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1、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(guò)對(duì)液體的壓力、流量和方向的調(diào)節(jié)、

2、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(rùn)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：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(wú)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(guò)載保 護(hù)；防爆等安全性能較好；操作簡(jiǎn)便，易于采用電氣、液壓聯(lián)動(dòng)控制以實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化

3、；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(rùn) 滑，使用壽命長(zhǎng)；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，使傳動(dòng)比 不能恒定，不適用于傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合；工作性能與效率受溫 度變化影響較大；對(duì)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）

4、液壓系統(tǒng)中力的傳遞靠液體壓力的傳遞來(lái)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(wú)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(lái)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

5、 般由溢流閥調(diào)定。壓力用p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~ 10 kgf /cm2（巴） 國(guó)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(guò)的液體體積，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 m 3/ s = 10 3L/s = 6X 104L/ 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(guò)管路連接起來(lái)構(gòu)成的。 國(guó)家制 定了一種用規(guī)定的圖形符號(hào)來(lái)

6、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

7、液壓泵的型式而異，有閥式配流 裝置、盤(pán)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(duì)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。 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

8、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： Q t = n ? qt x 10 -3 (6 — 2) 計(jì)入泄漏后，液壓泵實(shí)際流量的計(jì)算公式為： Q = n ? qx 10-3 (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n v表示，即： n v = q / qt (6 — 4) 也就是 n v = q /qt = Q/Q (6 — 5) 由此，液壓泵實(shí)際流量的計(jì)算公式

9、為： -3 Q = Qt ? n v = n ? qt ? n vX 10 (6 — 6) 其中，n、qt、n v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

10、三種。額定轉(zhuǎn)速是泵在 額定壓力下，連續(xù)長(zhǎng)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速是指泵在額定壓力下，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 。= p ? Q/60 (6--7) 式中 N ?！獙?shí)際輸出功率， kW。 輸入功率 Ni 是電動(dòng)

11、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? 出功率的計(jì)算公式為： t = Ni ? n m (6 —8) 式中 n m——液壓泵的機(jī)械效率。 泵的實(shí)際輸出功率為： N°= Nt ? n v (6 — 9) 液壓泵的總效率 n 等于其實(shí)際輸出功率與輸入功率之比，即： -1 n = N o/ N = N ? n v / N t ? n m — n v ? n m (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 N的計(jì)算公 式為： N — No/n — P ? (6

12、 —11) 式中 N i 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n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(duì)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(duì)稱性，而液壓

13、泵通常 是單向旋轉(zhuǎn)的，結(jié)構(gòu)上沒(méi)有這—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(méi)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(duì)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。 - 6 - <■, P M ?Q m 1 M 液壓馬達(dá)在分類上與液壓

14、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 MK 1500 N- m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 N- m 輸出轉(zhuǎn)速，nv150?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qM。液壓馬達(dá)的排量，是指在不考慮液體在馬達(dá)內(nèi)的泄

15、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，與工作條件和轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。 (2) 輸人流量Q和容積效率n umo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(zhǎng)/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： Q M _ Q M ' n vm = (6 —12) Q M (3) 輸出轉(zhuǎn)速nM。已知馬達(dá)的排量qM和容積效率Vw、輸入流量Q,則馬 達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為： Q M - vM n m = x 103(r /min) (6--13) q M 由上式可以

16、看出，通過(guò)改變輸入流量 Q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)際輸出扭矩M。其計(jì)算公式為： 八 P M ?q m ? I mM M m = (6--14) q Ji 式中m—-實(shí)際輸出扭矩，n- m △ Pm——進(jìn)出油口的壓力差，MPa n m 機(jī)械效率； q m 排量，ml/ r。 (5) 輸出功率M和總效率n mo其計(jì)算公式為： —15) (6 60 式中N——輸出功率，kW △ Pm——進(jìn)出油口壓力差，MPa Q m-—輸入流量，L/min； n m--總效率，

17、其值為容積效率與機(jī)械效率的乘積， n n = n vm ■ n mM （三） 液壓缸 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

18、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(lái)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)：一是隨時(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(guò)程中處于常開(kāi)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)

19、壓力超過(guò)調(diào)定壓力時(shí)才開(kāi)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(lái)自動(dòng)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作先后 -10 - 順序的液壓元件。 根據(jù)控制液體的來(lái)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(lái)控制和改變

20、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(duì)位置變化，來(lái)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(kāi)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)

21、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 0型、H型、M型和丫型4種。0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； 丫型機(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(lái)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(lái)改變通過(guò)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

22、系統(tǒng)中，也可以用來(lái)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(jiàn)的密封形式有接觸密封和間

23、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(méi)有專門(mén)的密封元件，它利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)零 件配合表面間的微小間隙來(lái)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(kāi)式油箱和閉式油箱兩種。開(kāi) 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

24、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(lái)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(guò)濾精度是指濾油器能夠?yàn)V除最小雜質(zhì)顆粒度的 大小，單位是卩m濾油器的過(guò)濾精度等級(jí)分為四種：粗濾油器 （＞ 100卩m）, 普通濾油器（25?40卩m）,精濾油器（10?15卩m）,超精濾油器（3?5卩m）。 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(lái)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

25、．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(zhǎng)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(lái)打開(kāi)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(jiǎn)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?gòu)膱?zhí)行元件回到液壓

26、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(kāi)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(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)還具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、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

27、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(lái)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(guò)某一預(yù)先調(diào)定的 值，或者使工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)階段具有不同的壓力。通常用溢流閥來(lái) 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^(guò)變量泵或換向閥來(lái)

28、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?cè)谌我馕恢面i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(kāi)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

29、換向。定向回路又稱整 流回路，在這種回路中，無(wú)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(guò)濾油器 1 吸油，靠操縱換向閥 3 通過(guò)雙向液壓鎖 4使調(diào)高液壓缸 5 升降。雙向液壓鎖用 來(lái)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 的作用是 保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。 五、3MG20(型采煤機(jī)液壓系統(tǒng) 3MG20型采煤機(jī)液壓系統(tǒng)是在 MLS—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

30、、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(kāi)始排油，首先頂開(kāi)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 路為高壓時(shí)，補(bǔ)油回路是：粗過(guò)濾器 10、輔助泵 3、冷卻器 12、精過(guò)濾器 11、低壓?jiǎn)蜗蜷y 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(guò)

31、濾器 10，輔助泵 3、冷 卻器 12、精過(guò)濾器 11、低壓?jiǎn)蜗蜷y 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(guò)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寸，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）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)。

32、當(dāng)這種系統(tǒng)回路發(fā)生故障，油壓達(dá) 15MPa寸，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) 低壓油路壓力超過(guò)2MPa寸，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. 7MPs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(guò)齒輪、絲桿使反饋桿 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

33、活塞向下移動(dòng)并帶動(dòng)主泵轉(zhuǎn)動(dòng) —個(gè)角度，開(kāi)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(wú)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(guò)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(guò)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)，液壓油的溫升不得超過(guò) 40C。 5．使用蓄能

34、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(wú)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(wú)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?—對(duì)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 ／m

35、in。 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

36、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(lái)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。 ( ) - 17 -