随着高产高效采煤工作面的迅速发展,要求支架用大流量液控单向阀向高压大流量方向发展,并对其可靠性及寿命提出了更高要求。支架卸载时,大流量液控单向阀反向打开,立柱下腔的高水基乳化液大量且快速地溢出,此过程中,系统往往伴随着巨大的冲击,过高的冲击压力不仅会损坏支架上的液压设备,严重时还会造成管路接口的断裂,导致重大事故。由于缺少设计理论指导,设计方法落后,同时国内缺少近似工况的大流量液控单向阀性能实验台,使得我国研制的大流量液控单向阀产品与国外差距较大。针对此问题,本文对支架用大流量液控单向阀的设计方法及实验进行了研究,主要包括以下几个方面:首先,基于FDY800/50大流量液控单向阀进行了结构及关键参数的初步设计。建立了三维流道几何模型,运用FLUENT软件对大流量液控单向阀的内部流场进行了流体动力学分析;用ANSYS Workbench对其大、小阀芯进行了单向流固耦合分析。研究了阀芯不同开口度和小阀芯不同半锥角下大流量液控单向阀的流体动力学规律和大、小阀芯的应力以及变形情况。研究表明,阀芯开口度越大、小阀芯半锥角越大,液压支架卸载过程中的冲击和流体能量损失越小,大、小阀芯的等效应力越小,且都满足45#钢的许用强度。其次,应用AMESim软件在大流量液控单向阀动态特性数学模型的基础上,建立了大流量液控单向阀的动态仿真模型。通过仿真得到了大流量液控单向阀的动态特性曲线,对比分析了不同小阀芯半锥角和不同控制压力对大流量液控单向阀动态性能的影响。仿真结果表明,增大控制压力和小阀芯半锥角能有效减小卸载时的压力冲击,增加开启过程中的稳定性,显著地提高大流量液控单向阀的动态特性。最后,搭建蓄能器-增压缸实验系统,对大流量液控单向阀进行了实验研究。通过实验分析研究了大流量液控单向阀的工作过程和动态特性,同时将实验结果与仿真结果进行对比,验证了仿真结果的正确性。实验研究表明,小阀芯半锥角越大、控制压力越高,大流量液控单向阀的动态性能越好。本文以小阀芯不同半锥角为主线,从结构设计、单向流固耦合分析、动态仿真分析和实验研究方面系统地建立了大流量液控单向阀的设计方法,同时把其关键部件进行流单向固耦合分析,为液压支架用阀的部件设计和校核提供了新思路。