【正文】 ，做受力分析，如下圖所示： 圖 37 回液頂桿受力分析 Fig37 Back to Stress Analysis of Fluid mandril 右邊桿處于平衡狀態(tài)，則 F右 39。 其中， F頂 39。 壓F 是由于液壓油壓力差在 S1 面上產(chǎn)生的作用力 （量綱： N） 。 密度在常溫常壓下 0? =（ ~） ? 310 kg/ 3m ，取 0? =? 310 kg/ 3m 。 14 第三章 先導(dǎo)閥的力學(xué)分析 穩(wěn)態(tài)液動力的計算 穩(wěn)態(tài)液動力是指閥開口一定時（穩(wěn)定流動時 ）由于流經(jīng)閥腔和閥口的液流截面積及其方向的改變而引起液流速度的變 化，導(dǎo)致液流動量的變化而產(chǎn)生的液動力，它可以分解為軸向分力和徑向分力。 同時它還具有一些滑閥和錐閥所沒有的 特 點。它具有如下三個特點： 1）采用球閥結(jié)構(gòu)形式，閥內(nèi)設(shè)內(nèi)部流道，保證閥芯二端由油壓引起的壓力相互平衡，閥打開時電磁鐵僅需克服彈簧反力，另外電磁鐵推力經(jīng)杠桿放大。 以下是錐閥先階段存在的一些問題，也是此次沒有選錐閥的的原因。但是由于加工、安裝等原因造成的誤差，使得閥芯與閥體的徑向間隙不可能處處相等，因而徑向力也不可能按線 性規(guī)律分布。對于比例閥來說， 污染卡緊力改變了輸入電流與輸出參數(shù) (如流量、壓力等 )之間的對應(yīng)關(guān)系，使閥失去比例控制的作用。平面密封具有摩擦力大， 切換動作迅速、精確，并可微調(diào)，但密封性較差。中位機能為 H、 Y型的電磁換向閥，因液壓缸兩腔同時通回油，換向經(jīng)過中位時壓力沖擊值迅速下降，因此換向平穩(wěn)。 對電磁換向閥，因電磁鐵行程較小，因此閥口開度僅 ，閥口流速較高，閥口壓力損失較大。 4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試 、維護方便，通用性好。 液壓閥的基本知識 液壓閥的性能參數(shù) 1）公稱通徑 公稱通徑代表閥的通流能力大小，對應(yīng)于閥的額定流量。 1）對比平面密封先導(dǎo)閥、錐面密封先導(dǎo)閥和球面密封先導(dǎo)閥的優(yōu)缺點，確定最后所 用的方案 。 2） 設(shè)計存在不確定性，電磁先導(dǎo)閥整體的可靠性指標(biāo)較低，對動態(tài)性能指標(biāo)重視程度不高。此外，國產(chǎn)的電液控制閥在性能上與國外相比也存在較大差距，主要表現(xiàn)在使用壽命、可靠性和制造精度上。根據(jù)目前的技術(shù)水平 , 直接手動控制的液壓系統(tǒng)一般平均每架移設(shè)時間大約為 2025s, 而電液控制系統(tǒng)配以合理的供液系統(tǒng)等可使移架速度縮短到 10s左右 , 據(jù)介紹最快的可達 6s 左右， 可以提高 13倍 。例如美國使用電液控制的 4 比例已接近 100%，澳大利亞、南非占 60%左右，德國占 30%，而且這些國家新裝備的工作面的液壓支架幾乎全部采用電液控制。 1995年底英國原道銻公司又研制出全工作面集中電液控制系統(tǒng)。電液控制單元的核心部件有入機界面、控制器、電源箱、電磁先導(dǎo)閥、主閥、傳感器及電纜連接器等。 液壓支架作為綜合機械化回采工作面的重要支護設(shè)備，其技術(shù)的改進與革新在飛速的發(fā)展。根據(jù)我國社會發(fā)展的需求．要把我國建設(shè)為“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”的社會，煤炭工業(yè)面臨著歷史性的挑戰(zhàn)與機遇，經(jīng)歷著關(guān)鍵性的轉(zhuǎn)變。并對平面、錐面、球面密封三種電磁先導(dǎo)閥進行了一系列比較，選取球面密封電磁先導(dǎo)閥作為此次設(shè)計對象。 