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液壓支架卸載系統存在問題分析
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1　前言　　液壓支架是以高壓液體作動力，由液壓元件與金屬構件組成的一種支撐和管理煤炭礦山井下采面頂板的設備。它的出現極大地提高了勞動生產率，因而廣泛地應用于現代化礦山的機械化工作面。2　現有系統特點　　圖1所示為液壓支架液壓傳動系統原理圖。圖1　支架液壓系統原理圖
1.立柱　2.安全閥　3.液控單向閥　4.換向閥2.1　初撐
　　換向閥4處于升柱位置，液壓泵送來的高壓液體經液控單向閥3進入立柱1下腔，立柱1上腔排液，使支架立柱升起支撐頂板。當立柱下腔壓力達到支架液壓系統動力泵站工作壓力后，閥4切換至中位，閥3關閉，立柱下腔油液被封閉，實現支架對頂板的初撐。2.2　承載
　　支架支撐后，隨著頂板巖層下沉液壓支架產生彈性壓縮，立柱下腔被封閉的液體壓力隨之迅速彈升，呈增阻狀態；當立柱1下腔油液壓力超過安全閥2的動作壓力時，高壓液體經閥2溢出，低于閥2的動作壓力時，安全閥關閉，呈恒阻狀態。這一過程稱為支架承載階段，支架的承載載荷稱為工作阻力。2.3　卸載
　　當閥4處于降柱位，高壓液體進入立柱1上腔，同時打開液控單向閥3，立柱下腔排液，實現立柱卸載下降。
　　綜上所述：液壓支架在升柱、支撐到降柱的三個過程中具有三性、即增阻性，恒阻性和可縮性。
　　以國產QY200-14／31型掩護式液壓支架為例來進行分析。
　　支架主要參數：
　　初撐力：1.415～1.577MN(系統壓力p＝31.4MPa)
　　工作阻力：1.746～1.952MN(系統壓力p＝38.5MPa)
　　立柱缸徑：D＝160mm
　　液壓行程：L＝870mm
伺服閥通過觸頭接收樣件的機械信號，轉變為流量和壓力信號控制刀架缸的隨動，同時借助搖臂實現反饋控制，構成閉環機械反饋控制系統。為適應各種仿形加工的需要，伺服閥的觸頭可以在360°方向上接收信號，也可以只在一個方向接收信號。2.4　樣件支架
　　樣件支架6根據需要或操作的方便性可安裝在工作臺的左側面或右側面。樣件支架上裝有刻度尺和微調器，刻度尺用于對樣件位置的粗調，微調器用于精調。3　結束語　　該仿形附件使用2年多來，性能一直很穩定，且體現出了諸多優越性，同數控相比，用該附件改造牛頭刨床，具有成本低、周期短、不破壞機床原有任何結構與性能、操作無需專業技術人員指導等特點，因此特別適用于中小企業；作為一個獨立的機床附件，既可用于舊牛頭刨床的改造，又可成為新刨床的配套品種，很有推廣價值。3.1　承載階段分析
　　支架工作立柱的液壓行程通常在600mm左右，可求得立柱下腔工作液體容積
　　　　液壓支架使用的工作液體為水包油乳化液，其彈性模數實際上與水的彈性模數沒多大差別，水的彈性模數大約在2～2.1GPa，可推得水包油乳化液的壓縮系數β＝（4.7～5）×10-10m2／N。在不計管路、立柱缸變形時，立柱下腔內工作液體壓縮后容積變化為
　　　ΔV＝βVO（pH－pO)
　　　　＝4.8×10－10×12064×38.5×106
　　　　＝0.22L
式中　pO——支撐頂板前立柱下腔液體壓力，pO＝03.2　卸載階段分析
3.2.1　瞬時流量
　　換向閥4處于降立柱位，立柱下腔的工作液體立即與總回油相通回油箱。立柱下腔內工作液體壓力突然降低、原被壓縮的工作液體容積ΔV迅速膨脹，以換向閥換向時間0.1s計，即0.22L的液體要在0.1s內排出立柱下腔，可求得瞬時流量
　　3.2.2　瞬時管內流速
　　與立柱下腔相連的管道內徑D＝13mm，可求得流速
　　3.2.3　瞬時釋放能量
　　在0.1s內由38.5MPa降至零壓所釋放的能量可估算得：
　　
　　　　

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