【正文】 （ 1） 介紹了電液控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，原理和關(guān)鍵技術(shù)。其具體結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 主閥閥芯結(jié)構(gòu)圖 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 1—— 進(jìn)液套； 2—— 復(fù)位彈簧； 3—— 內(nèi)閥芯； 4—— 閥座； 5—— 插動套； 6—— 閥芯套 其中主閥及先導(dǎo)閥的油路結(jié)構(gòu)，位置關(guān)系如圖 所示： 圖 控制閥剖視圖 O 口為回油口， T 口為控制口，先導(dǎo)閥通過控制 T 口來控制主閥的 開啟與閉合， P口為進(jìn)油口。立柱和千斤頂?shù)墓ぷ鳡顩r由壓力傳感器和位移傳感器反饋到控制器，控制器根據(jù)反饋的信號決定控制下一個動作。 本安型電磁鐵線圈屬于鐵芯電感，匝數(shù)比常規(guī)電磁鐵要大十倍，線圈電感很大。先導(dǎo)閥在不工作時，球閥 1 在彈簧力和下端液壓力共同作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，球閥 2常開；當(dāng)電磁鐵得電時產(chǎn)生電磁推力 F，經(jīng)由頂桿 6推動小球 2向下運(yùn)動，關(guān)閉球閥 2 ，同時，頂針 5把球閥 1 頂開，高壓油進(jìn)入 A 腔，然后經(jīng)由球閥 1 流入 B 腔，通 過液壓對主閥進(jìn)行控制打開主閥；當(dāng)電磁力F 撤去時，球閥 2 在液壓力的推動下重新打開，從而使 T 口壓力 p 降低，球閥 1 在彈簧力和壓差的作用下向上運(yùn)動，關(guān)閉球閥 1，同時關(guān)閉主閥。 本設(shè)計采用的是直流拍合式電鐵，因為在直流電路中，線圈的形狀比較瘦長，而且磁路中只有一個很小的氣隙，且 直流電磁鐵的電流恒定 ,吸力穩(wěn)定 ， 壽命較長 ， 噪音也小 。 由公式： 81010(1 )5 0 0 0 0 .1 5711 .2 5 (1 0 .3 )pB ??????? ??????（ IW ）安 匝 () 式中 ?= 80 1 .2 5 1 0? ??? 亨 /厘 米 I— 電 流 （ 安 ） W — 線 圈 匝 數(shù) （ 匝 ） IW — 磁 勢 （ 安 匝 ） 電磁鐵在實際應(yīng)用時，電壓可能降低至 85%U，為了保證在電壓降低后，電磁鐵任然能夠可靠地工作，上式所計算得到的安匝數(shù)應(yīng)該是指電壓降低至 時的磁勢，用 1（ IW） 表示。d 為 毫米。 線圈外直徑 1 2 16 2 5 26kkD D b? ? ? ? ? ? 毫 米 第九步：特性驗算。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 彈簧校檢： 第一步，穩(wěn)定性。 本章小結(jié) （ 1） 介紹了電磁先導(dǎo)閥的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于本人對液壓支架用閥這個領(lǐng)域的理論還不很成熟，加上實驗條件、時間和本人能力所限，都制約了本論文更為深入的發(fā)展。 (2)利用對現(xiàn)有模型的理解，進(jìn)一步研發(fā)更大流量的電磁換向閥，以滿足煤礦開采的更高需求。 （ 3） 對相關(guān)圖紙進(jìn)行了繪制。 第二步，強(qiáng)度校檢。 電磁鐵的吸力為 2 225000 4p nB d???吸F () 2 225 0 0 0 3 . 1 42 3 . 1 45 0 0 0 4? ? ? ? 公 斤 可見吸力滿足要求。 根據(jù)此電磁鐵工作制為：反復(fù)短時工作制電磁鐵，所以取電流密度 2j=7安 /毫 米 線圈匝數(shù)，根據(jù)公式為： 22()4 67 2 30573. 14 7 0. 4IWJd??????W=4匝 () 第七步：修正線圈尺寸。相應(yīng)于此時的磁勢，用 2（ IW） 表示。 電磁鐵的結(jié)構(gòu)因數(shù)： 3 FK? ???? () 查圖 的曲線可得氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度 5000pB ? 高斯，利用公式 ： 25000()npSFB? () 2nS ?極 靴 表 面 積 （ 厘 米 ） 決定極靴表面積為： 2250000 .8 ( ) 35000nS ? ? ? 厘 米 利用公式： 4 nn Sd ?? () nd ? 極 靴 直 徑 （ 厘 米 ） 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 決定極靴直徑為： 43 1 .9 53 .1 4nd ??? 厘 米 取 ? 厘 米 ，則 ? 厘 米 。 