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1、 采 煤 機(jī) 司 機(jī) 培 訓(xùn) 教 案 授課人： 趙 福 柱 職 稱： 高級(jí)工程師 采煤機(jī)液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 第二節(jié) 液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 一、液壓傳動(dòng)原理 (一)液壓傳動(dòng)的組成及其優(yōu)缺點(diǎn) 1．液壓傳動(dòng)的組成 利用密閉系統(tǒng)(如密閉的管路、元件、容器等)中的壓力液體實(shí)現(xiàn)能量傳遞和轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)稱為液壓傳動(dòng)。其中的液體 (通常為礦物油) 稱為工作液體或工作介質(zhì)。一個(gè)液壓系統(tǒng)包含以下幾個(gè)組成部分： (1)動(dòng)力元件。將原動(dòng)機(jī)所提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成工作液體液 壓能的元件，稱為液壓元件，又

2、稱為液壓泵。 (2)執(zhí)行元件。將動(dòng)力元件提供的工作液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī) 械能的元件稱為執(zhí)行元件。如液壓缸和液壓馬達(dá)。 (3)控制元件。通過對液體的壓力、流量和方向的調(diào)節(jié)、控制 以改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、方向和作用力等的元件稱為控制元 件。液壓系統(tǒng)中各種閥類元件就是控制元件。 (4)輔助元件。上述三部分以外的其他元件稱為輔助元件。 它包括：油箱、管路、接頭、密封、濾油器、冷卻器等。 (5)工作液體。工作液體是指液壓系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換和傳遞的 介質(zhì)，也起著潤滑運(yùn)動(dòng)部件和冷卻傳動(dòng)系統(tǒng)的作用。 2．液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是

3、：傳遞動(dòng)力具有靈活性，不受傳遞距離和方 向的限制，可以在很大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；傳遞動(dòng)力具有可靠 性，傳動(dòng)平穩(wěn)，吸振能力強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向、易于實(shí)現(xiàn)過載保 護(hù)；防爆等安全性能較好；操作簡便，易于采用電氣、液壓聯(lián)動(dòng)控制以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；由于是以油液為工作介質(zhì)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的一些零部件之間能白行潤滑，使用壽命長；在功率相同的情況下，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的體積小、質(zhì)量輕，因而動(dòng)作靈敏、慣性小、響應(yīng)速度快及低速穩(wěn)定性好；液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，便于設(shè)計(jì)制造，利于推廣使用。 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：液壓系統(tǒng)存在泄漏、壓力損失，致使液壓 傳動(dòng)的效率較低；由于泄漏及油液具有一定的可壓縮性

4、，使傳動(dòng)比 不能恒定，不適用于傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場合；工作性能與效率受溫 度變化影響較大；對液壓元件的制造工藝要求高，成本高；剛性差， 易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。 (二) 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本參數(shù) 1、液壓傳動(dòng)的基本特點(diǎn) (1) 液壓系統(tǒng)中力的傳遞靠液體壓力的傳遞來實(shí)現(xiàn)。密閉系 統(tǒng)中壓力的大小取決于外載荷的大小，但系統(tǒng)壓力不可以無限制 地隨著外載荷增大而增大，它受到封閉容器、管路及液壓元件強(qiáng)度 的限制，為使系統(tǒng)能可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，通常在系統(tǒng)中設(shè)置安全閥保護(hù)系 統(tǒng)。液壓系統(tǒng)還具有力(或力矩)的放大作用。 (2) 運(yùn)動(dòng)速度的傳遞按“容積變化相等”的規(guī)律進(jìn)行。執(zhí)行元件的

5、運(yùn)動(dòng)速度取決于動(dòng)力源的流量。如果改變泵的流量，就可改變液壓缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度，液壓傳動(dòng)中的調(diào)速就是基于這種原理來實(shí)現(xiàn)的。 2．液壓傳動(dòng)的基本參數(shù) 液壓傳動(dòng)最基本的技術(shù)參數(shù)是工作液體的壓力和流量。 系統(tǒng)壓力是指液壓泵出口的液體壓力，其大小取決于外載，一 般由溢流閥調(diào)定。壓力用ρ表示，單位是Pa，常用單位MPa，工程上常用kgf／cm2(巴)表示。它們之間的換算關(guān)系為: 1 Mpa ＝ 106Pa≈l0 kgf／cm2(巴) 國家標(biāo)準(zhǔn)GB／2346 — 1998規(guī)定了液壓系統(tǒng)及元件公稱壓力 系列。 流量通常是指單位時(shí)間內(nèi)流過的液體體積

