[发明专利]比例伺服阀控液压支护平台立柱油缸系统及压力控制方法

说明书

一种比例伺服阀控液压支护平台立柱油缸系统及压力控制方法，属于阀控液压缸压力控制技术领域。异步电机和定量泵连接；过滤器、定量泵、以及比例伺服阀依次连接；比例伺服阀与液压锁、立柱油缸依次连接；定量泵的输入端通过过滤器单独与油箱相连接，定量泵的输出端与比例伺服阀一个端口连接；比例伺服阀的2号端口和4号端口之间连接有比例溢流阀；在定量泵的作用下液压油经过过滤器输出一定流量的高压油，控制立柱油缸；改变比例伺服阀调节液压油流量大小，控制立柱油缸压力；最后，立柱油缸出油口的低压油经比例伺服阀导流回到油箱。优点：对煤矿综掘巷道临时支护的顶板初撑力精确控制，抑制系统中不确定因素对控制性能的不利影响，具有较强鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种阀控液压缸压力控制技术领域，特别是一种比例伺服阀控液压支护平 台立柱油缸系统及压力控制方法。

背景技术

在煤矿巷道综掘过程中，液压支护平台需要对顶板实施快速有效地临时支护，从而为 煤矿巷道的安全可靠掘进成型奠定基础，并为煤矿一线掘进人员的生命安全提供保障。液 压支护平台立柱油缸压力直接影响着超前支护液压支架对顶板的支撑能力。液压支护平台 立柱油缸压力过低，容易导致顶板的早期离层，甚至顶板垮塌；过高的立柱油缸压力，会 破坏顶板的完整性，甚至引起顶板岩体破碎。然而，液压支护平台立柱油缸压力系统存在 诸多内/外部干扰，从而使系统的动/静态控制性能很难达到期望的控制要求，造成对顶板 的二次伤害，使超前支护液压支架的支护作用失效。因此，面向顶板围岩条件复杂多变的 煤矿综掘巷道，设计准确有效的液压支护平台立柱油缸压力控制方法，对煤矿巷道的高效 掘进和人员安全保障具有重要的研究意义。

目前，煤矿巷道综掘过程中，液压支护平台立柱油缸压力控制主要采用人工手动控制 方式，通过手动控制电磁阀开关实现液压油输出的通/断。当立柱油缸压力超过溢流阀设 定的高限压力值时，溢流阀自动打开，实现溢流卸压；同时，手动关闭电磁阀，使立柱油 缸压力保持在高限压力值。该控制方式操作简单、易于实现，但是，由于电磁阀只能实现液压油的二位控制，且立柱油缸的最大压力等于溢流阀设定的高限压力，导致系统存在较大的压力稳态误差，且液压油耗费量大。

针对煤矿综掘巷道临时支护液压支架系统，文献(田岩飞.支装一体化自移式掘进超 前支护液压支架的研究与应用[J].煤，2013，(7):30-31.)介绍了JZZ500-I型支装一体化自 移式掘进超前支护液压支架，因其结构简单、操作方便，适用于具有良好顶板围岩条件的 巷道支护；专利(程鹏程，李信斌，庄涛，等.半卸载迈步式液压支架:CN，CN2120181[P]. 1992.)设计了一种半卸载迈步式液压支架，可以在坚硬或松散顶板条件下使用，普适性 强；文献(许文亮.交错迈步自移式掘进超前支护装置研制[J].能源与节能，2017(6):150-151.) 给出了一种改进的交错迈步自移式掘进超前支护装置，适用于狭窄巷道掘进过程，实现掘、 支、锚同步作业；文献(谢苗，刘治翔，毛君，等.迈步式超前支护系统设计与支护特性 研究[J].机械强度，2016，184(2):302-310.)根据结构力学和材料力学理论，建立液压支 架的支护压力与顶板的扰度方程，分析顶板变形规律，为综掘巷道支护压力控制提供指导 依据。