1-底座 2-后连杆 3-前连杆 4-掩护梁 5-平衡千斤顶 6-顶梁 7-立柱

图1-1掩护式液压支架虚拟样机模型

1。1。2 研究意义

液压支架的工作情况是与回采工作面的顶板性质有很密切的关系。图1-2为煤层顶板和底板的示意图。煤层的顶底板是指煤系中位于煤层上下一定距离的岩层，在正常情况下，按照沉积顺序，位于煤层之下，先于煤层生成的岩层是底板；位于煤层之上，在煤层形成之后的岩层叫顶板。

由于沉积物质和沉积环境的差异，顶底板岩层行和厚度各不相同，在开采过程中破碎冒落的情况也就不同。对于顶板，根据工作面顶板所冒落的难易程度，分为容易冒落的松软顶板、中等冒落性质的顶板、难冒落的坚硬顶板等等。文献综述

在我国的煤炭开采中，坚硬难冒落的顶板占有相当大的比例。所谓坚硬难冒落的顶板，是由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈明显的周期来压。工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时，下沉速度急剧增加，导致工作面顶板情况迅速恶化，应当及时采取措施。而开采坚硬难冒顶板的煤层，采空区易形成大面积悬顶。当顶板初次来压时，煤顶会突然冒落而造成剧烈的动力现象。大面积的顶板在极短的时间内冒落，会对回采工作面支护设备产生严重的破坏。同时，在煤炭开采的过程当中，还会面临冲击地压的来袭。

图1-2 煤层的顶板和底板

为了保护在此类开采条件下的支护设备，即保护液压支架使其免受动载荷的破坏，从而发挥稳定的支护能力，现行的有效的方法之一是从设备方面入手，通过研制与顶板条件相适合的大流量安全阀，及时的释放冲击载荷下液压支架立柱内极易损害设备的高压液体，从而达到保护液压支架的目的，具有十分重要的意义。

大流量安全阀是控制液压支架工作的关键基础件，对液压支架起安全保护作用，可避免有冲击地压顶板和坚硬难冒顶板造成的液压支架的立柱压弯、压粗、爆裂及顶梁和底座箱等焊接结构开焊、断裂，节省大笔的维修费用，延长液压支架的使用寿命，提高采煤效率，赢得可观的经济效益。尤其随着高产高效采煤工作面的迅速发展，要求安全阀向大流量方向发展，并对其可靠性及寿命提出了更高要求。

液压支架的可靠性主要依赖于安全阀的可靠性，因此提高安全阀的动态性能和寿命是研究的关键。安全阀的结构较为复杂，存在突扩、突缩、弯曲流道等复杂边界，设计加工难度大，目前国内对大流量安全阀的生产设计主要通过对国外相关产品进行测绘模仿，缺乏相关设计理论的指导，已成为制约国内液压支架进一步发展的瓶颈。因此，对大流量安全阀的研究不仅具有重要的科学意义，而且对提高我国矿山装备制造业水平具有现实意义。

1。2 安全阀在液压支架中的应用

安全阀是液压支架中最精密、最关键的部件，无论质量、性能、可靠性、安全性方面在液压支架系统中均起到了核心作用，直接影响人身安全和整个液压支架的可靠性。图1-3为液压支架大流量安全阀的产品，两个安全阀的流量分别为500 L/min和1000 L/min。安全阀是控制液压支架工作的关键基础件，主要用于立柱控制回路中，功能是防止立柱过载并保证支架的恒阻性和可伸缩性，可避免有冲击地压顶板和坚硬难冒顶板造成的液压支架的立柱压弯、压粗、爆裂及顶梁和底座箱等焊接结构开焊、断裂，其性能的好坏直接影响着液压支架的工作可靠性、寿命以及工作环境的安全性。

图1-3大流量安全阀产品