适应液压支架动作的稳压供液技术研究.pdf

第 4 4卷 第 2期 2 0 1 8年 2月 工矿 自 动化 I n du s t r y a nd M i ne Au t oma t i o n Vo 1 ． 4 4 NO． 2 Fe b ． 2 O 1 8 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 8 0 2 0 0 3 2 0 7 D O I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 1 7 2 8 9 适应液压文架动作的稳压供液技术研究 王然风 ， 付 翔 ， 赵 阳升 ， 黄 光平 太原 理工 大学 矿业 工程 学院 ，山西 太 原0 3 0 0 2 4 摘 要 为提 高工作 面液 压 支架对采煤 机 的跟 随能 力 ， 通过 对 支 架供 液 过程 的 理论 分 析 ， 揭 示 了支 架动 作 速度 与液 压 系统 压力 和供 液流量 的耦合 关 系 ； 建立 了工作 面液 压 系统 仿真模 型 并验证 了模型 的准 确性 ， 仿 真 分析 了液 压 系统 压 力和 供 液流量 对 支架动作 速度 的作 用规 律 ； 在 此基 础上 ， 提 出 了一种 适应 支架动 作的稳 压 供液技 术 ， 即 以支架动 作类 型和液 压 系统压 力限值等 条件 为判 断依据 ， 通 过调 整供 液流 量 ， 使 支 架动作 时液 压 系统 压 力缓 慢 平稳 变化 、 略微 上 升 ， 以提 高支架动 作速度 。采 用 多泵 多变频供 液 系统对 该技 术进 行 了试 验 ， 结 果验证 了该技 术 的有 效性 。 关 键词 煤炭 开采 ； 液 压 支架 ； 供 液 系统 ； 供 液 流量 ； 液 压 系统 压 力 ； 稳 压供 液 中图分类 号 T D 3 5 5 ． 4 ／ 6 7 文献 标 志码 A 网络 出版时 间 2 0 1 8 0 1 1 9 1 1 2 3 网络 出版地址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 8 0 1 1 9 ． 1 0 5 2 ． 0 0 2 ． h t ml Re s e a r c h o n s t a b i l i z e d p r e s s u r e h y d r a u l i c f l u i d s u p p l y t e c h n o l o gy a d a p t e d t o h y d r a u l i c s up p o r t a c t i o n W ANG Ra n f e n g， FU Xi a ng， ZH AO Ya n gs he ng，HU ANG Gu a ng pi ng Co l l e g e o f M i n i n g En g i n e e r i n g，Ta i y u a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ，Ta i y u a n 0 3 0 0 2 4，Ch i n a Ab s t r a c t I n o r de r t o i mpr o v e a bi l i t y o f hyd r a u l i c s u pp or t f o l l o wi n g s he a r e r i n wo r ki ng f a c e，c ou p l i ng r e l a t i o ns h i p a m o n g s u p po r t a c t i o n ve l oc i t y， hy dr a ul i c s y s t e m pr e s s ur e a nd f l o w r a t e of h y dr a u l i c f l u i d s u pp l y wa s r e v e a l e d b y t he or y a n a l y s i s of s u pp o r t hy d r a ul i c f l u i d s u pp l y p r o c e s s ． Si mul a t i o n mo de l of h y d r a u l i c s y s t e m o n wo r k i n g f a c e wa s e s t a b l i s h e d a n d c o r r e c t n e s s o f t h e mo d e l wa s v e r i f i e d．