討論了插裝閥在電液控制支架液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用依據(jù)和前景,提出了設(shè)計(jì)方案,分析了工作原理。認(rèn)為插裝閥通流能力大、響應(yīng)快,采用電液先導(dǎo)控制,特別適合于該種支架的工況,符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),值得推廣。

1、應(yīng)用依據(jù)分析

　　移架速度低已成為制約綜采產(chǎn)量的一個(gè)重要因素。為加快移架速度,在支架的液壓系統(tǒng)中采用插裝閥。插裝式方向閥也是采用電磁閥作為先導(dǎo)閥,對(duì)主閥（錐閥）進(jìn)行先導(dǎo)控制,控制原理等同于電液操縱閥,但插裝閥的通流能力（可達(dá)10000L/min以上）大、響應(yīng)快、工作可靠等突出優(yōu)點(diǎn),是管式閥*的,使其更適于在支架的電液控制系統(tǒng)中使用,而無需研制采用電磁先導(dǎo)控制的大流量主閥,既能滿足使用要求,又可改善工作性能,提高通用化程度,從根本上解決由管式閥固有缺陷所產(chǎn)生的問題。

　　此外,采用插裝閥設(shè)計(jì)支架液壓系統(tǒng)還具有下列優(yōu)勢(shì):

　?。?）插裝閥的優(yōu)點(diǎn)十分適合支架的工況。液壓支架的工況特點(diǎn)是:介質(zhì)粘度低、工作壓力高、流量大、工作環(huán)境惡劣、介質(zhì)污染嚴(yán)重。插裝閥的長(zhǎng)處能得到充分發(fā)揮。

　?。?）符合流體傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。為降低使用成本,消除環(huán)境污染,流體傳動(dòng)技術(shù)正向著使用純水介質(zhì)方向發(fā)展。液壓支架是用同純水性質(zhì)比較接近的高水基乳化液作為工作介質(zhì),很有可能成為該技術(shù)發(fā)展成果的受益者,正趨向于采用純水工作介質(zhì)。由于水的粘度低,要求閥的密封性好,以提高系統(tǒng)的效率。插裝閥采用錐面密封,具有優(yōu)良的密封性能,更適于在純水介質(zhì)中工作,應(yīng)作為純水支架的閥種。

　?。?）抗污染能力強(qiáng)、工作可靠。支架工作在采煤面,介質(zhì)污染程度高,使閥芯磨損嚴(yán)重,縮短了閥的使用壽命,由此也導(dǎo)致了支架的各種故障,使工作可靠性降低,增加了維護(hù)時(shí)間,降低了工作面的生產(chǎn)率。插裝閥的閥芯和閥套間無嚴(yán)格的配合要求,磨損輕,不易堵塞,也不會(huì)產(chǎn)生液壓卡緊現(xiàn)象,在介質(zhì)較臟時(shí)仍能保證支架液壓系統(tǒng)正常、可靠地工作。

　　（4）滿足某些特殊工況的需要。如用于周期來壓強(qiáng)烈的堅(jiān)硬且難以冒落頂板的支撐式支架,在老頂突然來壓時(shí),立柱下腔控制閥中的安全閥,要通過很大的瞬時(shí)流量,普通安全閥的通流能力遠(yuǎn)不能滿足通流要求,因而專門設(shè)計(jì)了充氣式大流量安全閥,來適應(yīng)這種工況。但該種閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造難度大,裝配要求高,工作可靠性差,很難滿足使用要求。而且,立柱下腔還要裝設(shè)普通安全閥來適應(yīng)正常工況的需要,這無疑會(huì)增加元件數(shù)量和制造成本。而采用插裝式溢流閥,則能很容易解決這一難題,又會(huì)使系統(tǒng)簡(jiǎn)化。

