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高端液压支架是我国煤矿综采装备实现自动化发展的需求,随着采煤机械高效高产的迅速发展,液压支架的研发正不断向更大吨位,更大缸径的方向发展。作为液压支架的核心控制元件一一安全阀也必须满足高水基高压大流量的性能要求。然而,目前国内液压支架安全阀普遍采用直动弹簧式结构,随着高压大流量化的发展趋势,直动式安全阀弹簧刚度大,稳定性差的缺点日益凸显,设法提高安全阀的工作性能已成为一个研宄热点,它对提高液压支架系统工作时的性能指标,采煤行业的安全度和经济效益具有重要意义。 本文以SUN公司生产的RQKB-LAN型溢流阀为研宄对象,将液压支架直动式安全阀改型成螺纹插装式结构,对两种结构安全阀的静、动态特性进行了对比分析研宄,并对影响螺纹插装式安全阀特性的问题进行了深入研宄,旨在进一步提高安全阀的工作性能,为后续液压支架安全阀的性能优化研宄提供一定的理论参考。 本文从液压支架直动式安全阀存在的问题入手,通过理论推导具有先导球阀控制的螺纹插装式安全阀和直动式安全阀的压力-流量特性方程,仿真得到压力-流量特性曲线,从静态调压偏差率对比分析了两种结构安全阀的静态特性;通过建立两种结构安全阀和液压支架系统的AMESim仿真模型,从仿真得到的压力超调量和响应时间对比分析了两种结构安全阀的动态特性,从而说明了螺纹插装式安全阀的性能优于直动式安全阀。针对安全阀在实际工作中容易发生失效的问题,理论计算了螺纹插装式安全阀中主阀芯阻尼孔径的定量取值范围,并利用AMESim软件对安全阀中三个不同位置的固定液阻进行了具体功用的分析。采用CFD数值模拟技术对安全阀开启溢流阶段阀芯运动过程中的流场流态变化进行了可视化分析,总结了阀芯不同开度下的流态变化规律,找出了可能发生空蚀的部位,并对流道结构进行了改进,结果显示改进模型3大大降低了空蚀发生的可能性。