Ef f e c t o f hy dr a ul i c s y s t e m p r e s s u r e a nd f l ow r a t e on s up po r t a c t i o n ve l o c i t y wa s a na l y z e d，a nd a s t a b i l i z e d p r e s s u r e hy dr a ul i c f l u i d s u pp l y t e c hn ol og y a d a pt e d t o s u pp o r t a c t i o n wa s p r o po s e d．The t e c hno l o gy t a ke s s u pp o r t a c t i o n t yp e a nd hy d r a ul i c s y s t e m p r e s s u r e l i m i t a t i o n a s c r i t e r i o n，a nd r e a l i z e s s l o w a nd s t e a dy c ha ng i ng p r o c e s s o f h y d r a u l i c s y s t e m p r e s s u r e wi t h s l i g h t r i s e d u r i n g s u p p o r t a c t i o n b y a d j u s t i n g f l o w r a t e ，S O a s t o i mpr o ve s up po r t a c t i o n v e l o c i t y． The t e c h no l o gy wa s t e s t e d by us e o f mul t i p ump a nd mul t i f r e qu e nc y hy dr a u l i c f l u i d s u pp l y s ys t e m ，a nd va l i di t y o f t he t e c h no l o gy wa s v e r i f i e d． Ke y wo r d s c o a l mi n i ng；h yd r a ul i c s u pp o r t；h yd r a ul i c f l u i d s up pl y s y s t e m ；f l o w r a t e o f hy dr a u l i c f l ui d s u pp l y；hyd r a u l i c s y s t e m pr e s s u r e；s t a b i l i z e d p r e s s u r e hy dr a u l i c f l u i d s u p pl y 收稿 E l 期 2 0 1 7 - 0 7 2 1 ； 修回 El期 2 O 1 7 l 2 2 6 ； 责任编辑 盛男 。 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 5 1 4 0 4 1 6 7 ； 中国博士后科 学基金资助项 目 2 0 1 6 M5 9 0 1 5 1 ； 煤炭资源与安全开采 国家重 点实验室开放 基金资助项 目 S K L C RS M1 4 KF B 0 8 。 作者简介 王然风 1 9 7 O 一 ， 男 ， 山西长治人， 副教授 ， 博士 ， 主要研究方 向为煤矿机电综合 自动化 ， E ma i l wr f 1 9 7 0 1 0 1 2 6 ． c o rn。通信作者 付 翔 1 9 8 6 一 ， 男 ， 山西长治人 ， 讲 师， 博士 ， 主要研 究方 向为煤 矿机 电综合 自动 化、 数 据挖 掘和 机器学 习 技术 ， E - ma i l 1 4 6 3 2 2 3 5 qq． com 。 引用格式 王然风 ， 付翔 ， 赵 阳升 ， 等． 