基于插装阀的电液控制支架液压系统研究

　　插装阀是近三十年来发展起来的一种新型阀种,因其具有许多优点,因而在各行各业机械的液压系统中得到了越来越多的应用,并取得了良好的使用效果。本文就插装阀在电液控制支架液压系统中的应用前景和可行性作较深入的分析、研究,可为电液控制支架液压系统的设计开辟一条新的道路。

　　1　设计思想

　　现代煤矿综采工作面的采运能力在不断加大,要求作为配套支护设备的液压支架向大缸径强力支撑和快速移架方向发展,使液压系统的工作流量越来越大,为适应支架对提高移架速度的要求,迫切需要配置大流量供回液系统。目前流量为315L/min的五柱塞大流量泵站已投入使用,直径为64mm的回液管和直径为51mm的高压供液胶管已有定型产品。然而大流量操纵阀的研制却一直处于滞后状态,已成为制约提高移架速度的瓶颈。因此,迫切需要研制和选用与大流量泵站和大直径管路相匹配的大流量操纵阀。由于历史的延革和设计、使用习惯的影响,目前电液控制支架所使用的是由电磁先导阀和片式主操纵阀组成的电液操纵阀,若维持原片阀总体结构不变或略加改变,仅靠加大进回液孔径和通流面积来增加通流能力,会带来阀体积加大、压力和泄露损失加大、工作性能变坏等负面效应。插装式方向阀也是采用电磁阀作为先导阀,对主阀(锥阀)进行先导控制,控制原理等同于电液操纵阀,但插装阀的通流能力大(可达10000L/min)及响应快、密封性好、抗污染能力强、工作可靠、“三化程度”高、便于集成安装等突出优点,是管式阀无可比拟的,更适于在支架的电液控制系统中使用,而无需费时费力地研制采用电磁先导控制的专用大流量主阀,可从根本上提高回液过流能力,减小回液阻力,改善工作性能、收到事半功倍的效果,并能顺应支架向采用纯水工作介质方向发展的趋势,应引起有关方面的高度关注。

　　2　原理设计

　　基于上述分析,提出了用插装阀设计电液控制支架液压系统的设计思想和方案,其工作原理如图1所示。该系型计算机(中央和支架控制器)发出指令后,插装式方向阀中的电磁先导阀先动作,启闭相应的两通锥阀,接通或断开立柱或推移千斤顶的油路,使之按照一定顺序动作。立柱或推移千斤顶的工作状况由压力和位移传感器反馈到控制器,控制器根据反馈信号决定下一个动作。

　　支架控制器通过插装式方向阀直接控制所在支架,同时将传感器采集的工况数据向其它支架和中央控制器发送。支架液压系统在接收到指令后,将完成下列动作过程:

　　1)升架。立柱的动作由插装式方向阀8控制,当方向阀8中的先导阀中的电磁铁1YA通电, 2YA断电时,该阀切换到左位, 4个2通阀中的b和d的上腔通压力油,处于关闭状态, a和c的上腔通油箱,处于开启状态,泵站提供的压力液经2通阀c和液控单向阀(此时液控单向阀中的二位三通先导阀处于图示位置,工作同于普通单向阀)中的2通阀进入立柱的下腔,立柱上腔的乳化液经方向阀8中的2通阀a回液,立柱伸出,实现升架。