6、，用字母Q表示， 單位是m3／s，工程上常用L／min作為流量單位，它們之間的換算關(guān)系為： 1 m3／s ＝ 103L／s＝6104L／min (三) 液壓元件的職能符號(hào) 液壓系統(tǒng)是由很多不同功能的液壓元件通過管路連接起來構(gòu)成的。國家制定了一種用規(guī)定的圖形符號(hào)來表示液壓系統(tǒng)原理圖中的各元件和連接管路的標(biāo)準(zhǔn)，即《液壓系統(tǒng)圖形符號(hào)》(GB／T786．1—1993)。其主要液壓元件職能符號(hào)如表6—2所示。 二、液壓元件 (一)液壓泵 1．液壓泵的工作原理和類型 (1)密封容積的變化是液壓泵實(shí)現(xiàn)吸、排液的根本條件。因 此，密封

7、而又可以變化的容積是液壓泵必須具備的基本結(jié)構(gòu)。所 以液壓泵也稱容積式液壓泵。液壓泵所產(chǎn)生的流量與其密封容積 的變化量與單位時(shí)間內(nèi)容積變化的次數(shù)成比例。 (2)具有隔離吸液腔和排液腔(即隔離低壓和高壓液體)的裝 置。使液壓泵能連續(xù)有規(guī)律地吸人和排出工作液體，這種裝置稱 為配流裝置。配流裝置的結(jié)構(gòu)因液壓泵的型式而異，有閥式配流 裝置、盤式配流裝置和軸式配流裝置。 (3)油箱內(nèi)的工作液體始終具有不低于一個(gè)大氣壓的絕對壓 力，這是保證液壓泵能從油箱吸液的必要外部條件。因此，一般油 箱的液面總是與大氣相通。 液壓泵的類型是按構(gòu)成密封而可變?nèi)莘e的零件結(jié)構(gòu)劃分的。

8、 采掘機(jī)械中常用的液壓泵類型如表6—3所示。 2．主要性能參數(shù) (1)排量、流量和容積效率。液壓泵主軸每旋轉(zhuǎn)一周所排出 的液體體積稱為排量。不計(jì)泄漏時(shí)的排量稱為理論排量，其大小 取決于液壓泵密封工作腔的幾何尺寸和變化次數(shù)，用qt表示，常用 單位是mL／r。排量可以調(diào)節(jié)的液壓泵稱為變量泵；排量固定不變 的泵稱為定量泵。計(jì)入泄漏時(shí)的排量稱為實(shí)際排量，以q表示。 液壓泵單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積稱為流量，常用單位是 L / min。不計(jì)泄漏影響的理論流量的計(jì)算公式為： Qt ＝ nqtl0-3

9、 (6—2) 計(jì)入泄漏后，液壓泵實(shí)際流量的計(jì)算公式為： Q ＝ nql0-3 (6—3) 式中 n——液壓泵主軸轉(zhuǎn)速，r／min。 液壓泵的實(shí)際排量q與理論排量qt 之比值稱為容積效率，用 字母ηV表示，即： ηV ＝ q／qt (6—4) 也就是 ηV ＝ q／qt ＝ Q／Qt (6—5) 由此，液壓泵實(shí)際流量的計(jì)算公式為： Q ＝ QtηV ＝ nqtη

10、Vl0-3 (6—6) 其中，n、qt、ηV均可在液壓泵技術(shù)規(guī)格中查取。 各類液壓泵的容積效率：柱塞泵最高(0．85～0．98)；葉片泵次之(0．8～0．95)；齒輪泵最低(0．7～0．95)。 (2)壓力和轉(zhuǎn)速。液壓泵通常有兩種壓力，即額定壓力和最大壓力。額定壓力是指泵在額定轉(zhuǎn)速和最大排量下能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作壓力。最大壓力是指泵在短時(shí)間內(nèi)超載所允許的極限壓力。液壓泵在工作時(shí)所達(dá)到的具體壓力值稱為實(shí)際工作壓力，其大小取決于執(zhí)行元件的負(fù)荷。 液壓泵的轉(zhuǎn)速有額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速三種。額定轉(zhuǎn)速是泵在額定壓力下，連續(xù)長時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速是指泵在額定壓