适应液压支架动作 的稳压供液技术研究E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 8 ， 4 4 2 3 2 3 8 ． W ANG Ra n f e n g， FU Xi a n g， Z H AO Ya n g s h e n g， e t a 1 ． Re s e a r c h o n s t a b i l i z e d pr e s s ur e hy dr a u l i c f l u i d s u pp l y t e c h n o l o g y a d a p t e d t o h y d r a u l i c s u p p o r t a c t i o n [ J ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n ， 2 0 1 8 ， 4 4 2 3 2 3 8 ． 2 0 1 8年第 2期 王然风等 适应液压支架动作的稳压供液技术研究 ．3 3 ． 0 引 言 在采 煤工 艺 中 ， 要 求 液压支 架 紧随采 煤 机移 动 ， 以保证工作面顶板支护并正常推进 。液压支架动作 主要 包 括伸 护 帮 板 、 收 护 帮 板 、 升 柱 、 降 柱 、 移架 、 推 溜等 ， 要求各个 动作快速完成 。支架动作 的动力源 是工作面供液系统的高压乳化液 ， 支架动作速度与 液压 系统 压力 和供 液 流量 密切相 关 。 诸多国内外学者研究了液压 系统压力和供液流 量对支架动作速度的影响。张海平口 对液压速度控 制 技 术进 行 了深人 研 究 ， 指 出液 压 系 统 中负 载 决定 压力 、 流量决定速度。L i Ha i n i n g等I 2 提出增 大供 液流量可加快支架动作速度 ， 并利用 AME S i m进行 了仿真验证 。于玲等 提出增大供液流量对支架升 柱动作效果明显 ， 但达到一定程度后影 响较小 。韩 伟等[ 4 ] 、 刘宝龙_ 5 ] 提 出供液流量对支架 动作 速度 的 影响与负载有关 。李晓豁等『 6 。 ] 和 Z h a n g Xi n等 指出液压系统压力增大对支架升柱、 移架动作速度 无影响 ， 但可提高降柱动作速度 ； 供液流量增加可提 高支架升柱、 移架动作速度 ， 但对 降柱动作速度无影 响。曹小荣等L 9 通过理论计算得出额定供液流量下 支架升柱 、 降柱 、 移架 、 推溜 4个动作的负载特性 曲 线 ， 并 得 出如 下结 论 升 柱 时 液 压 系 统 压力 小 ， 可通 过增 加供 液流 量来 提 高 升 柱 动 作 速 度 ； 降 柱 时 液压 系统 压力 大 ， 泵处 于频 繁卸 载状 态 ， 增 加供 液 流量无 法提高降柱动作速度。上述研究均表 明， 支架不 同 动作的速度与液压系统压力和供液流量之 间存在复 杂的耦合关系， 但并未提出采用何种供液策略来 实 现支架在各个动作 速度下能够很好地跟随采煤机 。 本文通过理论分析和建模仿真量化支架动作速度与 液 压 系统 压力 和供 液 流 量 间 的相 互作 用 ， 进 而 提 出 了一种适应液压支架动作的稳压供液技术并进行验 证 ， 为下一步革新现有支架供液控制模式进行了有 益 的尝试 和探 索 。 1 支 架供液 过 程理 论分 析 综采工作面 回采工艺过程要求工作面液压支架 跟机速度满足工作面推进 速度要求 ， 而支架跟机速 度由支架动作速度决定， 尤其是升柱、 降柱、 移架 、 推 溜 4个主要动作速度 。液压支架动作其实就是液压 缸动作口 ] ， 支架动作速度 由液压 缸活塞 动作速度 决定 ， 因此可将液压支架动作简化成双作用单活塞 液压 缸 动作 ， 如 图 1所 示 。口为 活 塞加 速 度 ； 为 活 塞速度 ； t为活塞运动 时间； m 为负载质量 ； F为负 载力 ， 包括摩擦力 、 重力等 ； A 为进液腔作用面积 ； A 为出液腔作用 面积 ； Q 为进液流量 ； Q 为出液 流量 ； P 为进 液 压 力 ， 即液 压 系统 压 力 ； P 为 出 液 压力 ， 即背压 。 A 三 进 液腔 图 1 双作用单活塞液压缸示意 Fi g ． 1 S c h e ma t i c d i a g r a m o f d o u b l e a c t i n g a n d s i n g l e p i s t o n h y d r a u l i c c y l i n d e r 1 ． 