關(guān)鍵詞：電磁先導(dǎo)閥、電 液控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計 ii A Design of Electromagic Pilot Valve for Hydraulic Roof Supports Abstract As the control ponents of electrohydraulic control system, electromagic pilot valve plays an important role in electrohydraulic control system. This paper is based on the reading of a large number of domestic and foreign literature, the working principle , the development process and the advantages of the hydraulic supports electrohydraulic control system are described. I carried out a series of parison of flat sealed, conical sealed , spherical sealed of the electromagic pilot valve. Select the spherical sealed electromagic pilot valve as the design object. I start my work from the structure of the electromagic pilot valve, plete force analysis , structural design and calculation geometry through analyzing its structure and working principle. In order to design electromagic pilot valve of spherical sealed , that is more reasonable structure. Key Words: electromagic pilot valve。它與滾筒采煤機、刮板輸送機、裝 (轉(zhuǎn) )載機和乳化液泵站等配套使用，實現(xiàn)采煤綜合機械化。液壓支架電液控制系統(tǒng)是今后新建高產(chǎn)高效礦井必須配備的控制系統(tǒng)，具有良好的市場前景?？刂葡到y(tǒng)中的壓力傳感器、行程傳感器、傾角傳感器分別檢測液壓支架的立柱壓力、移架步距和平衡傾角，并將檢測數(shù)據(jù)報送到控制器中，控制器通過判斷這些反饋信息 決定支架控制的動作，實現(xiàn)支架動作的自動控制。 1987 年德國威斯特伐利亞公 司又研制 PM2電控系統(tǒng)，其基本功能與 PS5系統(tǒng)類似，但采用了五行十列的寄存器組和 16位字符顯示器來進行支架運行參數(shù)的顯示和輔助功能的置入，并可通過操作面板的 4個功能鍵隨意顯示支架參數(shù)或調(diào)用輔助功能，其輔助功能可通過面板上的另 2 個功能鍵任意置入或刪除。尤其對液壓支架電液控制系統(tǒng)及其控制技術(shù)的研究投入較少，存在問題最為突出，成為制約液壓支架發(fā)展的主要因素。 4）最新電液控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對支架工作狀態(tài)的監(jiān)控 , 并在中央集中控制臺上顯示 , 使工作面的支護狀態(tài)一目了然 , 增加了 透明度代。由電磁鐵和先導(dǎo)閥 2部分組成，電磁鐵的吸合與斷開帶 動先導(dǎo)閥的開啟與關(guān)閉，在程序的控制下，實現(xiàn)控制液壓支架的相關(guān)動作。 選題的目的與意義 20 世紀(jì)是流體傳動與控制技術(shù)逐步走向成熟的時代。 4）電磁先導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 2）額定壓力 液壓控制閥長期工作所允許的最高壓力。其中摩擦力與壓力有關(guān)，液動力除與壓力、通流量有關(guān)外，還與閥的機能有關(guān)。一般應(yīng)盡可能減小閥芯與閥體空的徑向間隙，并保證其同心，同時閥芯臺肩與閥體孔有足夠的封釉長度。 9 2． 2 幾種換向閥的比較 平面密封型（滑閥） 其機構(gòu)如下圖 圖 21 平面密封的 閥芯 結(jié)構(gòu)圖 Fig21 Plane of the spool seal structure 當(dāng)電磁鐵失電時，彈簧 4 推動頂桿 5 運動，頂桿 5 再推動柱塞塊 6 運動，使柱塞塊與進液套頂緊，從而形成密封面， 此時油液從 P 口進入通過油路從 A 口流出。 