液压支架是用于采煤工作面的重要支护设备,与采煤机和刮板输送机配套使用,共同实现现代化煤矿综采工作。为了提高产量,现代综采技术开始采用大功率采煤机和大运量刮板输送机,为充分发挥其工作效率,有必要提高与之配套使用的液压支架的移架速度,从而缩短支护作业时间,最终实现高产高效的综采要求;随着采高的增加,支柱的直径和高度也随之相应增加,目前的大流量电液换向阀,额定流量只有400l/min,因此不能满足快速移架、缩短支护作业时间的要求。因此,支架需向高压大流量和电液控制方向发展,才能适应现代化煤矿综采的要求。本文设计了一款大流量电液换向阀,额定流量为1000l/min,额定压力为31.5MPa,并分析了其结构特点和换向原理,通过研究阀芯的受力情况,得出其换向过程的数学模型和结构参数,再运用系统建模动态仿真软件AMESim对电液换向阀系统进行动态特性仿真,然后运用ANSYS-workbench软件对换向阀的关键元件进行力学仿真,接着借助流体仿真软件Fluent对阀体内部流场进行仿真,最后对所设计阀的性能进行了测试。利用AMESim软件对换向阀工作系统进行仿真,获得了阀出口压力与出口流量等动态特性。研究结果表明:阀芯启动用时0.9s,并且运动平稳,动态特性良好。另外,针对影响换向阀动态特性的其它结构参数,如阀芯行程、弹簧预压力等,选择最佳取值。运用ANSYS-workbench软件对换向阀的关键部件进行有限元分析,针对阀芯开启和关闭两种工况,校核了各关键部件的强度,并发现在阀芯径向过液孔处产生了最大应力,最后对该结构进行了优化处理。利用计算流体力学软件Fluent模拟了该换向阀内部流场,得到了阀体内部流道的流场特性。结果表明:随着阀芯开启位移的增大,流场中漩涡强度和覆盖区域减小,进油口速度减小,最大速度区域出现在阀口下游位置。利用大流量阀试验台对所设计的换向阀进行了测试。试验结果表明:在流量为750l/min的试验条件下,阀芯在1s内能够完成开启和关闭动作,工作可靠、动作灵活,动态特性指标符合设计要求;在试验压力为4MPa,31.5MPa时,均表现出良好的密封性能,实现了研制目标。为以后同类阀的研制奠定了一定的基础。