1 液压 系统 压 力与 支 架动作速 度 的 关 系 稳 态 时 ， 活 塞加 速 度 n 一0 ， 活塞 速 度 一c c 为 常 数 ， 则液 压 缸活 塞受 力关 系为 PA AA F P B AB 1 非 稳态 时 ， 活塞加 速 度 a v e 0 ， 活 塞速 度 ≠c ， 则 液 压缸 活塞 受力 关 系为 p A AA F P B AB 抛 2 假设摩擦力 P 、 出液压力 P e与活塞速度 正 相关 [ 1 ] ， 得 F ／ AA P P 。 一 f m P 3 P e f B 4 式 中 P 。 为 除摩 擦力 以外 的 负载力 ； -厂 m ， f s 分 别 为 摩 擦 力 P 、 出 液 压 力 P e关 于 活 塞 速 度 的 函数 。 将 式 3 和 式 4 分别 代入 式 1 和式 2 ， 可 得 稳 态 时 P A P f m f B An ／ AA 5 非 稳态 时 P A P f m f B v AB ／ AAmy ／ AA 6 活塞速度变化直至重新受力平衡 ， 液压 系统 由 非 稳态 向稳 态 变化 。值 得 注 意 的是 ， 当 P ≤ P 时 ， 活 塞无 法克 服 负载 力 ， 活 塞速 度 一0 。 对于 工 作 面 液压 系统 ， 可 控 因素 为液 压 系 统压 力 ， 当液压系统压力不变时 ， 支架 动作速度 即液压 缸 活 塞速度 总会达 到稳 态 。因此 ， 液 压 系统压 力与 支架动作速度存在对应关系 ， 即某个液压系统压力 下存在与之对应的稳态速度 ， 且二者正相关 。 1 ． 2供 液流 量 与 支架动作 速度 的 关 系 流量 直接 决定 了活 塞速 度 _ 1 ] Q A ／ A QB ／ AB 7 由式 7 可 知 ， 活塞 速 度 与 进 出液 流 量呈 正 比 。 在不 考 虑 液 体 压 缩 的 条 件 下 ， 式 7 恒 成 立 。设 3 4 工矿 自动化 2 0 1 8年 第 4 4卷 A r A y 为进出液腔作用面积之比 ， 则 QA y QB 8 对 于工作 面液压 系统 ， 可控 因素为 供液流 量 即 液 压缸进 液流量 ， 理 想情 况下 ， 供液流 量越 大 ， 支架 动作速度越快 。 1 ． 3液压 系统压 力和 供 液 流 量 与 支 架动作 速 度 的 关 系 稳态时 ， 液压系统压力 、 供液流量和支架动作速 度之间存在一一对应关系， 均保持不变； 当流量变化 时 ， 会 打破稳 态工 况 ， 导 致 液压 系 统 压力 变 化 ， 进 而 导致支架 动作 速度 变化 ， 直 到重 新满 足式 5 和 式 7 。 在工作面液压支架动作过程中， 供液系统可通 过增加 或减少 供液流量 ， 使液压 系统压力随之升 高 或降低 ， 进而提高 或降低 支架动作速度。但 供 液 系统 内置卸 载 阀和 安 全 阀 ， 当液 压 系 统压 力 超 过高 限时 ， 液 压 系统 内会 卸载 溢流一 部分供 液流 量 。 此外 ， 最大供液流量受供液系统设备额定能力限制 ， 并非可以无 限大E 1 3 1 4 1 。因此 ， 工作 面液压支架 动作 速度受供液流量和液压系统压力限值 即卸载压力 和加载压力设定值 共同影响。 2支架供 液仿 真研 究 2 ． 1 工作 面 液压 系统 AME S i m 建模 为定量 研究 支架 动作速度 与液 压系 统压力 和供 液流量的关系 ， 并进一步探索合理的供液方案 ， 利用 AME S i m软件建 立工作 面液压 系统仿 真模 型， 如 图 2所示。 该仿真模型可通过控制器分别控制 电磁 卸载阀、 乳化液泵和电控换向阀来对系统压力 、 供液 流量进行定量调节和支架动作进行控制操作。 依照 实物设 置仿 真模 型 中各元 件 的尺寸 、 结构 、 材质 等机械 参数 ， 具体 见表 1 。 系统漏液量 、 管路损耗、 负载属性等仿真模型不 确切参 数通 过仿 真结果 与试验 结果 比对进 行调 整和 确定 。液压支架的主要动作 降柱一移架一升柱一 推溜 分别在试验和仿真中操作完成， 其中压力数据 取样 间隔 均为 0 ． 5 s ， 乳化 液泵 额定 供 液流 量为 4 0 0 L ／ rai n ， 卸 载 压 力 和 加 载 压 力 分 别 为 3 1 ， 2 8 MP a ， 升 柱 、 降柱行程 为 3 0 0 mm， 推溜 、 移 架行 程 为 8 0 0 1T I I T I 。