11、力下，允許短暫運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速是指允許泵正常運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速。在—般情況下，液壓泵應(yīng)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。常用各類液壓泵的額定轉(zhuǎn)速范圍如下： 齒輪泵：1000～1800 r／min； 葉片泵：1000～1800 r／min； 軸向柱塞泵：1000～2200 r／mim。 (3)輸出功率、輸入功率和總效率。當(dāng)液壓泵輸出壓力為p的實(shí)際流量為Q時(shí)，其實(shí)際輸出功率的計(jì)算公式為： N。＝ pQ／60 (6--7) 式中 N?！獙?shí)際輸出功率，kW。 輸入功率Ni是電動(dòng)機(jī)作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率，又稱為泵的傳動(dòng)功率。 由于液壓

12、泵的摩擦消耗，真正輸入泵的有效功率N，，轉(zhuǎn)變?yōu)楸玫睦碚撦敵龉β实挠?jì)算公式為： Nt ＝ Niηm (6—8) 式中 ηm——液壓泵的機(jī)械效率。 泵的實(shí)際輸出功率為： N。＝ NtηV (6—9) 液壓泵的總效率η等于其實(shí)際輸出功率與輸入功率之比，即： η＝ NO／Ni ＝Ntηv / Ntηm-1＝ ηVηM (6—10) 故液壓泵輸出壓力為P、流量為Q時(shí)，所需的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)功率Ni的計(jì)算公式為： Ni ＝ NO／η＝ P (6—1

13、1) 式中 Ni-----電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)功率，kW； p——泵的實(shí)際工作壓力，MPa； Q——泵的實(shí)際輸出流量，L/min。 各類液壓泵的總效率η值：柱塞泵為0. 8～0．9；齒輪泵為0．6～0．8；葉片泵為0．75～0．85。 (二)液壓馬達(dá) 1. 液壓馬達(dá)的特點(diǎn)和分類 液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件。它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機(jī)械能(扭矩和轉(zhuǎn)速)。由于泵和馬達(dá)的用途和工作條件不同，對它們的性能要求也不一樣，所以，相同結(jié)構(gòu)類型的液壓馬達(dá)和液壓泵之間存有許多差別。 (1)液壓馬達(dá)應(yīng)能正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有對稱性，而液壓泵通常是單向旋轉(zhuǎn)的，結(jié)構(gòu)上沒有

14、這—要求。 (2)液壓泵通常必須有自吸能力，為改善吸液性能和避免出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，通常把吸液口做得比排液口大；而液壓馬達(dá)沒有此要求。 (3)為適應(yīng)調(diào)速需要，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)足夠大，特別對它的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求；液壓泵都是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下穩(wěn)定工作的，其轉(zhuǎn)速基本不變。為保證馬達(dá)良好的低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能，通常采用滾動(dòng)軸承或靜壓滑動(dòng)軸承。 (4)由于馬達(dá)一般具有背壓，故必須設(shè)置獨(dú)立的泄露口，將馬達(dá)的泄露液體引回油箱。 因此，同類型的液壓泵和液壓馬達(dá)是不能互逆使用的。 液壓馬達(dá)在分類上與液壓泵基本一樣。用于采掘機(jī)械的馬達(dá)，按其結(jié)構(gòu)也可分為：齒輪式液壓馬達(dá),葉片式液壓馬達(dá)；柱塞式液壓馬達(dá)。它

15、又可分為軸向柱塞式液壓馬達(dá)和徑向柱塞式液壓馬達(dá)兩種。 在實(shí)際工作中，人們常把輸出扭矩M＜1500 Nm、輸出轉(zhuǎn)速n＞150～200 r／min的液壓馬達(dá)稱為高速小扭矩馬達(dá)；輸出扭矩 M＞1500 Nm、輸出轉(zhuǎn)速，n＜150～200 r／min的液壓馬達(dá)稱為低速大扭矩馬達(dá)。常用的高速小扭矩馬達(dá)有齒輪式、葉片式和軸向柱塞式；低速大扭矩馬達(dá)多為徑向柱塞式馬達(dá)和行星轉(zhuǎn)子式擺線馬達(dá)。 2．液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù) (1)排量qMO液壓馬達(dá)的排量，是指在不考慮液體在馬達(dá)內(nèi)的泄漏時(shí)推動(dòng)其主軸每轉(zhuǎn)一周所需要的工作液體體積，其單位為mL／r。馬達(dá)排量的大小只取決于馬達(dá)本身的結(jié)構(gòu)原理和幾何尺寸，與工作條件和