電磁先導(dǎo)閥的設(shè)計及相關(guān)計算 電磁先導(dǎo)閥電磁鐵的選擇 電磁鐵是一種通電以后對鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生吸力，把電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電器。能量足夠大的斷路電火花可能點(diǎn)燃爆炸性氣伴程和物，引起 爆炸。 同樣，當(dāng)電磁先導(dǎo)閥 b 通電開啟而電磁先導(dǎo)閥 a 關(guān)閉時，先導(dǎo)閥 b 的控制口打開，此時先導(dǎo)閥 b 的進(jìn)液口與控制口相連，液壓油經(jīng)過控制口進(jìn)入主閥 d，通過油壓作用開啟主閥 d，主閥的控制 口打開，油液經(jīng)過油路進(jìn)入推移千斤頂 e 的右腔，而此時先導(dǎo)閥 a 是關(guān)閉的進(jìn)油口直接與回油口相連通，主閥 c 關(guān)閉，液壓油無法進(jìn)入推移千斤頂?shù)淖笄唬凰酝埔魄Ы镯數(shù)淖笥覂汕恍纬蓧翰?，千斤頂便在液壓油的推動下向左運(yùn)動。 根據(jù)設(shè)計圖紙加工及裝配時主要注意以下幾點(diǎn)： 1 加工后的表明不允許有毛刺飛邊； 2 加工的螺紋表面不允許有黑皮、磕碰、亂扣和毛刺等缺陷； 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 3 裝配前應(yīng)對零、部件的主要配合尺寸，特別是過盈配合尺寸及相關(guān)精度進(jìn)行復(fù)查； 4 進(jìn)入裝配的零件及部件（包括外購件、外協(xié)件），均必須具有檢驗部門的合格證方能進(jìn)行裝配； 5 裝配過程中零件不允許磕、碰、劃傷和銹蝕； 6 各密封件裝配前必須浸透油； 7 裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中； 8 銳角倒鈍。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 3 液壓支架電液控制閥 電液控制閥的設(shè)計原理 電液控制閥動作頻繁 , 對工作可靠性和操作壽命要求很高。 (3)支架電液控制系統(tǒng)的實現(xiàn)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅需要對控制系統(tǒng)的性能、操作、使用要求有很好的把握，而且需要大量的人力物力加以配合。由于液壓支架采用乳化液作為工作介質(zhì)，它是由 95％的水與 5％的乳化油配成，其物理特性接近于水，電磁閥更容易產(chǎn)生氣穴、銹蝕等問題，因而，液壓本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 支架用電磁閥不 能簡單的引用油壓閥的設(shè)計準(zhǔn)則，需要進(jìn)行更多的基礎(chǔ)性研究工作。 煤礦經(jīng)濟(jì)困難 , 機(jī)械化發(fā)展資金短缺 , 缺少市場刺激。 (13) 電控程序可根據(jù)工作面 實際需要而隨時進(jìn)行調(diào)整。 (5) 故障時在任一架上使整個系統(tǒng)停止工作。將工作面的支架編為若干組， 在本組內(nèi)首架上由操作人員按動架控箱的啟動鍵， 發(fā)出一個指令， 鄰架就按預(yù)定程序動作， 移架完成后自動發(fā)出控制信號給下一架控箱， 下一架開始動作。 （ 7）減少支護(hù)滯后時間，避免了頂板局部破碎。 （ 3） 介紹了本論文的主要工作。 電液控制系統(tǒng)的發(fā)展是與控制策略的最新發(fā)展密切相關(guān)的。這樣，中國大型煤礦采掘機(jī)械化程度將達(dá)到 95％，中型煤礦的機(jī)械化程度將達(dá)到 80％以上；大型煤礦國內(nèi)先進(jìn)水平裝備率將達(dá)到20％，國際先進(jìn)水平裝備率將達(dá)到 6％；中型煤礦國內(nèi)先進(jìn)水平裝備率將達(dá)到 10％；小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度將達(dá) 30％以上。如天地科技瑪珂電液控制有限公司利用計算流體力學(xué)軟件 Fluent 對電磁先導(dǎo)閥進(jìn)行了流場計算、流量特性預(yù)測的數(shù)值計算研究；太原理工大學(xué)王芳、廉自生等人利用 Fluent 標(biāo)準(zhǔn)紊流模型模擬了液壓支架系統(tǒng)中電磁先導(dǎo)閥流道內(nèi)流體的流動狀態(tài)及閥芯所受穩(wěn)態(tài)液動力的情況。特別是德國一些公司相繼研制出一批高性能、高可靠度的電磁閥組。系統(tǒng)中主控制臺技術(shù)還不是很成熟，支架與采煤機(jī)聯(lián)動的全工作面自動控制系統(tǒng)還在研制階段。航天科技經(jīng)過不到 2 年的時間研制出了控制器，已經(jīng)做出了控制系統(tǒng)的樣機(jī)，已達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但目前還沒有產(chǎn)品化。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 國內(nèi)液壓支架電液控制系統(tǒng)發(fā)展概況 我國自 80 年代中期即開始研制液壓支架電液控制系統(tǒng)。 