液壓支架卸載系統(tǒng)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(gòu)件組成的一種支撐和管理煤炭礦山井下采面頂板的設(shè)備。它的出現(xiàn)極大地提高了勞動生產(chǎn)率，因而廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代化礦山的機械化工作面。2　現(xiàn)有系統(tǒng)特點　　圖1所示為液壓支架液壓傳動系統(tǒng)原理圖。圖1　支架液壓系統(tǒng)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(jīng)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(tǒng)動力泵站工作壓力后，閥4切換至中位，閥3關(guān)閉，立柱下腔油液被封閉，實現(xiàn)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(chǎn)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(tài)；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(jīng)閥2溢出，低于閥2的動作壓力時，安全閥關(guān)閉，呈恒阻狀態(tài)。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(xiàn)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(chǎn)QY200-14／31型掩護式液壓支架為例來進行分析。
　　支架主要參數(shù)：
　　初撐力：1.415～1.577MN(系統(tǒng)壓力p＝31.4MPa)
　　工作阻力：1.746～1.952MN(系統(tǒng)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(zhuǎn)變?yōu)榱髁亢蛪毫π盘柨刂频都芨椎碾S動，同時借助搖臂實現(xiàn)反饋控制，構(gòu)成閉環(huán)機械反饋控制系統(tǒng)。為適應(yīng)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(jù)需要或操作的方便性可安裝在工作臺的左側(cè)面或右側(cè)面。樣件支架上裝有刻度尺和微調(diào)器，刻度尺用于對樣件位置的粗調(diào)，微調(diào)器用于精調(diào)。3　結(jié)束語　　該仿形附件使用2年多來，性能一直很穩(wěn)定，且體現(xiàn)出了諸多優(yōu)越性，同數(shù)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(jié)構(gòu)與性能、操作無需專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)等特點，因此特別適用于中小企業(yè)；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(shù)實際上與水的彈性模數(shù)沒多大差別，水的彈性模數(shù)大約在2～2.1GPa，可推得水包油乳化液的壓縮系數(shù)β＝（4.7～5）×10-10m2／N。在不計管路、立柱缸變形時，立柱下腔內(nèi)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(nèi)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(nèi)排出立柱下腔，可求得瞬時流量
　　3.2.2　瞬時管內(nèi)流速
　　與立柱下腔相連的管道內(nèi)徑D＝13mm，可求得流速
　　3.2.3　瞬時釋放能量
　　在0.1s內(nèi)由38.5MPa降至零壓所釋放的能量可估算得：
　　
　　　　