电磁换向阀是液压支架电液控制系统中的关键控制元件,其性能的好坏直接决定着液压支架整体快速移动特性与较高的现代综采效率。本文采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法。首先,本文对应用最为广泛、研究制造技术最为成熟的两种电液换向阀(由液控球阀式或板式先导阀作为先导控制阀与插装式主阀组成)的工作原理进行详细介绍；然后,重点通过内部稳态流场的静压与速度矢量分布特性,来推断不同阀口组合形成的节流面积的最优效果。同时,基于流场特性与液动力对比分析了两种先导阀的响应特性与稳定性,以此推断不同类型先导阀各自所适应的支架系统；最后,通过AMESim动态特性建模分析了球式先导阀控制的插装式电液阀组的动态特性,分析了阀组内部主要结构参数对阀动态性能的影响,为高性能液压支架的研究与开发提供必要的理论依据。具体研究内容如下：首先,对液压支架典型电液控制系统进行介绍,重点分析了支架立柱的四大工况以及球式与板式电磁先导阀结构特点及其工作原理。其次,建立了球式、板式电磁先导阀与高压大流量插装式主阀的内部流场计算模型,分别对计算模型进行流场解析,得出了两种先导阀阀口压力损失特性阀口静压及速度分布、主阀芯静压与速度分布；通过仿真手段找出了球式先导阀阀口最优组合与板式阀最优阻尼孔径组合；验证了板式阀口第二阻尼孔在阀口开启量达到某值后才开使起节流作用；通过内流场分析验证了大流量主阀进液孔的斜孔设计比周向直孔减少了液动力冲击的优点。最后,列出了液压阀组的动力学方程组,并建立了球式先导阀与螺纹插装式主阀组成的电磁换向阀组的液压支架回路系统的AMESim仿真模型。应用仿真分析了乳化液体积弹性模量、先导阀内不同阻尼孔径、主阀控制腔阻尼孔、阀芯质量、主阀芯内外径、弹簧刚度与预紧力等主要参数对换向阀及其回路动态特性的影响。结果表明乳化液体积弹性模量、主阀控制腔内阻尼孔和主阀芯内外径等对油缸下行运动的速度平稳性以及速度响应等动特性产生重要影响,本研究为螺纹插装式电磁换向阀的设计及支柱回路参数匹配提供了指导作用。