挑战。通过理论建模和仿真，作者提出了解决阀芯振荡和提高灵敏度的有效策略，这对于提升整个液压支架系统的安全性和效率具有重要意义。