随着经济的不断发展,社会对于煤炭的需求会越来越大,液压支架作为煤炭机械化开采的重要设备,其工作的可靠性对于安全生产至关重要。安全阀作为液压支架系统中重要元件,其性能的好坏将直接影响液压支架的可靠性。因此如何设计具有良好的动态特性和较大流量的安全阀将是今后设计者研究的重点。本文首先是在借鉴传统的溢流阀设计理论的基础上,根据双级过载保护安全阀的结构的特殊性,设计出了具有一级直动式结构和二级差动式结构的双级过载保护安全阀,并根据设计原理对其主要尺寸进行了设计。然后根据双级过载保护安全阀的工作原理,对其进行了数学建模,并利用AMESim软件建立了安全阀的仿真模型,得出了安全阀的动态特性。通过改变一级直动式安全阀的搭合量、冲击流量、射流口直径和二级差动式安全阀的阀芯质量、阻尼系数、弹簧刚度、差压面积来发现这些主要结构参数对双级过载保护安全阀的动态特性的影响规律。其次,利用Proe对双级过载保护安全阀的流道进行了建模,并利用GAMBIT软件对三维流道进行了网格划分和边界条件的设定,通过Fluent软件对安全阀的三维流场进行数值模拟,得到流场的压力云图、速度云图、速度矢量图,找到了容易发生漩涡、气穴、气蚀现象的地方,为以后对安全阀进行结构优化提供了理论依据。最后,由于国内大流量安全阀试验系统相对较少,我国生产的大流量安全阀得不到国际的认可。根据液压支架用双级过载保护安全阀及其试验系统的工作原理,完成了对双级过载保护安全阀的冲击试验系统主要元件的选择。并且根据试验系统的工作原理,利用AMESim软件对该液压系统进行建模,得到了安全阀在试验系统中的动态特性。通过改变蓄能器的体积、充气压力和开关阀的通液流量来发现系统中主要元件参数对安全阀的阀口压力的影响规律。为更好地测试双级过载保护安全阀的阀口压力奠定了基础。