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摘要：大采高大工作阻力液压支架液压控制系统设计的好坏直接关系到工作面能否正常有序的进行生产，完成预定的生产指标。通过对液压系统的合理设计优化，缩短了单台及成组支架完成一个动作循环的时间，使各动作顺序更合理，操做方面更方便。
关键词：大采高、大工作阻力、液压系统
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-374-01
0引言
大采高大工作阻力大截深工作面液压支架，由于立柱缸径大、推移油缸缸径大行程长、液压油缸多、多级护帮需要联动等，这就要求支架即能快速动作能跟上采煤机牵引速度又要求支架液压系统能安全准确的完成各种指令动作，故对大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化尤为重要。以ZY18000/32/70D支架液压系统设计为例对大采高大工作阻力大截深工作面液压支架系统进行设计优化。
1工作面主进主回系统布置
ZY18000/32/70D液压支架为两柱掩护式电控液压支架，支架工作阻力18000KN，最大支护高度为7米，护帮为三级护帮机构，立柱为φ500mm缸径、平衡φ280mm，推移φ230mm。经计算要适应工作面小时单产量以及采煤机牵引速度，每台支架完成一个动作循环时间不能大于8.2s，六台支架同时动作循环时间13.74s同时需要提供乳化液流量3000L/min；为满足工作面对流量的要求，工作面主进主回管路采用三供三回环形供液系统。工作面乳化液泵站出来三路高压出路和三路回路，三路高压出路经高压反冲洗过滤站净化后连接至工作面；排头采用双供双回路连接到架内，架前通过一路供回路连接到工作面排尾支架到架内，形成一个完整的三供三回环形供液系统，布置图如图1所示
图1工作面主进主回系统布置图
2支架内部液压系统的设计
（1）立柱供回液系统设计
由于立柱缸径大，需要大流量快速供回液才可以满足支架在短时间内的动作要求，故对立柱进行供液采用一个立柱快速供液阀，立柱下腔供液直接通过快速供液阀快速供液流量大速度快。图2立柱供回液系统原理图。立柱降柱时靠主控阀对立柱上腔供液同时打开立柱液控单向阀组下腔使立柱下腔乳化液快速回到主回路；升柱时主控阀作为先导控制阀把立柱快速供液阀打开，反冲洗过滤器来的乳化液通过立柱快速供液阀对立柱下腔进行多管路充液，使支架快速升起接顶。图3是立柱快速供液阀的原理图。支架主控阀的升柱接口只对立柱快速供液阀进行先导控制，立柱下腔乳化液不经过主控阀，对立柱下腔快速供液阀供液是从主进路经电磁先导反冲洗过滤器净化后直接供给。从而实现支架快速降柱快速升柱接顶的目的。
图2立柱回液系统原理图
图3立柱快速供液阀原理图
（2）护帮液压系统设计
ZY18000/32/70D液压支架由于采高大，工作面片帮相对较严重，护帮设计为三级护帮机构护帮高度3.2米，由于是三级护帮动作有一个顺序要求，要求在收一级护帮时三级护帮先折叠回来，一级护帮做何动作二级护帮都要呈伸出与一级护帮向协调。这样在一级护帮伸出护煤壁时二级护帮能随一级护帮动作同时贴紧煤壁，一级护帮收回时，二级护帮同时伸出与一级护帮呈直线收回后减小了梁头前部梁体厚度也避免二级护帮在收回是勾头造成整个护帮机构收不回；图4为三级护帮系统原理图。当一级护帮收时，通过交替单向阀实现第三级护帮同时收回与一级护帮实现联动动作，由于第三级护帮油缸比一级护帮油缸小同时行程短，第三级护帮先于一级护帮收回折叠到二级护帮内部；二级护帮与一级护帮采用交替双向控制阀实现联动，无论一级护帮作何动做二级护帮均处于浮动状态，这样一级护帮收回时二级护帮先伸直不会影响收回动作，一级护帮伸出护帮时二级护帮先于一级护帮贴紧煤壁。
图4护帮液压系统设计原理图
（3）平衡油缸液压系统的设计
平衡油缸在掩护式液压支架中起到调节顶梁状态，维持顶梁平衡，提升掩护梁等作用。对其系统进行设计优化，把平衡双向锁改为浮动双向锁，控制口与立柱下腔进液端连接，当立柱升时控制口把锁打开使平衡油缸处于浮动状态，这样能保证顶梁平稳均衡的接触顶板避免安全阀由于因顶板不均衡使平衡油缸瞬间受拉或受压造成平衡安全阀频繁开启现象。图5为平衡油缸连接系统原理图。
图5平衡油缸连接系统原理图
3结语
通过对大采高液压支架工作面主进主回系统合理布置设计优化，对支架内部主要執行元器件液压系统的合理布置设计优化，使支架对各种动作指令的执行更合理有效，同时也大大提高了支架动作的速度，确保工作面正常有序生产以完成预定的生产指标。
参考文献：
[1]王永强.新型液压支架用安全阀动态特性的研究与分析[D].徐州：中国矿业大学，2007.
[2]冯静，王永强，杨明杰，等.新型液压支架用安全阀的动态性能分析与研究[J].煤矿机械，2007（9）：72-74.