當(dāng)前國際上主流的液壓支架電液控制器主要有：德國 DBT 公司的 PM4型控制器、德國 MARCO 公司的 PM31 和 PM32 型控制器和美國 JOY 公司的 RS2型 3 種控制器，這 3 種控制器占總數(shù)的 70％以上，此外還有德國 EEP 公司的 PRll6 型控制器和蒂芬巴赫的 ASG5 型控制器等。 1987 年威斯特伐利亞公司與 MARCO 公司合作研制出 PM2 電液控制系統(tǒng) ,1990 年又研制出更為先進(jìn)的 PM3 支架電液控制系統(tǒng) , 技術(shù)上已相當(dāng)可靠 , 在全世界廣泛推廣應(yīng)用。 Electromagic Precursor Valve I 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................ 1 液壓支架電液控制系統(tǒng)發(fā)展概況 ............................................................. 1 國外液壓支架電液控制系統(tǒng)發(fā)展概況 ............................................ 1 國內(nèi)液壓 支架電液控制系統(tǒng)發(fā)展概況 ............................................ 3 液壓支架電液控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢 ................................................... 4 液壓支架電磁閥的發(fā)展概況 .......................................................... 4 本課題的研究背景及意義 ....................................................................... 6 本論文研究主要工作 .............................................................................. 7 本章小結(jié) ................................................................................................ 8 2 液壓支架電液控制系統(tǒng) .................................................................................... 9 液壓支架電液控制系統(tǒng)的特點(diǎn) ................................................................ 9 液壓支架電液控制系統(tǒng)的組成 .............................................................. 10 我國液壓支架電液控制 系統(tǒng)發(fā)展緩慢的原因及攻關(guān)難點(diǎn) ........................ 12 對我國發(fā)展支架電液控制技術(shù)的建議 .................................................... 13 本章小結(jié) .............................................................................................. 15 3 液壓 支架電液控制閥 ...................................................................................... 16 電液控制閥的設(shè)計原理 ......................................................................... 16 電液控制閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ......................................................................... 16 電液控制閥的工 作原理 ......................................................................... 19 本章小結(jié) .............................................................................................. 20 4 電液控制閥先導(dǎo)閥的工作原理及