试验 和仿 真得 到 的液 压 系统 压 力 曲线 如 图 3所示 。 由图 3可知 ， 仿 真 与试 验 结果 的变 化 趋势 和波 动范围基本一致 ， 验证了仿真模型的有效性 ； 在额定 供液流量条件下 ， 降柱、 移架 、 推溜过程 中液压系统 图 2 工作 面液压系统仿真模型 F i g ． 2 S i mu l a t i o n mo d e l o f wo r k i n g f a c e h y d r a u l i c s y s t e m 表 l 仿真模型部分元 件参数 Ta b l e 1 P a r a me t e r s o f p a r t i a l e l e me n t s i n s i mu l a t i o n mo d e l 』 ． 降 柱 移 架 1 推 溜 系 统 漏 液 I 升柱 一 试验数据 一一 仿真数据 ． ．＼ 0 5 0 1 0 0 l 5 O 2 0 0 2 5 0 3 0 0 时间／ s 图 3 液压 系统压力试验和仿真结果对 比 F i g ． 3 C o mp a r i s o n o f e x p e r i me n t a l a n d s i mu l a t e d h y d r a u l i c s y s t e m p r e s s u r e B d 苫＼ 幽 幽燃 2 0 1 8年第 2期 王然风等 适应液压 支架动作的稳压供液技术研 究 ．3 5 压力在卸载压力和加 载压力之 间频繁波动 ， 说明乳 化液泵的部分供液流量 注入液压缸上腔 ， 供液流量 过足； 升柱过程 中液压系统压力 降低至 1 8 MP a左 右， 低于加载压力 2 8 MP a ， 说 明乳化液泵 的全部供 液流量注入 液压缸下腔， 但供液流量仍然不足 。因 此 ， 本文以降柱和升柱 2个典型支架动作过程 为仿 真研 究对象 。 2 ． 2仿 真结 果 与分析 2 ． 2 ． 1 支架降柱过程 降柱过程设置 3组卸载压力和加载压力 ， 分别 为 3 1和 2 8 ， 2 8和 2 5 ， 2 5和 2 2 MP a ， 3组 供 液 流 量 分别为 5 0 ， 8 0 ， 1 3 0 L ／ mi n 。降柱过程 操作立柱 的 电控换 向阀， 使立柱液压缸上腔进液 、 下腔 出液 ， 立 柱杆从接 触顶 板的位 置开 始逐 渐脱 离顶 板， 持续 1 0 S 。 降柱过程仿真结果如图 4 所示 。 0 5 l 0 1 5 2 O 2 5 时间／ s a 供液流量为 I 曲 邑 捌 椭 蜒 流 量 为 蝌 椭 ig 时间／ s 时问／ s c 供液流量为 1 3 0 L ／ rain ⋯一 卸载压力和加载压力分别为3 l ， 2 8 IV I P a _-_- 卸载压力和加载压力分别为2 8 ， 2 5 IY lP a 卸载压力和加载压力分别为2 5 ， 2 2 M P a 图 4 降柱过程仿真结果 F i g ． 4 S i mu l a t i o n r e s u l t s o f p r o p d r o p p i n g p r o c e s s 图 4 a 中， 5 O L ／ mi n的供液流量小于初始速度 所需 流 量 ， 液 压 系统 压 力 和活 塞速 度 持续 下 降。 图 4 b 中， 8 O L ／ mi n的供 液流量 略大 于初始 速度 所需流量 ， 液压系统压力和活塞速度持续上升 ， 但在 降柱动作完成 前液压 系 统压 力未 高于 卸载压 力。 图 4 c 中， 1 3 0 L ／ mi n的供液流量远大于初始速度 所需流量 ， 导致液压系统压力快速上升 ， 在降柱动作 未完成前迅速高于卸载压力 ， 因此卸载阀打开 ， 导致 压力液被卸载 ， 此时液压缸 由于没有压力液供给 ， 液 压系统压力迅速下降， 当低于加载压力时， 卸载阀关 闭 ， 压力液再次进入液压缸 ， 使液压系统压力上升 ， 周而复始 ， 压力在限值之间频繁波动， 且活塞速度随 液压系统压力变化而频繁波动 ， 直至降柱动作完成 。 由图 4可知 ， 液压 系 统 压 力 的变 化 趋 势 与 活 塞 速 度 即支架 动作 速度 一致 ， 且 液压 系统 压力 越高 ， 初 始 速度越快 ， 即液压系统压力与支架动作速度呈正相 关关系； 对于降柱过程 ， 8 O L ／ rai n的供液方案最 合 理 ， 不仅具有最大的支架动作速度 ， 而且避免了支架 动作过程中压力波动。 