[3]王国法等.液压控制技术。煤炭工业出版社
作者简介：孙东庆（1981—），河南人，助理工程师，2006年毕业于河南理工大学机械设计制造及其自动化专业，现在郑州煤矿机械集团股份有限公司从事煤矿液压支架用阀的设计研发工作，
关键词：大采高、大工作阻力、液压系统
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-374-01
0引言
大采高大工作阻力大截深工作面液压支架，由于立柱缸径大、推移油缸缸径大行程长、液压油缸多、多级护帮需要联动等，这就要求支架即能快速动作能跟上采煤机牵引速度又要求支架液压系统能安全准确的完成各种指令动作，故对大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化尤为重要。以ZY18000/32/70D支架液压系统设计为例对大采高大工作阻力大截深工作面液压支架系统进行设计优化。
1工作面主进主回系统布置
ZY18000/32/70D液压支架为两柱掩护式电控液压支架，支架工作阻力18000KN，最大支护高度为7米，护帮为三级护帮机构，立柱为φ500mm缸径、平衡φ280mm，推移φ230mm。经计算要适应工作面小时单产量以及采煤机牵引速度，每台支架完成一个动作循环时间不能大于8.2s，六台支架同时动作循环时间13.74s同时需要提供乳化液流量3000L/min；为满足工作面对流量的要求，工作面主进主回管路采用三供三回环形供液系统。工作面乳化液泵站出来三路高压出路和三路回路，三路高压出路经高压反冲洗过滤站净化后连接至工作面；排头采用双供双回路连接到架内，架前通过一路供回路连接到工作面排尾支架到架内，形成一个完整的三供三回环形供液系统，布置图如图1所示
图1工作面主进主回系统布置图
2支架内部液压系统的设计
（1）立柱供回液系统设计
由于立柱缸径大，需要大流量快速供回液才可以满足支架在短时间内的动作要求，故对立柱进行供液采用一个立柱快速供液阀，立柱下腔供液直接通过快速供液阀快速供液流量大速度快。图2立柱供回液系统原理图。立柱降柱时靠主控阀对立柱上腔供液同时打开立柱液控单向阀组下腔使立柱下腔乳化液快速回到主回路；升柱时主控阀作为先导控制阀把立柱快速供液阀打开，反冲洗过滤器来的乳化液通过立柱快速供液阀对立柱下腔进行多管路充液，使支架快速升起接顶。图3是立柱快速供液阀的原理图。支架主控阀的升柱接口只对立柱快速供液阀进行先导控制，立柱下腔乳化液不经过主控阀，对立柱下腔快速供液阀供液是从主进路经电磁先导反冲洗过滤器净化后直接供给。从而实现支架快速降柱快速升柱接顶的目的。
图2立柱回液系统原理图
图3立柱快速供液阀原理图
（2）护帮液压系统设计
ZY18000/32/70D液压支架由于采高大，工作面片帮相对较严重，护帮设计为三级护帮机构护帮高度3.2米，由于是三级护帮动作有一个顺序要求，要求在收一级护帮时三级护帮先折叠回来，一级护帮做何动作二级护帮都要呈伸出与一级护帮向协调。这样在一级护帮伸出护煤壁时二级护帮能随一级护帮动作同时贴紧煤壁，一级护帮收回时，二级护帮同时伸出与一级护帮呈直线收回后减小了梁头前部梁体厚度也避免二级护帮在收回是勾头造成整个护帮机构收不回；图4为三级护帮系统原理图。当一级护帮收时，通过交替单向阀实现第三级护帮同时收回与一级护帮实现联动动作，由于第三级护帮油缸比一级护帮油缸小同时行程短，第三级护帮先于一级护帮收回折叠到二级护帮内部；二级护帮与一级护帮采用交替双向控制阀实现联动，无论一级护帮作何动做二级护帮均处于浮动状态，这样一级护帮收回时二级护帮先伸直不会影响收回动作，一级护帮伸出护帮时二级护帮先于一级护帮贴紧煤壁。
图4护帮液压系统设计原理图
（3）平衡油缸液压系统的设计
平衡油缸在掩护式液压支架中起到调节顶梁状态，维持顶梁平衡，提升掩护梁等作用。对其系统进行设计优化，把平衡双向锁改为浮动双向锁，控制口与立柱下腔进液端连接，当立柱升时控制口把锁打开使平衡油缸处于浮动状态，这样能保证顶梁平稳均衡的接触顶板避免安全阀由于因顶板不均衡使平衡油缸瞬间受拉或受压造成平衡安全阀频繁开启现象。图5为平衡油缸连接系统原理图。
图5平衡油缸连接系统原理图
3结语
通过对大采高液压支架工作面主进主回系统合理布置设计优化，对支架内部主要執行元器件液压系统的合理布置设计优化，使支架对各种动作指令的执行更合理有效，同时也大大提高了支架动作的速度，确保工作面正常有序生产以完成预定的生产指标。
参考文献：
[1]王永强.新型液压支架用安全阀动态特性的研究与分析[D].徐州：中国矿业大学，2007.
[2]冯静，王永强，杨明杰，等.新型液压支架用安全阀的动态性能分析与研究[J].煤矿机械，2007（9）：72-74.
[3]王国法等.液压控制技术。煤炭工业出版社
作者简介：孙东庆（1981—），河南人，助理工程师，2006年毕业于河南理工大学机械设计制造及其自动化专业，现在郑州煤矿机械集团股份有限公司从事煤矿液压支架用阀的设计研发工作，