液压支架推移千斤顶控制回路的优化设计.pdf

总第 1 4 2期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 1 1 ． S 1 ． 0 0 3 液 压 支 架推 移 千 斤 顶控 制 回路 的优 化 设 计 王 君 潞安集团 余吾煤业公司， 山西 长治0 4 6 1 0 3 摘要 文章针对如何提高移架速度这一问题， 着眼于减少液压系统的进回液阻力对液压支架推移千斤顶 控制回路进行了优化设计， 并应用 A M E S i m仿真软件进行了仿真， 得出了这种新的推移控制回路可大大提 高移架速度 ， 值得推广。 关键词 移架速度； A ME S i m仿真； 控制回路 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 1 S l 一 0 0 04 0 2 当液压支架的工作阻力确定后 ， 影 响支架移架 速度的主要因素有泵站 的额定压力 和额定流量 ， 液 压系统的进回液阻力， 推移千斤顶的活塞直径和行 程等。当液压支架移架时， 为了克服液压系统的阻 力液体压力损失很大， 这对液压支架移架速度的影 响也很大， 因而研究如何通过减少液压系统的阻力 来提高移架速度是很有必要的。 1 推移千斤顶控制回路 框架式推移装置推移千斤顶不是直接安装在液 压支架的底座和刮板机槽帮之间， 其两端分别同支 架底座和推移框架相连。当推移千斤顶的有杆腔进 液 ， 无杆腔回液时， 活塞杆缩 回带动推移框架 向前移 动， 实现推溜 以支架为支点 ； 当无杆腔进液， 有杆 腔回液时， 液压油缸前移， 带动支架底座向前移动， 实现移架 以刮板输送机为支点 。为防止相邻支 架移架时输送机被拉 回， 在推移千斤顶的有杆腔油 路上加设了由液控单向阀和安全阀组成的控制阀， 其中安全阀的调定压力为 4 0 M P a 。图 1 为移架时 进入活塞腔的高压乳化液需经过换 向阀， 图 2为移 架时高压乳化液不经过换向阀而是直接进入活塞 腔， 且缩短了进液管的长度， 这样就大大减少了进液 压力的损失， 提高了移架速度。另外 ， 图2推溜时活 塞腔的回液也没有经过换向阀， 而是经过普通单向 阀与交替单向阀直接进人主回液管， 这样就缩短了 回路回液管的长度， 进而减少了回液阻力， 提高了推 溜速度。 2 推移千斤顶控制回路的A M E S i m模型 A M E S i m是当今领先的传动系统和液压机械系 4 统建模仿真分析软件 ， 它为用 户提供一个 系统工程 设计 的完整平台， 可 以建立很复杂的仿真模型 ， 并在 此基础上进行深入的仿真分析。本文所研究的液压 系统由一些基本的液压元件构成， 在模型库中直接 调用即可建好， 建好的两种推移千斤顶控制回路的 仿真模型如图3 。 6 1 一三位四通换向阀； 2 一控制阀； 3 一支架； 4 一推移千斤顶 ； 5 一推移框架 ； 6 一刮板输送机 图 1 基本的推移千斤顶控制回路 6 I 1 一三位四通换向阀； 2 ～控制阀； 3 一支架； 4 一推移千斤顶； 5 一推移框架； 6 一刮板输送机； 7 一单向阀； 8 一交替单 向阀； 9 一液控单向阀 图2 改进后的推移千斤顶控制回路 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 8 - 1 6 作者简介 王君 1 9 8 1一 ， 男， 山西长治人， 助理工程师， 从事机电技术工作。 r ． I 王 君 液压支架推移千斤顶控制回路的优化设计 第2 0卷增刊 1 3 推移千斤顶控制回路的仿真与比较 将液压支架液压系统的相关参数输人仿真模型 中， 主要相关参数设置如下 泵站卸荷阀调定压力为 3 1 ． 5 M P a ， 泵站额定 流量为 3 5 0 L ／ m i n ， 推移千斤顶 活塞直径 1 4 0 m m， 活塞杆径 9 0 m m， 行程 9 0 0 mm， 主进回液管直径 2 5 mm， 支路进回液管直径 1 0 mm， 最后获得的活塞位移仿真曲线如图 4 。 由图 4可知 ， 基本 回路的移架时间为 4 ． 1 S ， 而 改进后的回路移架 时间缩短到 2 ． 9 S ， 节省 了1 ． 2 S ， 这大大提高了移架速度， 能够更好地适应高产高效 的需要， 更快地提高煤矿的经济效益。 a 基本的推移千斤顶控制回路仿真模型 b 改进后的推移千斤顶控制回路仿真模型 1 一乳化液泵 ； 2 一溢流 阀； 3 一换 向阀 ； 4 一液控单向阀 ； 5 一安全阀； 6 一负载； 7 一推移千斤顶； 8 一信号源； 9 一普通单向阀； 1 0 一交替单向阀 图3 A M E S i m环境下仿真模型 1 ． 0 0 ． 8 O ． 6 0 ．4 O - 2 0 时间， s a 基本的推移千斤顶控制回路活塞位移曲线 1 ． 0 0 ． 8 O ． 6 0 ．4 0 - 2 0 时间， s b改进后的推移千斤顶控制回路活塞位移曲线 图4 恒定调压下移架活塞位移曲线 4 结语 通过对液压支架推移千斤顶控制 回路 的优化设 计， 改善了回路的进回液系统， 减少了进回液阻力， 提高 了移架速度 ， 为煤矿更好 的适应高产高效 的需 要， 更好地提高经济效益提供了切实可行的依据。 参考文献 [ 1 ] 黄自强， 何青则 ， 何振华． 液压支架的技术现状及发展 趋势[ J ] ． 山西机械， 2 0 0 0 4 4 95 0 ． [ 2 ] 寇子明． 液压支架动态特性分析与检测[ M] ． 北京 冶 金工业出版社， 1 9 9 6 ． [ 3 ] 江玲玲， 张俊俊． 基于 A ME S i m 的液压位置伺服系统 动态特性仿真[ J ] ． 机械工程与自动化， 2 0 0 7 1 3 5 3 7． [ 4 ] 付永领， 祁晓野． A ME S i m系统建模和仿真 [ M] ． 北京 北京航空航天大学出版社， 2 0 0 6 ． [ 5 ] 安林超． 支架立柱液压系统动态特性仿真[ D] ． 太原 太原理工大学 ， 2 0 0 9 ． [ 责任编辑 魏晋英] 5