【摘要】：在我國對所有能源的開發(fā)和利用中,煤炭始終是第一大能源。如何“高效、安全”的生產,對作為井下煤炭開采工作中起主要支撐和安全保護作用的液壓支架來講,提出了越來越高的性能要求。大流量安全閥作為液壓支架系統(tǒng)中最主要的基礎元件,主要起控制、過載保護等作用;其工作性能的好壞直接影響著整個液壓支架的動態(tài)穩(wěn)定性和可靠性。因此,我們應該就大流量安全閥存在的動態(tài)特性問題給予足夠的重視和充分的研究。本文的主要工作重點如下:1、首先,介紹了本課題的選題背景和意義,闡述了目前我國大流量安全閥在動態(tài)特性研究方面存在的不足之處,以及液壓支架用大流量安全閥在國內外發(fā)展現(xiàn)狀;并介紹了大流量安全閥的設計研究進展和主要性能指標要求。2、其次,根據大流量安全閥的基礎理論,分析了大流量安全閥的基本結構、工作原理及基礎理論分析,確定了以直動式滑閥結構安全閥為研究對象。對安全閥的額定流量、公稱流量等結構性能進行了具體分析;對安全閥的的閥座孔徑、彈簧剛度及穩(wěn)態(tài)液動力等主要性能進行了計算。為下面大流量安全閥的動態(tài)特性分析提供強有力的數(shù)值理論基礎。3、利用AMESim動態(tài)分析軟件,建立大流量安全閥在AMESim整體工作回路中的仿真模型并完成參數(shù)設置;對大流量安全閥在五種不同結構參數(shù)下的動態(tài)特性進行了詳盡的分析,得出了大流量安全閥的最佳動態(tài)特性參數(shù)值;同時還設計了三種不同溢流孔形狀的閥芯結構,驗證了大流量安全閥的抗沖擊試驗特性。4、再次,利用Fluent流體仿真軟件,建立大流量安全閥的三維流道仿真模型和網格劃分;在四種不同閥芯結構狀態(tài)下,分別對大流量安全閥內部流場的局部靜壓力和速度矢量進行仿真分析,得出了大流量安全閥閥芯附近流道截面上的流場靜壓云圖變化規(guī)律和流場速度矢量圖變化規(guī)律。5、最后,利用ADINA有限元分析軟件,建立大流量安全閥的組合密封仿真模型,確定了以聚四氟乙烯密封圈和聚氨酯O型圈相結合的組合式密封形式;并對安裝在閥體與閥芯之間的密封圈、閥芯與閥套之間的O型圈分別進行了仿真分析,確定了最佳的組合式密封預壓縮量。
[Abstract]:In the development and utilization of all energy sources in China, coal is always the first energy source. How to produce "high efficiency and safety" puts forward more and more high performance requirements for hydraulic support which is the main support and safety protection in underground coal mining. As the most important basic component in the hydraulic support system, the large flow relief valve mainly plays the role of control and overload protection, and its working performance directly affects the dynamic stability and reliability of the whole hydraulic support. Therefore, we should pay enough attention to the dynamic characteristics of large flow relief valve. The main work of this paper is as follows: 1. Firstly, the background and significance of this topic are introduced, and the shortcomings of the research on the dynamic characteristics of large flow safety valve in China are expounded. And the development status of large flow safety valve used in hydraulic support at home and abroad; Secondly, according to the basic theory of large flow safety valve, the basic structure, working principle and basic theory of large flow safety valve are analyzed. The structure safety valve of straight slide valve is chosen as the research object. The structural performance of the safety valve, such as rated flow rate and nominal flow rate, is analyzed in detail, and the main performances of the safety valve, such as seat aperture, spring stiffness and steady state hydraulic power, are calculated. It provides a powerful numerical theoretical basis for the analysis of the dynamic characteristics of the following large flow safety valve. 3. By using the AMESim dynamic analysis software, the simulation model of the large flow safety valve in the whole working loop of AMESim is established and the parameters are set up. The dynamic characteristics of large flow safety valve under five different structural parameters are analyzed in detail, and the optimum dynamic characteristic parameters of large flow safety valve are obtained. At the same time, three kinds of valve core structures with different relief hole shapes are designed to verify the anti-impact test characteristics of large flow safety valve. 4. Thirdly, using Fluent fluid simulation software, the three-dimensional flow channel simulation model and mesh division of large flow safety valve are established. The local static pressure and velocity vector of the internal flow field of the large flow relief valve are simulated and analyzed in four different valve core structures. The variation law of hydrostatic pressure cloud diagram and velocity vector chart of flow field near the valve core are obtained. 5. Finally, the simulation model of combined seal of large flow safety valve is established by using ADINA finite element analysis software. The combined sealing form of polytetrafluoroethylene sealing ring and polyurethane O-ring was determined. The sealing ring between the valve body and the valve core and the O-ring between the valve core and the valve sleeve are simulated and analyzed respectively to determine the best combined seal precompression volume.
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD355.4

【參考文獻】

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1 郭冰菁;申歡歡;李閣強;聶辰鵬;吳曉路;;高水基高壓大流量安全閥密封失效分析[J];機床與液壓;2015年22期

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5 李閣強;曹中玉;鄧偉森;高有進;;液壓支架用差動式高壓大流量安全閥的研究[J];機床與液壓;2013年21期

6 孫東慶;朱敬成;鄧偉森;;超高壓大流量先導式安全閥的設計與仿真[J];煤礦機械;2013年11期

7 楊國來;許敏影;周勝寬;陳其淼;;液壓支架安全閥內部流場仿真與性能分析[J];煤礦機械;2013年02期

8 李寶金;廉自生;;AMEsim環(huán)境下安全閥動態(tài)特性仿真分析[J];煤礦機械;2012年06期

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3 舒鳳翔;高端液壓支架液壓系統(tǒng)及關鍵元件研究[D];中國礦業(yè)大學;2009年

4 韓偉;液壓支架控制系統(tǒng)大流量閥與移架速度定量化研究[D];煤炭科學研究總院;2006年

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1 涂永平;基于AMESim的液壓支架液壓系統(tǒng)性能仿真分析[D];重慶交通大學;2014年

2 聶辰鵬;高水基高壓大流量液壓閥失效機理及抑制方法研究[D];河南科技大學;2014年

3 陳春;某型安全閥動態(tài)特性仿真研究[D];華北電力大學;2014年

4 曹中玉;液壓支架用差動式高壓大流量安全閥研究[D];河南科技大學;2013年

5 李寶金;安全閥流場仿真與動態(tài)特性分析[D];太原理工大學;2012年

6 黃飛;高水基高壓大流量安全閥研究[D];河南科技大學;2012年

7 陳蘭;液壓支架液壓系統(tǒng)的建模與仿真[D];西安科技大學;2011年

8 王靜;液壓支架試驗臺液壓系統(tǒng)動態(tài)特性分析[D];太原科技大學;2010年

9 付盼娣;液壓支架用高水基高壓大流量安全閥的研究與開發(fā)[D];鄭州大學;2010年

10 焦黎棟;大流量安全閥動態(tài)特性仿真與流場數(shù)值模擬[D];太原理工大學;2010年

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本文編號：2411985