煤矿液压支架用阀试验台及其关键元件的研制

摘要

煤矿液压支架的工作可靠性对煤炭的安全生产非常重要，而液压支架用阀是其核心控制元件，因此对其性能有很高的要求。液压支架用阀主要指的是安全阀、液控单向阀、换向阀及截止阀。本文研制了一种CAT液压试验台装置，用于对郑州煤机集团公司所生产的煤矿液压支架用阀进行综合性能测试。该试验台的特点是高压（超过50MPa）大流量（超过500L/min）、适用于乳化液介质且采用了CAT系统。本文主要针对试验台的液压系统及关键水液压元件进行了分析研究。 主要的研究工作如下： 根据郑州煤机集团公司所提出的试验台技术要求以及原煤炭部试验标准，确定了试验台的总体方案，并设计了液压系统原理图。在设计过程中采用了模块化的设计思想,将系统划分为六个相对独立的模块。此外，针对系统中可能出现的液压冲击及管路压力损失进行了分析和计算，并提出了相应的解决措施。 本文通过静态特性计算及动态特性的参数仿真对高压大流量水压溢流阀进行了研究，在此基础上进行了水压溢流阀的结构设计；设计了水压节流阀，分别用作系统背压阀和流量调节阀；为满足系统对更高试验压力的要求（高达75MPa），设计了双向增压系统；针对手动换向阀的寿命试验要反复进行6,000余次的要求，设计了一种新型的自动换向机构以提高效率；最后，本文完成了试验操作台的结构设计工作，包括型式试验台和强度试验台两部分。 当前，煤矿液压支架用阀的发展趋势是高压大流量。本试验台的研制成功，为煤矿液压支架用阀提供了有效的测试手段，为该类阀产品的质量提供了保证。