16、轉(zhuǎn)速無關(guān)。 (2)輸人流量QM和容積效率ηuM。進(jìn)人馬達(dá)進(jìn)液口的液體流量稱為輸人流量，單位為L／min。由于馬達(dá)內(nèi)存在的泄漏現(xiàn)象，造成馬達(dá)容積損失。設(shè)馬達(dá)的泄漏流量為Qm′，則馬達(dá)的容積效率為： ηvM ＝ (6—12) (3)輸出轉(zhuǎn)速nM。已知馬達(dá)的排量qM和容積效率VuM、輸入流量QM，則馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為： nM ＝ 103(r／min) (6--13) 由上式可以看出，通過改變輸入流量QM或調(diào)節(jié)馬達(dá)的排量qM均可以改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。排量qM可以調(diào)節(jié)的馬達(dá)稱為變量馬達(dá)，排量qM不可以調(diào)節(jié)的馬達(dá)為定量馬達(dá)。 (4)實(shí)

17、際輸出扭矩MM。其計(jì)算公式為： MM ＝ (6--14) 式中 MM----實(shí)際輸出扭矩，Nm； ΔpM——進(jìn)出油口的壓力差，MPa； ηmM——機(jī)械效率； qM——排量，mL／r。 (5)輸出功率NM和總效率ηM。其計(jì)算公式為： NM ＝ (6—15) 式中 NM——輸出功率，kW； ΔpM——進(jìn)出油口壓力差，MPa； QM----輸入流量，L／min； ηM—--總效率，其值為容積效率與機(jī)械效率的乘積， ηN ＝ ηVMηmM (三)液壓缸

18、液壓缸和液壓馬達(dá)一樣，在液壓系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 常用液壓缸按其結(jié)構(gòu)和作用方式分類。按作業(yè)方式可分為單作用和雙作用液壓缸兩大類。所謂單作用液壓缸是指液壓缸的活塞桿只是一個(gè)方向動(dòng)作(通常是向外伸出)時(shí)靠液壓力推動(dòng)，回程則靠自重或外力將活塞桿推回。雙作用液壓缸指活塞桿不論伸出或收縮均靠液壓力動(dòng)作。單作用液壓缸有柱塞式、活塞式和伸縮套筒式；雙作用液壓缸有單活塞桿式、雙活塞桿式和伸縮套筒式。 (四)液壓控制閥 液壓控制閥又稱液壓閥，是液壓系統(tǒng)中的控制元件，它可以控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和方向，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的動(dòng)作。按照液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中所起的作

19、用分為壓力控制閥、方向控制閥和流量控制閥。 1．壓力控制閥 壓力控制閥是用來控制工作液體的壓力，以滿足執(zhí)行元件所需要的動(dòng)力。一般可分為溢流閥、順序閥和減壓閥。 (1)溢流閥的作用有兩個(gè)：—是隨時(shí)溢出液壓系統(tǒng)中多余的流量，保持系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，即溢流穩(wěn)定，一般稱為溢流閥；二是限制系統(tǒng)的最高工作壓力，起安全保護(hù)作用，此時(shí)稱安全閥,溢流閥和安全閥的工作狀態(tài)不同：溢流閥在工作過程中處于常開狀態(tài)，并且調(diào)定壓力較低；安全閥處于常閉狀態(tài)，且調(diào)定壓力為系統(tǒng)最高壓力，只有當(dāng)系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力時(shí)才開啟。溢流閥按其結(jié)構(gòu)分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。 (2)順序閥是利用液體壓力來自動(dòng)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作