2、插裝閥的工作原理分析

　　基于上述分析,提出了用插裝閥設(shè)計(jì)電液控制支架液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方案,其工作原理如圖1所示。該系統(tǒng)由電氣和液壓兩部分組成,內(nèi)儲(chǔ)支架動(dòng)作程序的微型計(jì)算機(jī)（*和支架控制器）發(fā)出指令后,插裝式方向閥中的電磁先導(dǎo)閥先動(dòng)作,啟閉相應(yīng)的兩通錐閥,接通或斷開立柱或推移千斤頂?shù)挠吐?使之按照一定順序動(dòng)作。立柱或推移千斤頂?shù)墓ぷ鳡顩r由壓力和位移傳感器反饋到控制器,控制器根據(jù)反饋信號(hào)決定下一個(gè)動(dòng)作。

　　由于*控制器和支架控制器相互聯(lián)網(wǎng),故從*控制器或各架的控制器都可以控制工作面任何一架支架的動(dòng)作。

　　*控制器的作用是控制和協(xié)調(diào)每臺(tái)支架的控制器。此外,還能自動(dòng)編程,修改系統(tǒng)參數(shù),監(jiān)測(cè)每臺(tái)支架的工作狀況,顯示采煤機(jī)運(yùn)行速度等。它可對(duì)支架的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)控制、順序控制、成組控制和全自動(dòng)控制。

　　支架控制器通過插裝式方向閥直接控制所在支架,同時(shí)將傳感器采集的工況數(shù)據(jù)向其它支架和*控制器發(fā)送。支架液壓系統(tǒng)在接收到信號(hào)后,將完成下列動(dòng)作過程:

　?。?）升架立柱的動(dòng)作由插裝式方向閥8控制,當(dāng)方向閥8中先導(dǎo)閥的電磁鐵1YA通電,2YA斷電時(shí),該閥切換到左位,4個(gè)2通閥中的b和d的上腔通壓力油,處于關(guān)閉狀態(tài),a和c的上腔通油箱,處于開啟狀態(tài),泵站提供的壓力液經(jīng)2通閥c和液控單向閥（此時(shí)液控單向閥中的二位三通先導(dǎo)閥處于圖示位置,工作同于普通單向閥）中的2通閥進(jìn)入立柱的下腔,立柱上腔的乳化液經(jīng)方向閥8中的二通閥a回液,立柱伸出,實(shí)現(xiàn)升架。

　　立柱的無桿腔油路上設(shè)有插裝式液控單向閥和溢流閥組成的控制閥組,當(dāng)頂梁接觸頂板,立柱下腔的壓力上升到泵站卸載壓力時(shí),液控單向閥關(guān)閉,支架達(dá)到初撐力;此后,隨著頂板的下沉,使立柱下腔的壓力上升到溢流閥的調(diào)定開啟壓力時(shí),溢流閥開啟卸載,立柱下腔的壓力又降低,當(dāng)立柱下腔的壓力降低到溢流閥的閉合壓力時(shí),溢流閥又關(guān)閉。此后,將重復(fù)上述過程,使立柱下腔的壓力在溢流閥的調(diào)定值附近變化,支架工作在恒阻支撐狀態(tài)。由于插裝閥的響應(yīng)速度快,使立柱下腔壓力變化小,支架的恒阻支撐性好,利于頂板的管理。

　　該系統(tǒng)在支架的升架過程中也實(shí)現(xiàn)了初撐、增阻和恒阻3個(gè)階段,初撐力的大小由泵站壓力決定,工作阻力的大小由溢流閥的調(diào)定壓力決定。

　?。?）降架當(dāng)使插裝式方向閥8中先導(dǎo)閥的電磁鐵2YA通電,1YA斷電時(shí),該閥切換到右位,4個(gè)二通閥中的a和c的上腔通壓力油,處于關(guān)閉狀態(tài),b和d的上腔通油箱,處于開啟狀態(tài),泵站提供的壓力液經(jīng)二通閥b進(jìn)入立柱的上腔,同時(shí)將液控單向閥中的先導(dǎo)閥切換到右位,使其中二通閥的上腔通油箱,處于開啟狀態(tài),立柱下腔的油液經(jīng)液控單向閥中的二通閥回液,立柱縮回,實(shí)現(xiàn)降架。