1） 滑閥工作時， 液壓油中的污染顆粒隨泄漏油液～起進入滑閥運動副間隙，其中某些顆粒會滯留在運動副間隙中。試驗表明，固體顆粒的尺寸與滑閥運動副間隙的相對大小是影響槽閥污染卡緊與污染磨損的重要因索，即不同尺寸的顆粒對滑閥的危害程度是不同的，滑潤總是對某一尺寸范圍的顆粒污染物最為敏感。不同的是密封面為錐面密封。因此認(rèn)識液壓閥中產(chǎn)生氣穴的狀況、氣穴與閥 12 口形狀的關(guān)系 ,以及液壓閥中氣穴產(chǎn)生的界限 ,以避免產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象是極其重要的事情。 2）采用液壓平衡結(jié)構(gòu)無需克服采用干式電磁鐵結(jié)構(gòu)時 推桿處 O 形密封圈額外的摩 13 擦阻力，以充分利用電磁鐵的有限推力，提高電磁先導(dǎo)閥換向的可靠性。 4)使用介質(zhì)的粘度范圍大，可以直接作用于高水基、乳化液。 xA 為油液通流截面積，xA =? dб , p? 為壓力差， d 為閥孔直徑。 3） 最大開口量處的穩(wěn)態(tài)軸向液動力 39。 2F 是頂桿套對陶瓷球的下支撐力 （量綱： N） 。 取右邊陶瓷球為研究對象，做受力分析。 ）（）（背液 PPF ???? 4 dd2322? (310) 其中 2d = 3d =1mm 20 4 2 ?????? ）（）（液F 推桿上由 O型圈產(chǎn)生的摩擦力 ： fF = P?32dd 2d ，推桿的直徑。 材料的選擇 選擇彈簧材料主要根據(jù)彈簧的工作條件，彈簧承受的載荷類型，是否受沖擊載荷以及彈簧材料的許用應(yīng)力，同時也應(yīng)考慮彈簧制造的工藝性。 在三角形 AOB 中 ， OB= OA? 040sin = 2c o40sin? BC=OCOB= o40sin2c2c ? 圖 52 29 如上圖所示，接觸點為為中點，即 A 一半長度為2b 根據(jù)對稱關(guān)系，右邊的接觸點為中點，行程為 s 2bh2bam ???? BC = hb40s in2c2ca o ????（ m為如圖所示的距離） 而 m + s= BC (根據(jù)對稱關(guān)系得到） acchBC ??????????????? 00o 40s i nbhb40s i n2c2ca40s i n2c2cms ）（ 現(xiàn)取 b= a=12 c= 因為要求 s=~ 現(xiàn)取 s= 則 = + h 12 + o40sin? h= + 12 + o40sin? = 取 h= 時， o40c s incahbs ?????? =++ 040sin? = 先初取各因素的公差： 1） 光考慮陶瓷球直徑變化時的影響， c=? 時 acchbs ?????? ?s in=++（ ? ） ?（ 1 ?40sin ） 12 =? 2） 光考慮倒角角度變化時的影響， ?? ??? 時 當(dāng) ??? 時， acchbs ?????? ?s in=++ ? 12 = 當(dāng) ??? 時， acchbs ?????? ?s in=++ ? 12 = 3） 光考慮倒角深度變化時的影響， ??b 時 acchbs ?????? ?s in=（ ? ） ++ 40sin? 12 = ? 4） 光考慮頂桿長度變化時的影響， ???h 時 30 當(dāng) ?h 時， acchbs ?????? ?s in=++ 40sin? 12= 當(dāng) ?h 時， acchbs ?????? ?s in=++ 40sin? 12= 5） 光考慮頂桿套變化時的影響， ???a 時 當(dāng) ?a 時， acchbs ?????? ?s in=++ 40sin? = 當(dāng) ?a 時， acchbs ?????? ?s in=++ 40sin? = 終合考慮各因素影響時， 當(dāng)各數(shù)據(jù)取 到極限值時即 ?c ， ??? ， ?b ， ?h ， ?a acchbs ?????? ?s in=++ ? = 當(dāng) ?c ， ??? ， ?b ， ?h ， ?a 時 acchbs ?????? ?s in=++ ? = 符合行程要求，所取數(shù)據(jù)在理論上符合要求。但也可以是沒有銜鐵的，而以工作物作為可動被吸體，相當(dāng)于銜鐵的作用。磁通 ? 經(jīng)鐵心、銜鐵和氣隙形成一個閉合回路，這個閉合回路成為磁路。 電磁鐵的計