20、先后順序的液壓元件。根據(jù)控制液體的來源不同，可分為直控順序閥和遠(yuǎn)控順序閥。 (3)減壓閥是用于單泵供液而同時(shí)需要兩種以上的工作壓力的傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常在輔助回路中應(yīng)用較多。減壓閥的作用是將主回路中的工作液體高壓降為所需要的壓力值，以滿足系統(tǒng)分支液壓元件的工作需要。按減壓閥調(diào)節(jié)要求的不同，可分為定壓、定比和定差減壓閥三種。其中，定壓減壓閥應(yīng)用最多。減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。 2．方向控制閥 方向控制閥是用來控制和改變液壓系統(tǒng)中液流方向，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件變換運(yùn)動(dòng)方向的要求。主要有單向閥和換向閥。 (1)單向閥的作用是控制工作液體只能向單一方向流動(dòng)，而不允許反向流通。單向閥可以分為普通單向閥

21、和液控單向閥兩類。 (2)換向閥是利用閥芯與閥體之間的相對位置變化，來改變閥體上各閥口之間的連通關(guān)系，以達(dá)到接通和斷開液路、控制工作液體流動(dòng)方向的目的。 換向閥的應(yīng)用廣泛，種類最多，分類方法也多種多樣。按閥芯的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)方式，可分為滑閥、轉(zhuǎn)閥和球閥組；按閥的操作方式，可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)以及復(fù)合控制閥；按閥芯的工作位置數(shù)量不同，可分為二位、三位、四位及多位閥；按閥芯所控制的閥口數(shù)量不同，可分為二通、三通、四通、五通及多通閥。位和通的組合，可構(gòu)成各種不同工作功能的換向閥。 三位四通換向滑閥是應(yīng)用最廣泛的換向閥，滑閥處在中間位置時(shí)的閥口連接關(guān)系，稱為滑閥的機(jī)能。常用的有O型、H型、M

22、型和Y型4種。O型機(jī)能各閥口互不相通；H型機(jī)能四個(gè)閥口連通在一起；M型機(jī)能進(jìn)、回液口連通，工作閥口閉鎖；Y型機(jī)能工作液口和回液口三口相通，進(jìn)液口關(guān)閉。 3．流量控制閥 用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件所要求的運(yùn)動(dòng)速度。主要有節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥。 (1)節(jié)流閥利用改變通流面積來改變通過節(jié)流閥的流量，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。主要應(yīng)用在由定量泵供油的小流量系統(tǒng)中，也可以用來進(jìn)行加載和提供背壓。 (2)調(diào)速閥就是在普通節(jié)流閥的進(jìn)油口串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥，使液壓泵的輸出壓力減小到固定值后再進(jìn)入節(jié)流口，利用減壓閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，使節(jié)流口前后的壓力差保持不變，從而保證流經(jīng)調(diào)速閥的流量

23、恒定。調(diào)速閥中的減壓閥又稱壓力補(bǔ)償器。 (3)分流閥的作用是保證兩個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件在負(fù)載各不相同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作。根據(jù)分流程度的不同，分流閥可分為等量分流閥和比例分流閥。 (五)輔助液壓元件 1．密封件 密封的作用就是防止油液的泄漏(內(nèi)泄和外泄)以及防止外界的雜質(zhì)(灰塵、空氣和水)進(jìn)入液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)中常見的密封形式有接觸密封和間隙密封。接觸密封是在接觸面間用一種專用密封元件，靠密封元件的彈力和工作介質(zhì)壓力達(dá)到密封的目的。間隙密封沒有專門的密封元件，它利用相對運(yùn)動(dòng)零件配合表面間的微小間隙來起密封作用，又稱非接觸密封。接觸密封在煤礦機(jī)械中應(yīng)用廣泛，主要的密封元件有()形密封圈和唇形密

24、封圈。 2．油箱 油箱的主要功能是儲(chǔ)油和散熱。此外，還有沉淀雜質(zhì)和分離油液中空氣的作用。油箱必須有足夠的有效容積。油箱分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱上部設(shè)有通氣孔，使油箱中油液與外界大氣相通，油面保持一個(gè)大氣壓力；閉式油箱完全封閉，油面壓力一般高于大氣壓力。 3．油管和油管接頭 油管的作用是保證液壓系統(tǒng)工作液體的循環(huán)和能量傳輸。油管接頭用以把油管或油管與元件連接起來而構(gòu)成管路系統(tǒng)。油管及管接頭必須有足夠的耐壓強(qiáng)度和密封性能。 4．濾油器 濾油器的基本作用是濾去油中雜質(zhì)，使油液保持清潔，防止混入雜質(zhì)，保證系統(tǒng)正常工作。濾油器的過濾精度是指濾油器能夠?yàn)V除最小雜質(zhì)顆粒度的大小，單位

