液压支架稳压供液技术的研究与发展

2020-11-27常镝

商品与质量 2020年37期

常镝

沈阳恒久安泰环保与节能科技有限公司辽宁沈阳 110000

在液压支架额压供液系统中，液压系统压力波动明显，系统冲击大，乳化液流量得不到有效控制，因此对液压支架的寿命和使用效果造成了严重影响。为了改善液压支架使用效果，延长液压支架使用寿命，研究者开发了稳压供液系统。

1 支架液压系统的工作原理

与一般工程机械不同，煤矿支架液压系统的工作介质为乳化液，其液压系统主要分为三个子系统，分别为支架系统，进回路系统和供液系统。其中支架系统主要包含中间支架液压系统、超前支架液压系统、过渡支架液压系统，每个支架液压系统由对应的千斤顶、乳化液阀和液压软管等组成。进回液管路系统主要包含巷道管路、架间管路，供液系统主要指乳化液泵站。在生产过程中，首先需要供液系统通过进回路系统为支架液压系统提供相应流量的乳化液，然后，要确保压力能够正常工作，并且可以沿着液压管路传递到液压系统中。在支架实际工作过程中，每一个动作都会受到乳化液阀的控制，乳化液阀根据液压系统的实际工作状态对乳化液流量和压力进行控制，从而完成系统动作[1]。

液压支架系统的具体工作状态分为三种，首先在静止状态下因为存在相对较为缓慢的漏液情况，所以导致整体的内部压力下降，其次是支架在工作量相对较小时需要使用乳化液，此时将会导致管内的实际压力出现严重的变化，然后是当液压支架在工作量相对较大的状态下进行工作时，管内的压力也会下降，通过以上数据分析可以明确，液压支架每个工作状态都存在不同程度的压力波动，因此会对设备产生较大的冲击，影响设备使用寿命。如果液压支架系统的工作状况良好，管内的压力会保持相对稳定，支架的运行状态也会相对平稳，寿命也得以保证。相反如果管内的压力变化相对较为频繁，不仅不利于液压系统的稳定，还会对液压系统中相关元器件和设备造成破坏。在压力相对较低的环境下，虽然液压支架系统中的相关元器件不会受到影响，但是工作效率也会有所下降。

2 支架稳压供液技术分析

要想改善支架供液技术，确保液压支架动作效率得到有效提高，首先要明确稳压供液的具体概念及相关原理，在对稳压供液进行探究的过程中，可以通过管内的压力变化情况进行分析，在供液流量合理的范围内，如果支架的动作仍较为缓慢，而且其压力也在逐渐增加，但是没有出现波动现象，则说明此时的供液压力为理想的状态。通过对相关数据研究，可以发现在支架工作的过程中，供液的压力、流量和支架整体工作效果可用来判定支架的工作性能。首先，系统中的压力变化情况，能够决定液压支架系统是否正在稳定工作，其次是流量决定了工作的速度，也决定了液压工作系统的工作效率，然后是工作效果，对液压支架系统的整体工作性能进行评判，通过对这三个指标的探究，可以明确在供液的过程中是否对液压支架系统中的相关设备及元器件产生了冲击。

支架稳压供液系统由乳化液泵、压力卸载阀、蓄能器、液箱等元件组成。在相对较为理想的状态下对支架的工作状态进行分析，首先是针对系统的漏液阶段进行分析，由于支架在静止状态下可能存在漏液问题，因此系统的压力会逐渐下降，所以必须对系统中的压力进行调节，此时的压力调节由蓄能器完成，蓄能器中的液体补充进系统，蓄能器调节压力的范围是确保系统压力不低于设定的加载压力，此时泵处于卸载状态。如果系统中的整体压力过低，并且低于设定值，则应该保证卸载阀关闭，同时泵会进入到加载状态中，从而向蓄能器中进行加液操作，此时压力值会逐渐上升，直到符合卸载阀的压力设定值。其次是对支架动作过程进行分析，首先进入蓄能器的供液阶段，此时支架逐渐进入到工作状态中，如果工作的压力值高于加载压力的设定值，则泵的显示状态仍为卸载。这时会引起系统的整体压力急剧下降，压力值降低至加载压力的设定值时，则泵进入加载工作状态中，泵与蓄能器同时推动支架系统中的活塞杆进行工作，从而完成稳定供液。最后是在泵的供液阶段，在负载阻力与供液压力平衡后，进入泵供液阶段，此时泵的工作状态为加载，液压液主要由泵提供，而因为泵提供的液压一般相对较为稳定，所以其提供的流量大小直接决定了支架的工作速率。通过相关数据可以分析出在稳压供液模式下液压系统的整体工作速率明显提升，在供液过程中使用稳压供液模式，压力的波动频率和波动幅值都优于额定供液方式[2]。

3 新一代智能供液系统

随着煤矿科技的迅速发展，数字化采煤技术不断提高，自动化联合采煤机组和电液控支架广泛应用，由蓄能器和机械卸载阀组成的稳压供液系统已经不能满足高端电液控支架的配套使用，新一代智能供液系统已经出现，并逐渐在全自动采煤工作面中得到应用。

智能供液系统主要包含乳化液泵、电磁卸载阀、蓄能器、变频器、自动配比系统、在线监测系统、高精密过滤站，以及液箱和中央控制系统。智能供液系统采用电磁卸载阀替代原有的机械卸载阀，大大提高了卸载阀的响应速度，采用变频器控制泵电机，进一步减小了压力冲击。智能供液系统增加了乳化液自动配比功能和乳化质量在线检测功能，并利用中央控制系统统一对供液系统各项指标进行综合智能控制。

新一代智能供液系统不仅对乳化液的压力和流量进行更加精准的控制，更体现在对乳化液浓度、污染度等质量指标的全方位控制和管理[3]。