2 ． 2 ． 2 支 架 升柱过 程 升柱 过 程设 置 3组 卸 载 压力 和 加 载 压力 ， 分 别 为 3 1和 2 8 ， 2 8和 2 5 ， 2 5和 2 2 MP a ， 3组 供 液 流 量 分别为 3 0 0 ， 6 0 0 ， 8 O O L ／ mi n 。升柱过程 操作立 柱 的 电控换 向 阀 ， 使 立 柱 液 压 缸下 腔 进 液 、 上 腔 出液 ， 立柱杆从离顶板 2 0 0 mm 的位置开始上升 ， 直 至接 触顶板。升柱过程仿真结果如图 5所示 。 图 5 a 中 ， 3 0 0 L ／ mi n的供 液 流 量 小 于初 始 速 度 所 需流量 ， 液 压 系统 压力 和活 塞 速 度 出现迅 速 下 降的情况 ， 当液压系统压力低 于蓄能器的额定压力 1 8 MP a时 ， 蓄能器压力液完全释放 ， 导致压力 和速 度下降更快 。图 5 b 中， 6 0 0 L ／ mi n的供液流量 略 大 于 初始速 度所 需 流 量 ， 液压 系 统 压 力 和 活塞 速 度 持续上升 。图 5 c 中， 8 0 0 L ／ mi n的供液流量远 大 于初始速度所需流量 ， 造成液压系统压力在限值 之 间频 繁波 动 ， 且 活 塞速 度 随液 压 系 统 压 力 变 化 而频 繁波动， 直至升柱动作完成。由图 5可知 ， 液压系统 压 力 的变 化趋 势与 活 塞 速 度 一 致 ， 且 液 压 系 统压 力 越高 ， 初始速度越快 ， 即液压系统压力与支架动作速 度 呈 正相关 关 系 ； 对 于升 柱过 程 ， 6 0 0 L ／ mi n的供 液 方案最合理。 2 ． 3 适 应 支架动 作 的稳压 供 液技 术 通过仿 真 结果 分析 可得 以下 结论 1 液压系统压力 、 供液 流量 和支架 动作速 度 之间的关系 在供液流量不足 的条件下， 支架动作速 度 由供液流量决定而不受液压系统 压力 限值影响 ； 在供液流量充足的条件下 ， 提高液压系统压力 限值 可加快支架动作速度； 在供液流量过足的条件下， 受 一 l - ∞ ． g 一 ＼ 艘确燃 _ 鲁 出螺 出艇 日 龟 R出螺 幽臻 B d 苫＼ 穴出 磴臻 3 6 工矿 自动 化 2 0 1 8年 第 4 4卷 c 供 液 流 餐 为 8 0 0 L ／ n fi n ⋯ 卸载压 力和加载 压力分别为3 1 2 8 MP a ⋯- 卸载住力和加载压 力分别为2 8 ， 2 5 MP a 卸载压 力和加 载压 力分别为 5 ． 2 2 MP a J 5 升柱 过 程 仿 真结 果 Fi g ．5 S i mu l a t i on r e s u l t s o f pr op l i f t i n g pr oc e s s 液 压 系统 压 力限值 的影 响 ． 支架 动 作 速 度非 但 不 能 提高 ， 反 I fl 造成 波 动 。 2 相 同液 压 系 统 压 力 限 值 下 ， 升 柱 过 程 所需 的充足 供 液流量 及 相应 支架 动作 速度 均 比降柱 过程 大很 多 ． 原 【太 】 是 立 柱 液 缸 的 J I 下 腔背 压 不 同 。[ 大 l 此 ． 对 于小 同的支 架动作 ， 为 提高 支架 动作 速度 和稳 定支架 动 作过 程液 压 系 统 压 力 ， 需 要 提 供 相 应 的 合 理供 液流 量 。 3 液 系 统 压 力限 值 越 高 ， 支架 动作 初 速 度 越大 ； 乳 化液泵 加 载后 ， 合理 的供 液流 量 可使 支架 动 作 孛 月 速度 保持 并 略 微 提 高 。因 此 ， 为提 高 支 架 动 作 速度 ． 廊依 据液 压 系统压 力 限值 、 支架 动作 类 型等 因 素合理 整供液 流量 ， 同时依 据初 撑力 要求 、 压 力安 全 、 支架 动作初 速度 等 冈素 合 理 调 节 液压 系统 压 力 限值 。 基于 此 ， 本 文 提 m _r一 种适 应 液压 支 架 动 作 的 稳压供 液技 术 ， 即 以 支架 动作 类 型 和 液 压 系 统 压力 限值 等条件 为判 断依 据 ． 通过 调 整供液 流量 ． 使 支 架 动作 时液 压 系统压 力缓 慢平 稳 变化 、 略微 上升 ， 以提 高支 架动 作速 度 。 