25、是μm。濾油器的過濾精度等級(jí)分為四種：粗濾油器(≥100μm)，普通濾油器(25～40μm)，精濾油器(10～15μm)，超精濾油器(3～5μm)。 5．蓄能器 蓄能器是一種能把壓力油液的液壓能儲(chǔ)存在耐壓容器里，待需要時(shí)又將其釋放出來的一種裝置。它的主要作用是儲(chǔ)蓄液壓能，緩和液壓沖擊和消除脈動(dòng)影響。 6．冷卻器 冷卻器是降低或控制油溫的專用設(shè)備。它的功用是控制油溫，減小油箱體積，保證液壓系統(tǒng)正常工作，延長液壓系統(tǒng)使用壽命。冷卻器按介質(zhì)不同分為風(fēng)冷和水冷兩種，冷卻器一般安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上。 7. 截止閥 截止閥是用來打開或關(guān)閉液壓系統(tǒng)中主管路或分支管路的輔助液壓元件。按其結(jié)構(gòu)分

26、為平面截止閥和球面截止閥兩種。 三、基本回路 任何一個(gè)液壓系統(tǒng)，都是由—個(gè)或幾個(gè)主回路和許多簡單的、各有特定功能的基本回路組成的。雖然各個(gè)系統(tǒng)的作用、性能和工況不相同，但構(gòu)成系統(tǒng)的許多回路有著相同的工作原理、工作特性和作用。 1．主回路 主回路，是指油液從液壓泵到執(zhí)行元件，再從執(zhí)行元件回到液壓泵的流動(dòng)循環(huán)路線。由液壓泵到液壓馬達(dá)構(gòu)成的系統(tǒng)為泵一馬達(dá)系統(tǒng)；由液壓泵到液壓缸構(gòu)成的系統(tǒng)為泵一缸系統(tǒng)。根據(jù)油液流動(dòng)循環(huán)路線的不同，主回路可以分為開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)兩種基本型式。 液壓泵從油箱吸油，液壓缸(或液壓馬達(dá))的回油直接返回油箱的液壓系統(tǒng)為開式循環(huán)系統(tǒng)。開式循環(huán)系統(tǒng)還具有系統(tǒng)簡單、

27、油液散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)，但油箱容積大、系統(tǒng)松散，而且油液易混入雜質(zhì)。 變量液壓泵排出的壓力油進(jìn)入液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的回油又直接返回泵的吸油口，工作油液在液壓泵和液壓馬達(dá)之間不斷循環(huán)流動(dòng)，這樣的系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。為了補(bǔ)償因泄漏造成的容積損失，閉式循環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置輔助液壓泵，向主液壓泵供油。閉式循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、油液散熱條件差，但油箱容積小、系統(tǒng)緊湊，密閉性能好。 2. 壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)的壓力，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)壓、增壓、保壓、卸荷、順序動(dòng)作等多種控制。壓力控制回路包括以下幾種回路： (1)調(diào)壓回路控制系統(tǒng)的工作壓力，使系統(tǒng)壓力不超過某一預(yù)先調(diào)定的值，或者

28、使工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的各個(gè)階段具有不同的壓力。通常用溢流閥來調(diào)定泵的工作壓力。 (2)卸荷回路的作用就是在系統(tǒng)中各個(gè)執(zhí)行元件暫時(shí)不工作時(shí)，使液壓泵以很低的壓力運(yùn)轉(zhuǎn)，或以很小的流量運(yùn)轉(zhuǎn)，使泵的輸出功率最小，節(jié)約能耗、減少泵的磨損和系統(tǒng)發(fā)熱?？赏ㄟ^變量泵或換向閥來實(shí)現(xiàn)卸荷。 (3)背壓回路的作用是使執(zhí)行元件的回液具有一定的壓力，以減小執(zhí)行元件的沖擊和振動(dòng)，增加運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，或防止立式液壓缸與垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的工作部件因自重而下落，并使它們在任意位置鎖定。背壓回路可由溢流閥、順序閥、節(jié)流閥等安裝在執(zhí)行元件的回液路上構(gòu)成。 3．速度控制回路 速度控制回路是控制、調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路，主要有

