高压大流量水基比例方向阀是煤矿液压支架实现智能化的核心控制元件,关系到整个工作面的精准控制效果和支护安全性。提出一种新型三芯随动式水基比例阀,解决现有水基比例阀难以满足液压支架高压大流量工况及难控制的问题。通过理论分析、AMESim建模仿真及试验对比的综合分析方法,验证三芯随动原理的可行性,探索该阀的位置跟随特性。结果表明:新型水基比例阀具备快速响应能力,额定工作条件下的全行程阶跃响应开启时间为84 ms,关闭时间约为35 ms;斜坡连续控制时,摩擦效应导致三芯随动机构位置跟随效果不佳,小阶跃步进控制能较好克服摩擦效应,使比例阀展示良好的位置跟随特性。研究成果为液压支架高压大流量水基比例阀设计提供参考,同时丰富了水基比例阀类型。

随着煤炭行业的高速发展,千万吨级矿井不断投产。在自动化综采工作面高产高效的要求下,装备的大型化要求不断提高。针对连接一、二级护帮千斤顶的交替双向锁在实际工作环境中面临公称流量小、压力损失严重、关闭压力低的问题,对其结构进行改进、流道进行优化。通过Pro/E对改进前后的交替双向锁进行实体建模,利用ANSYS进行模型流道抽取、网格划分及边界条件加载,运用ANSYS Fluent进行求解计算,获得介质在工作中的速度矢量图、静压云图等。将仿真结果与实验数据进行对比更新求解模型,利用迭代后的精确模型对新型结构设计进行指导。研究结果表明,通过改变阀芯结构设计和阀体流道布置,新结构交替双向锁流道90°弯折减少两处,阀体体积缩小1/3,压力损失减少65%,流量升级为125 L/min,有效降低了生产成本,提高了其在工程应用中的使用性能。

为解决大量程力值器具的计量需求,研究一套量程达到20 MN的双泵液压控制系统。该液压系统中采用伺服电机控制大流量低压泵和小流量高压泵的组合形式,实现高压大流量的输出,将标准测力仪的反馈信号引入系统形成控制闭环。结果表明:该系统响应速度快、控制精度高,能够提供稳定有效的力。

可自动排屑的大流量冷却液循环系统用于数控重型卧式车镗床。介绍了通过研究深孔镗加工工艺、调研车镗床冷却液的实际使用工况并进行理论分析确定可自动排屑的大流量冷却液循环系统的构成及技术原理。叙述了该结构的构成及技术原理实际使用状况。该结构申请国家专利并获得国家实用新型专利权。

分析电磁球阀的工作原理，设计出一款大流量的电磁球阀，并推导出其系统方框图和传递函数框图，利用Simulink软件进行仿真分析，得到电磁球阀的动态性能曲线。结果表明，设计的电磁球阀响应快，稳定性好，输出流量也有较大幅度的提升。

介绍了一种2D结构的大流量伺服阀的工作原理,通过理论分析和产品样机试验,研究该阀的泄漏特性、空载流量特性以及阀芯运动过程的动态特性,并结合试验数据阐述了大流量2D伺服阀设计中需要注意的问题.该阀在单边压降为3.5 MPa时,流量可达到1000 L/min,并且具有良好的动态特性,且频宽约为120 Hz.

为了满足大流量液压支架用方向阀的试验要求，解决大流量液压支架用方向阀试验的难题，研究了液压支架用方向阀特性试验技术，提出了一种新的试验方法与模型，解决了调速节流和流量变送等关键技术，实现了系统流量的可控可调和试验过程的流量放大，解决液压支架用方向阀公称流量下阻力损失特性试验的技术难题。研制了液压支架用方向阀特性试验装置，系统最大输出流量1000L/min以上。满足了GB25974．3-2010关于压力．流量特性试验的要求，填补行业空白。

2D伺服阀采用伺服螺旋机构实现阀芯的角位移转换为阀芯的轴向位移。采用2D阀的结构方案实现了1000L/min大流量阀的设计。采用步进电机作为电一机械转换器，并采用位置和电流闭环来驱动阀芯转动。为了实现步进电机输出角位移连续可控采用了步进电机连续跟踪算法的控制方法并在步进控制中引入脉宽调制控制技术，并以此为基础搭建了试验平台，设计了以TMS320F2812作为CPU的2D伺服阀控制器。在分析该阀的结构和工作原理基础上，对该阀频率响应进行实验研究。实验表明：该阀具有良好的动态特性，在幅值为25％阀满开口的正弦信号输入下，相位滞后90°对应的频宽约为50Hz。

根据目前矿用液压支架制造和使用趋向于大型化的现状，综合国家标准GB25974.2-2010与GB25974.3-2010规定的煤矿用液压支架“部分立柱和千斤顶技术条件”和“液压控制系统及阀”的试验回路，设计了可用于液压支架制造、大修的可输出100 MPa超高压以及外接不小于80 L／min流量的试验检测试验台，可对液压支架用立柱、千斤顶等进行最低启动压力、空载行程、密封性、加载等试验，可对各种阀进行密封性、压力损失－流量特性、启闭特性、强度等性能试验，满足了支架制造和大修的需求。

应用计算流体动力学（CFD）方法,利用＂浮子受力平衡度误差分析法＂逐步调整入口流速,控制计算精度,对锥管浮子流量计的三维湍流流场进行数值计算,设计出满足设计目标要求的大口径、大流量的金属锥管浮子流量计.为了进一步验证仿真数据的准确性,建立了与实验用流量计结构参数、浮子高度完全相同的6个流量点数值计算模型.物理实验和数值计算数据对比表明,数值计算获得的各流量点的均方根误差仅为1.42%,可以用CFD方法设计浮子流量计的结构参数.