4稳 压供 液试 验 为适 应 液 压 支架 不 同动作 的合 理 供 液要 求 ， 供 液 系统 应具 备大范 同 、 高精 度 的流 量 调 节 功 能 及 卸 载 和加 载压 力电控 功能 。 『 大 1 此组 建一 套满 足大 流量 连 续 町调 的多 泵 多变频 供 液系统 ， 如 网 6所示 ， 并 配 套若 十 Z F S 6 O O O型液 支架 。其 巾 ， l台 4 0 0 k W 变 频器 采用 “ 一拖 四” 的方 式 驱动 4台 { 0 0 I ／ ／ mi n乳 化 液泵 ， 变频 与T频 可 同步切 换 ； 1俞 1 1 0 k W 变 频 器驱 动 1俞 8 O I ／ mi n乳 化 液泵 ， 以提 供精 度 更高 的供 液 流量 ； 每 台乳化 液 泉 上安装 电磁 卸载 阀 ， 可一 定 范 围内控 制卸 载压 力 和加 载压 力 。多泵 多 变频 供 液系 统可 提 供 流量 范 『韦 1 为 0 ～1 6 8 0 I ／ mi n 、 精 度 为 1 ． 6 I ／ mi n 变频 精度 为 l Hz 的供 液流 量 。 6 多 泵 多 变 频 供 液 系统 Fi g ．6 M u hi pump an d muhi f r e q ue n c y h yd r a ul i c f l ui d s u ppl y s y s t e m 为验 证适 应 液 压 支架 动作 的稳 压 供 液 技 术 ， 以 支架 4个基 本动 作 降柱移 架 升柱推 溜 为研 究 对象进 行 稳 供 液 试 验 。其 中 ， 卸 载压 力 和 J J l1 载 压 力分 别 为 3 1 ， 2 8 MP a 。根据 仿真 模拟 得 到的 支架 基本动作 的稳 压供 液 流量 ． 得 到 多 泵 多变 频 供 液 系统 的稳压 供液 方 案 ， 见衷 2 。 根 据稳 压供 液 方 案 进行 试 验 操 作 ， 得 到稳 压 供 液 时液 压 系统压 力 曲线 ， 并 与 2 ． 1节 中额 定 供 液 时 液 压系统 压 力 试验 数 据对 比， 如 图 7所 爪 。 图 7呵知 ， 与额 定供 液 相 比 ， 稳 压供液 提 高 r 支架升柱 动 作速度 ， 避 免 了降 柱 、 移 架 和推溜 动 作时 液 压系统 压 力的频繁 波动 。 5 结语 通过 对 液压 支架供 液 过程 的理 沦分 析 和建模 仿 2 0 1 8年 第 2期 王 然风 等 适 应 液压 支 架动作 的稳 压供 液技 术研 究 3 7 [5 ] 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 时间 ／ s [6 ] 图 7 稳压供液与额定供液时 液压 系统压力 曲线 对 比 Fi g ． 7 C o mp a r i s o n o f h y d r a u l i c s y s t e m p r e s s u r e u n d e r s t a b i l i z e d p r e s s u r e h y d r a u l i c f l u i d s u p p l y a n d c o n s t a n t h y d r a u l i c f l u i d s u p p l y 真 ， 得出了液压系统压力 和供液流量对支架动作速 度的作用规律 ， 提出了适应液压支架动作的稳压供 液技术 ， 并利用大流量连续可调 的多泵多变频供 液系统进行了试验验证 。结果表明 ， 相 比于传统的 额定供液 ， 该技术不仅提高了支架动作速度 ， 而且有 效避免了支架动作过 程中液压系统压 力 的频繁波 动， 达到了良好 的支架跟 随特性和较高 的设备机械 寿命 。下一步将结合工作 面液压支 架跟机工艺 特 点 ， 建立适应支架动作的稳压供液预测模型 ， 为适应 支架跟机联动的智能供液提供技术基础 。 参考文献 R e f e r e n c e s [1 ] 张海平． 液 压速度控制技术[ M] ． 北京 机械 工业 出版 社 ， 2 0 1 4 2 4 6 2 ． r 2] LI Ha i n i n g，DENG Da i a n ．Re s 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