29、調(diào)速回路、快速運(yùn)動(dòng)回路、同步回路、速度替換回路等。 4．方向控制回路 方向控制回路的作用是控制系統(tǒng)中液流的通、斷及流向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止和換向。方向控制回路有換向回路和定向回路，開式系統(tǒng)常用換向閥進(jìn)行換向，閉式系統(tǒng)常使用雙向變量泵使執(zhí)行元件換向。定向回路又稱整流回路，在這種回路中，無論液壓泵轉(zhuǎn)向如何，都能保證回路吸油管路永為吸油管路，排油管路永為排油管路。 四、采煤機(jī)調(diào)高裝置的液壓系統(tǒng) 調(diào)高裝置液壓系統(tǒng)的工作原理，如圖 所示。調(diào)高液壓泵2經(jīng)過濾油器1吸油，靠操縱換向閥3通過雙向液壓鎖4使調(diào)高液壓缸5升降。雙向液壓鎖用來鎖緊高液壓缸活塞的兩腔，使?jié)L筒保持在所需的位置上；安全閥6的

30、作用是保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。 五、3MG200型采煤機(jī)液壓系統(tǒng) 3MG200型采煤機(jī)液壓系統(tǒng)是在MLS3—170型和MG—300型采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上優(yōu)化組合而成的一種便于操作維護(hù)和故障處理的新型液壓系統(tǒng)。它由主油回路、補(bǔ)油回路、高壓保護(hù)回路和控制回路4個(gè)主要系統(tǒng)組成，如下圖所示。 1．主油回路：由主油泵1、馬達(dá)2組成。馬達(dá)的旋向隨主油泵供液方向而變，主油泵在零位時(shí)馬達(dá)不轉(zhuǎn)。 2．補(bǔ)油回路：補(bǔ)油回路又稱熱交換回路，用于向主油回路補(bǔ)充因馬達(dá)工作時(shí)泄漏的油液。其工作原理分四步： (1)主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，輔助泵3就開始排油，首先頂開制動(dòng)器14．為馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備。 (2)當(dāng)主油回路工作，a路為高

31、壓時(shí)，補(bǔ)油回路是：粗過濾器10、輔助泵3、冷卻器12、精過濾器11、低壓單向閥16，至下端主油回路b路低壓側(cè)。 (3)當(dāng)主油回路b路為高壓時(shí)，補(bǔ)油回路是：粗過濾器10，輔助泵3、冷卻器12、精過濾器11、低壓單向閥15，至上端主油回路a路低壓側(cè)。 (4)當(dāng)主油泵回零時(shí)，輔助油經(jīng)低壓安全閥6回油池，低壓安全閥6的動(dòng)作壓力為2.5MPa。當(dāng)精過濾器11堵塞時(shí)，輔助油經(jīng)單向閥20流通。 3.高壓保護(hù)回路：當(dāng)主油回路工作，a路為高壓時(shí)，高壓油向下推動(dòng)梭形閥17，經(jīng)高壓表9至遠(yuǎn)程調(diào)壓閥7(高壓保護(hù)閥)。當(dāng)采煤機(jī)受阻油壓升高到14MPa時(shí)，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥導(dǎo)通，壓力油推動(dòng)失壓控制閥21(圖示位置)

32、控制活塞23上下腔油路相通，壓力平衡，在彈簧的作用下活塞回到中位，主泵隨之回零，馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使采煤機(jī)得到保護(hù)。當(dāng)這種系統(tǒng)回路發(fā)生故障，油壓達(dá)15MPa時(shí)，高壓安全閥18導(dǎo)通，使系統(tǒng)得到保護(hù)。 在梭形閥處于下位時(shí)(a路高壓)，低壓油路(b路)與背壓閥19相通；當(dāng)?shù)蛪河吐穳毫Τ^2MPa時(shí)，背壓閥19導(dǎo)通，因此，馬達(dá)工作時(shí)，低壓側(cè)始終保持1．7MPa以上的背壓(原設(shè)計(jì)為2MPa)。 主泵在零位(圖示位置)時(shí)，高、低壓管路，經(jīng)梭形閥的節(jié)流孔導(dǎo)通，主回路剩余油液經(jīng)背壓閥19泄出。 4．控制回路：輔助泵起動(dòng)后，壓力液推動(dòng)失壓控制閥21使壓力液進(jìn)入伺服閥22。當(dāng)擰動(dòng)調(diào)速旋鈕13，通過齒輪、絲桿

