高速径向柱塞泵配流阀的动态特性与结构优化研究*

严 璐,廉自生*,李永康

(1.太原理工大学 机械与运载工程学院,山西 太原 030024;2.煤矿综采装备山西省重点实验室,山西 太原 030024)

0 引 言

乳化液泵是煤矿综采工作面为液压支架输送高压液体的动力设备,广泛采用配流阀实现乳化液进出口的切换。其中,配流阀的精确控制是泵正常运转的关键。

随着智能化综采工作面的发展,高速乳化液泵通过变频调速可以实现较宽的流量调节范围,是实现泵站智能化的关键。现有乳化液泵站多由电机通过齿轮减速机构传动,结构松散、转动惯量大,不适用于转速较高场合[1-3]。同时,现有三柱塞乳化液压泵所采用的球形配流阀,阀芯质量大、惯性大,亦不满足高速配流要求。因此,为实现乳化液泵的高速化,急需研究在高速工况下配流阀的动态响应,解决系统高速化所导致的配流阀滞后、容积效率低下和阀芯冲击等问题,为研制电机直驱的高速径向柱塞泵奠定基础。

西南交通大学的王国志教授[4]利用AMESim软件对转速为1 000 r/min、工作压力为45 MPa、流量为5 L/min的高压海水泵阀配流系统响应特性进行了研究,在此基础上,对阀芯质量、弹簧等结构参数进行了优化;西安科技大学的李海宁[5]提出了一种采用阀控实现变量的卧式径向柱塞泵,其工作压力为31.5 MPa,流量为160 L/min,转速为561 r/min,分析了泵运转过程中的实测流量与理论流量的区别;安徽理工大学的朱楠楠[6]对矿用乳化液泵的吸排液阀进行了流场分析与仿真研究,其工作压力为31.5 MPa、流量为400 L/min、转速为400 r/min,针对不同阀芯结构进行了流场仿真研究。……