掩护式液压支架平衡千斤顶液压回路分析

摘要

掩护式液压支架是高产高效工作面液压支架的主要架型，其上平衡千斤顶是调整支架姿态的关键部件，但在实际使用中，平衡千斤顶不能正常发挥其作用甚至于出现平衡千斤顶损坏的工况时有发生，并一直没有得到有效的解决。本文详细分析了平衡千斤顶不能正常发挥其作用的原因和工况，从平衡千斤顶液压控制回路角度提出解决方案，应用MATLAB以及AMESim软件对四种改进设计回路进行仿真分析，为解决平衡千斤顶不能正常发挥其作用问题提供了参考依据。
　　 对平衡千斤顶进行运动学与力学分析，推导出平衡千斤顶的行程、最大推拉力、保持力矩以及安全阀选用的计算方法，为掩护式支架中平衡千斤顶的设计与选型提供了参考依据。
　　 运用MATLAB软件编制CZNLQ.M程序对自动补液控制回路进行了可行性分析，得到掩护式支架分别在额定状态、活塞杆腔缺液、活塞腔缺液以及自动补液四种不同工况下的承载能力区曲线。仿真结果表明：平衡千斤顶两腔自动补液控制回路可以增大支架主平衡区宽度和面积，并在顶梁发生偏转之前能够保证平衡千斤顶两腔充满压力液体，从而使支架对外载荷变化的适应性增强，承载能力增大。
　　 运用AMESim分别建立了浮动双向锁液压回路、液控二位二通换向回路以及高压内溢流回路三种液压回路仿真模型并对其进行可行性分析。仿真结果表明：三种回路均可有效解决平衡千斤顶在升柱初撑阶段安全阀开启问题，同时可以解除顶梁、掩护梁和平衡千斤顶在升柱初撑阶段刚性三角形结构，从而避免了平衡千斤顶集中受载的工况。
　　 在AMESim/HCD中建立了双向液压锁的模型，对影响双向液压锁性能的关键因素液压锁面积比，油缸速比以及输入信号三个方面进行了研究，得到如下结论：油缸速比是决定液压锁能否正常工作的一个关键因素，双向液压锁的开锁必要条件为；在AMESim中对，时的开锁压力进行仿真验证，根据仿真结果可以得出增大液压锁面积比，可以减小双向液压锁反向开锁压力；在AMESim仿真系统中，保持油缸参数不变，分别给出不同的泵站流量。仿真结果表明不同的输入流量不影响双向液压锁的压力特性，但影响其频率特性。