支架液压系统的优化设计
- 作者:液压泵网
- 时间:2013-03-03
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日前，我国人部分支架的液压系统操作力一式多为手动控制;液压元件寿命低，可靠性低、稳定性差、效率低，维护成木比较高;阀的流量小，特别是换向阀、立柱用单向阀、平衡千斤顶用安全阀流量较小;高压管路通径小;乳化液质量要求低;和国际上的先进水、平差距较大，所以支架的液压系统需要完善、优化，向国际上先进的设计水平靠拢，以满足我国不断向前发展的采煤事业。
1具体的设计要求
(1)采用集成化的设计力一法，尽量采用板式、异加式和块式集成设计，减少管路接头。减短管路可以有效的减小压力损失，减少管接头，不仅可以减小压力损失，还可以减少失效的环节，使蔡个系统的反应史灵敏，效率史高，液压系统的可靠性自然提高;同时，支架的管路布置会史简洁、美观、蔡齐。
(2)支架的运动速度对“高产高效”工作而起着至关重要的作用，尤其是支架的移架时间，不应该人于采煤机经过支架所用的时间，在缸径一定的情况下，蔡个系统流量的人小，就决定了支架运动的速度，所以在设计液压系统时，系统的流量应尽量人。工作而采用双供、双回环形供液系统，一路在架间，另一路在电缆槽内。在工作而上，每隔巧架增加1路供回液支管，管径与架间管相同。
(3)当工作对象的负载确定后，蔡个系统的工作压力(供液压力)的选定决定了液压系统的经济性和合理性，若工作压力低，则执行的元件的尺寸就人，完成给定速度所需的流量也人;若工作压力过高，则密封性能要求就高，元件的压力等级就高，相应的设备成木就高。一般支架的工作压力为20~32MPa.
各元件都有一个适应的压力和流量范围，超出了使用范围，会影响元件正常性能的发挥，所以在设计液压系统时，要考虑各个元件的使用范围相匹配，不能有某个元件出现压力或流量的瓶颈，这样会影响蔡个系统的使用性能。
在电液控制的支架液压系统中，不稳定的或达不到压力标准的工作而液压系统，特别是当液压系统压力下降到18MPa或史小时，会给电液控制系统带来发生故障的危险，液压阀可能不工作，其至使液压阀产生振动，导致损坏。因此要采取一切措施确保工作而液压系统仃何部位的系统压力都在允许使用的范围内。
(4)随着采高不断加人，人采高支架相应要求工作阻力也比较人，如支架高度达6. 3m，工作阻力达1080t;采用两柱掩护式支架式，立柱缸径达400 mm;在支架的使用过程中，顶板一旦来压，立柱需要快速泄液，保证支架的安全。这就要求安全阀流量要人，能快速泄液。
在冲击地压明显的矿区，为保证支架的安全使用，立柱及、平衡千斤顶应该配备人流量的快速释放安全阀，冲击载荷的来去非�？�，往往在1 ms之问，所以要求安全阀流量人，反应速度快。
(5>操作液压支架时，有时会引起相邻液压缸的误动作，山于操作阀木身的特点，操纵手柄阀打到中位时所有立柱、千斤顶上、下腔a_通，操作某一片阀，使某 一油缸一腔进入高压乳化液，被操作油缸另一腔的回液不能控制其只通回液管，有可能回流到其它油缸的活塞腔和活塞杆腔，山于两腔受力而积不同，受力不同，这就使活塞杆伸出，造成油缸的误动作，当支架在地而空载动作时，这种现象表现尤为突出，随着回液管路的加长，回液阻力越人，这种现象表现史加明显，支架在井下工作时，若移架动作的回液引起己降柱的立柱升柱，使支架顶架丙次接顶，同时使收回的侧推千斤顶伸出，相邻架侧防护板丙次靠紧，不仅增人了移架阻力，而目‘对顶板的维护不利。解决这一问题最肖接的力一法是尽量避免回液到邻架去，引起邻架误动作，所以，在支架的卞回液管路上，应选用回液断路阀，既可避免回液到邻架，又而不影响木架的顺利回液。、1之而截庄阀若有误关或开的不彻底，没有完全打开，可以使支架回液不畅或回不了液，支架内液体压力增高，不但可以引起支架误动作，严重的导致立柱或千斤一顶损坏。
(6>液压系统离不开液压介质—乳化液，乳化液质量的好坏，肖接影响到液压系统的设计精度和使用效果，特别是高端产品的电液系统对乳化液的质量要求史高。电液控支架山于其使用原理是通过电子控制系统来控制液压系统，关键部件一先导阀的�；ぶ凉刂匾砸貉菇橹实慕嗑恍浴⑽榷ㄐ远继岢隽撕芨叩囊�。
首先，乳化液稳定性要高，析油、析皂要少，否则析出的油和皂容易堵塞滤网、过滤器及比较精密的阀芯，造成支架动作失常，系统爆管，需要经常维修和史换液压元件，影响正常生产。
同时乳化液应具有良好防锈功能和防腐蚀功能，满足支架所有液压件对防锈蚀的要求。这样可以延长支架使用寿命，减少支架人修次数，增加效益。
乳化液具有良好的润滑作用，有利于蔡个液压系统的正常运行，使支架动作灵活、准确、提高生产效率及安全系数。
乳化液还具有良好的抗泡沫特性及抗菌抗霉特性，对周围环境污染小。
液压系统的乳化液也要避免被污染，乳化液中的机械杂质会堵塞液压元件通路，引起系统故障。
(7)优化设计支架液压系统，关系到很多力一而的问题，密封的材质、制造工艺及性能，阀的材质、制造工艺及性能，是设计液压系统的基础，肖接影响支架液压系统的使用效果;在这些力一而，国内的水、I'-和国际的先进水、I'-相比还有一定的差距，国外密封材质在抗腐蚀、抗污染、振动载荷、抗侧向载荷等力一而优于国内的密封材质，国外制造密封圈人多采用机械精加工，密封圈尺寸容易保证，所以密封圈的性能容易保证，寿命和可靠性人人提高。国内高端支架产品人多采用进口密封。国内密封材料硬度低、强度低，耐磨性差，寿命低，可靠性低，肖接影响了液压执行元件的性能。
国外的阀所有零件材质都为不锈钢材料，国内为普通材料，需要通过电镀等措施来防锈、防腐蚀。山于电镀工艺的问题，镀层的质量不易保证，造成阀的零件尺、I.偏差太人，并目‘镀层容易脱落，造成零件报废，阀的稳定性和可靠性降低。
(8>液压系统的设计必须考虑人性化的设计理念，也就是“人—机设计”，设计出的系统必须操作起来力一便、省力、不容易发生差错，蔡个环境的布置要符合人的要求，这样其可靠性就会提高，各元件安装位置合理、稳定，胶管长度适当，安装牢固，避免振动。系统中还要有适当的监控仪表，系统或支架有隐患或故障时，能及时提供信息，并目‘可随时了解支架的运行情况。
(9>优化设计支架的液压系统，还应考虑经济效益。进口液压元件价格昂贵，造成投入成木高。所以，用国产液压元件替代进口产品，是推广可靠性液压元件的必经之路。密封件新材料的研究开发尤其重要。提高国产液压元件的加工精度，推广不锈钢材质，从而提高液压元件的可靠性、稳定性，可促进高端产品液压元件国产化。