　　降架結(jié)束后,將方向閥中先導(dǎo)閥置于中間閥位（1YA和2YA均斷電）,此時(shí),4個(gè)二通閥的上腔均通壓力油,處于關(guān)閉狀態(tài),立柱的兩腔油路也均被封閉,支架停留在某一高度位置,準(zhǔn)備移架

　?。?）推溜和移架推移千斤頂?shù)膭?dòng)作由插裝式方向閥9控制,當(dāng)將方向閥中的先導(dǎo)閥置于右位（4YA通電,3YA斷電）和左位（3YA通電,4YA斷電時(shí)）時(shí),分別控制著推移千斤頂活塞桿的伸出和縮回,實(shí)現(xiàn)推溜和移架。推移動(dòng)作完成后,將先導(dǎo)閥置于中位（3YA和4YA斷電）,4個(gè)二通閥e、f、g、h的上腔均通壓力油,處于關(guān)閉狀態(tài),推移千斤頂?shù)膬汕挥吐肪环忾],推移動(dòng)作停止。在接到新的指令后,支架將開始下一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。

　　當(dāng)將方向閥中的電磁先導(dǎo)閥換成手動(dòng)閥時(shí),即能用插裝閥設(shè)計(jì)現(xiàn)有手動(dòng)控制方式支架的液壓系統(tǒng),以改善支架的工作性能、提高其工作可靠性。分析表明,用插裝閥設(shè)計(jì)的電液控制支架的液壓系統(tǒng),能滿足支架的工作要求,基于同樣的原理,可用插裝閥設(shè)計(jì)出所有類型和型號(hào)的液壓支架的液壓系統(tǒng)。

3、可行性分析

　　（1）插裝閥的性能特點(diǎn)適合液壓支架的工況,能滿足其使用要求。

　　（2）現(xiàn)代支架液壓系統(tǒng)中所使用的各種閥件的功能均可用相應(yīng)的插裝閥實(shí)現(xiàn),用插裝閥可設(shè)計(jì)所有類型和型號(hào)的電液控制支架的液壓系統(tǒng)。

　?。?）插裝閥易于集成的優(yōu)點(diǎn),可使控制閥組的結(jié)構(gòu)較為緊湊,便于安裝。

　?。?）已有成熟的電液控制系統(tǒng)和防爆型電液控制元件可供選用。

　　（5）插裝閥元件的生產(chǎn)已形成系列化和通用化,制造和使用成本相對(duì)較低。

　　用插裝閥設(shè)計(jì)和裝配支架液壓系統(tǒng),在技術(shù)上無障礙,經(jīng)濟(jì)上可行。

4、結(jié)語(yǔ)

　?。?）插裝閥便于實(shí)現(xiàn)電液控制、通流能力大和響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)尤其適應(yīng)采用電液控制的液壓支架的工況,用其設(shè)計(jì)的支架液壓系統(tǒng),性能*,能滿足使用要求和快速移架的需要,利于實(shí)現(xiàn)通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。

　?。?）插裝閥優(yōu)良的密封性能,更適于在采用純水介質(zhì)的純水支架中應(yīng)用。

　?。?）插裝閥的抗污染能力強(qiáng),在介質(zhì)較臟時(shí),不易堵塞,磨損較輕,可延長(zhǎng)閥類元件的使用壽命,減少故障,提高支架液壓系統(tǒng)的工作可靠性。

　?。?）用插裝閥設(shè)計(jì)電液控制支架的液壓系統(tǒng),順應(yīng)生產(chǎn)要求,符合綜采工作面頂板支護(hù)技術(shù)和流體傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),技術(shù)上無障礙,經(jīng)濟(jì)上可行,值得推廣。

來源：真空技術(shù)網(wǎng)