影响后立柱控制阀开启的原因分析及改进措施.pdf

2 0 1 0年 2月 第 3 8 卷 第 4期 机床与液压 MACHI NE T OOL ＆ HYDRAUL I CS Fe b ． 2 01 0 Vo l _ 3 8 No ． 4 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 0 ． 0 4 ． 0 4 0 影响后立柱控制阀开启的原因分析及改进措施 胡仁松 淮北矿业集团设备管理 中心 ，安徽淮北 2 3 5 0 0 0 摘要介绍了后立柱控制阀的结构、工作原理，以及选用控制阀时要综合考虑的立柱速比和阀的开启比之间的匹配关 系，对保证立柱上腔安全阀正常工作、提高阀的使用寿命、减少事故产生具有重要意义。 关键词控制阀；上腔闭锁；开启比；改进措施 中图分类号T H1 3 7 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 0 41 1 1 2 为了解决放顶煤液压支架后立 柱受拉的现象， 销轴不被损坏，确保支架的性能安全可靠。 在立柱上安装了后立柱控制 阀 也称液控双向阀 。 1 ． 2 控制阀闭锁现象的产生 该阀能够保证后立柱的上 、下工作腔闭锁绝对可靠 ， 在初期使用 T M F D S控制阀时，出现支架升柱时 而且密封时 间长 ，确保井下作业空间与人身安全。 上腔安全阀卸载的不正常现象。为 了找 出存在的问 该阀与安全阀配合使用，还可以对立柱起过载保 护 题，拆下安全阀测试其开启压力 ，发现在额定公差范 作用。但是 ，当选用的后立柱控制 阀开启 比与立柱 围之内，安全阀开启压力合格 ，说明不是安全阀的问 上下腔有效作用面积之比不匹配时，就会出现立柱 题。经过进一步的观察、试验、研究发现 ，是后立柱 下腔进液时 ，上腔被 锁死 ，导 致安 全 阀非 正 常卸载 ， 控制 阀开启 比设计 不 合理 ，即后 立柱 上 下腔 作 用 面 甚至后立柱不能正常升柱的现象。 积之比大于控制阀顶杆作用面积与开启阀芯面积之 1 后立柱控制阀的应用及闭锁现象 比，控制阀不能满足单向阀反向开启的要求 ，从而使 1 ． 1 控制 阀工作原理 立柱下腔进液时，控制立柱上腔的阀芯不能及时打 收稿日期2 0 0 91 2 0 7 作者简介胡仁松 1 9 6 6 一 ，男 ，工程师，从事煤炭机电管理工作多年。E m a i l j c w x t 1 6 3 ． e o m。 1 1 2 机床与液压 第3 8卷 都不供液时立柱上、下腔分别被液控单向阀和单向锁 闭死，保证立柱既能抗压又能抗拉的双向闭锁功能。 图2 后立柱控制阀结构简图 2 ． 2控制 阀实现反 向开启而不被 闭锁 的理论分析 1 控制阀芯 3 反 向开启力 F k Fk p1 S 4 pl nk S 3 式中 P 为立柱下腔来 自泵 站的压力 ，P a ； ．s 为顶杆 4的有效作 用面积 ，m m ； 为开启 比，凡 S ／ S ， ； s 为阀芯 3的有效作用面积，m m 。 2 立柱下腔的压力P 。 使上腔产生的压力P L p上 n , Pl 式 中n 为立柱的速 比 ，n S v ／ S 上； S 为立柱下腔的有效作用面积 ，m m ； ．s 为立柱上腔的有效作用面积 ，m m 。 3 P 使阀芯 3产生的关闭压力 Fg p 上 S 4n , p1 S3 4 使阀芯 3 关闭 的合力 F合 Fg，h 一G3 式 中 F 为弹簧 的压力 ，N； 为阀芯 3的摩擦力，N； G 为阀芯 3的重力 ，N 。 5 实现 阀芯 3反 向开启的条件 F k G 4 一 F 合 F g F h 一G 3 ， ． 式中G 4 为顶杆 4的重力，N； ．厂 4 为顶杆 4的摩擦力 ，N。 当略去阀芯和顶杆重力及摩擦的因素时，则实 现阀芯 3反向开启不被闭锁的条件 Fk F 即 Pl n k S 3 n P1 S3 Fh l 一 安全 阀 2 -- 弹 簧 3 - -阀 4 _顶 杆 5 _ _ 弹 簧 6 - - 上 阀体 7 -- 顶 杆 8 _ 阀芯 9 - --阀 1 0 - - 弹簧 座 l 1 一弹 簧 1 2 一 安全 阀 l 卜 连接 座 l 4 一 下 阀体 p l n k n F h ／S 3 由上式 可 知 ，要 满 足控 制 阀反 向开 启 而不 被 闭 锁的条件是 控制阀的开启比 n 要大于后立柱的运 动速 比 n ，即对于阀 3的开启 比要大于立柱下腔与上 腔的有效作用 面积之 比。 3改进措施 Z F 6 8 0 0 ／ 1 9 ／ 3 8 放顶 煤液 压支 架 后立 柱 缸径 和柱 径大小 ，已由支架的工作阻力确定，其速比约为6 1 ， 不能更 改 ，只有 增大控 制 阀 的开启 比 n ，即加 大顶 杆4的有效控制面积和减小阀 3的直径，都是有利于 控制 阀反 向开启 的。采取 该 种措施 改进 的后立 柱控 制阀开启效果明显，没有 出现上腔安全阀非正常卸 载的现象。 4结论 根据以上分 析结 果 ，对 放 顶煤 液 压支 架后 立柱 控制阀的选 用 ，要根 据 立柱 的速 比以及系 统 的有关 因素来确定阀的开启 比，只有严格按照上文的计算 公式确定它 们 的匹 配关 系 ，才能 有效 的避 免控 制 阀 锁死立柱上腔现象的产生。 参考文献 【 1 】王国法， 等． 液压支架技术[ M] ． 北京 煤炭工业出版 社 ， 1 9 9 0 ． 【 2 】雷天觉， 等． 液压工程手册 [ M] ． 北京 机械工业出版 社 ， 1 9 9 0 ． 【 3 】 李云， 李荣， 高兴利． 液控单向阀锁死的原因分析与研究 [ J ] ． 液压气动与密封 ， 2 0 0 9 4 6 3 -6 5 ． 【 4 】成大先． 机械设计手册[ M] ． 4版． 北京 化学工业出版 社 ， 2 0 0 2 ．