33、使反饋桿24向上移動(dòng)時(shí)，控制油經(jīng)伺服閥22進(jìn)入控制活塞上腔，推動(dòng)控制活塞向下移動(dòng)并帶動(dòng)主泵轉(zhuǎn)動(dòng)—個(gè)角度，開始排油。排油量的大小隨調(diào)速旋鈕擰動(dòng)角度大小而定，從而得到馬達(dá)的無極變速。與此同時(shí)，控制活塞下腔的油液經(jīng)伺服閥22回油池。在此油路上設(shè)有—個(gè)節(jié)油孔，用以控制回油速度，保證油泵動(dòng)作平穩(wěn)。 反方向操作調(diào)速旋鈕13時(shí)，主油泵反向改變擺角，反向排油，馬達(dá)反轉(zhuǎn)。 六、液壓系統(tǒng)的安全技術(shù)要求 l． 液壓系統(tǒng)應(yīng)有壓力表，指示準(zhǔn)確。 2．液壓系統(tǒng)應(yīng)有防止過載和沖擊的裝置。采用溢流閥時(shí)，溢流壓力不得大于系統(tǒng)工作壓力的110％。 3．應(yīng)有良好的過濾器或其它防止液壓油污染的措施。 4．液壓系統(tǒng)工作時(shí)，

34、液壓油的溫升不得超過40℃。 5．使用蓄能器時(shí)，蓄能充氣壓力與安裝應(yīng)符合規(guī)定。 6．手動(dòng)換向閥的操作與指示應(yīng)方向一致，操縱輕便，無沖擊跳動(dòng)。起升離合器操縱手柄應(yīng)設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu)，工作可靠。 7．液壓系統(tǒng)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求用油，油量滿足工作需要。 8．油泵和液壓馬達(dá)無異響，系統(tǒng)工作正常，不得漏油。 復(fù)習(xí)思考題 一、單選題 1．?dāng)[線液壓馬達(dá)實(shí)際上是一種( )。 A. 齒輪馬達(dá) B. 葉片馬達(dá) C．柱塞馬達(dá) 2．( )聯(lián)接大多用在載荷較大和定心精度要求較高的機(jī)械設(shè)備上。 A. 平鍵 B．半圓鍵 C. 花鍵 3．一對

35、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為1500 r／min，齒數(shù)為21；從動(dòng)輪齒數(shù)為42，則從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為( )r／min。 A．1500 B．750 C．3000 4．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中油缸屬于( )元件。 A. 動(dòng)力原件 B. 執(zhí)行原件 C. 控制原件 5．下面鍵聯(lián)接中，屬于緊鍵聯(lián)接的是( )聯(lián)接。 A. 平鍵 B．花鍵 C. 切向鍵 二、多選題 1．在以下機(jī)械傳動(dòng)的常用類型中，( )屬嚙合傳動(dòng)。 A. 帶傳動(dòng) B．圓錐齒輪傳動(dòng) C．螺旋傳動(dòng) D．蝸桿傳動(dòng) E. 鏈傳動(dòng) 2．以下各項(xiàng)中，( )屬齒輪傳動(dòng)的

36、失效形式。 A. 工作齒面磨損 B．齒面疲勞點(diǎn)蝕 C. 齒面膠合 D．齒面磨損 E. 塑性變形 F．彈性變形 3．在以下各種鍵聯(lián)接中，( )聯(lián)接屬于緊鍵聯(lián)接。 A. 楔鍵 B．平鍵 C. 切向鍵 D．半圓鍵 E．花鍵 4．在以下各種液壓控制閥中，( )屬于壓力控制閥。 A．順序閥 B．單向閥 C. 溢流閥 D．換向閥 E. 減壓閥 5．以下各項(xiàng)中，( )型屬于三位四通滑閥常用的中位機(jī)能。 A. 0 B．H C．M D．Y E．K F．L 三、判斷題 1．油泵的排油量是指單位時(shí)間內(nèi)向外輸出的液體體積。( ) 2．齒輪只能用來傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。( ) 3．在齒輪傳動(dòng)周轉(zhuǎn)輪系中，至少應(yīng)有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定。( ) 4．雙螺母防松屬于機(jī)械元件防松的一種方法。( ) 5．液壓缸和液壓馬達(dá)一樣，在液壓系統(tǒng)中作執(zhí)行元件。( ) - 16 -