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（2）運動粘度 （1-7） 運動粘度的法定單位是m2/s、mm2/s。我國用40℃時運動粘度（mm2/s）值表示潤滑油的牌號。例如，32號L-HH液壓油，就是指這種油在40℃時運動粘度為32 mm2/s。 （3）相對粘度 恩氏粘度是把加熱并保持恒定溫度（一般為50℃）的200 cm3被測液體，靠自重從恩氏粘度計中流出需要的時間，與同體積20℃蒸餾水從該恩氏粘度計中流出的時間t（約為51s）的比值，用°E表示。 　　　?。?-8） 恩氏粘度與運動粘度的換算關(guān)系： t 　　　　　 ?。?-9） 上式中的t和°Et，分別為試驗溫度為t時的運動粘度和恩氏粘度。t的單位為mm2/s。 4．壓力、溫度對流體粘性的影響 溫度升高時，液體分子之間的內(nèi)聚力減弱，而液體的粘性主要是由液體分子之間的內(nèi)聚力引起的。氣體則相反，溫度升高時，氣體的粘性增大。因為，氣體分子之間的距離較大，其粘性主要是由氣體分子的熱運動使分子之間產(chǎn)生碰撞引起的，溫度越高，氣體分子的熱運動加劇，分子之間的碰撞加劇，粘性增大。 課程名稱 礦山機械 班 級 教學(xué)時間 章節(jié) 教材頁數(shù) 課型 講授 教 學(xué) 目 的 與 要 求 教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要 使 用 教 具 布 置 作 業(yè) 教學(xué)講義首頁 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第二節(jié) 流體靜力學(xué) 一、流體靜壓力及其特征 （一）流體靜壓力 （1-10） （1-11） （二）流體靜壓力的特性 流體靜壓力有兩個重要特性。 （1）流體靜壓力的作用方向總是沿作用面的內(nèi)法線方向，即垂直指向作用面。 （2）靜止流體內(nèi)任一點各方向的靜壓力均相等。說明在靜止流體中，任一點的流體靜 二、流體靜力學(xué)基本方程 （1-12） 公式（1-12）為流體靜力學(xué)基本方程式。 在靜止液體中，由壓力相等各點組成的面稱為等壓面。在靜止、同種、連續(xù)的流體中，水平面就是等壓面，如果不能同時滿足這三個條件，水平面就不是等壓面。 三、流體靜壓力的度量 （一）靜壓力的計算基準(zhǔn) 壓力的計算基準(zhǔn)有兩種：一是以絕對真空為基準(zhǔn)，二是以大氣壓力為基準(zhǔn)。 絕對壓力：以絕對真空為基準(zhǔn)（零點）算起的壓力稱為絕對壓力，用p表示。 相對壓力：以大氣壓力pa為基準(zhǔn)（零點）算起的壓力稱為相對壓力，用pb表示。 絕對壓力、相對壓力和大氣壓力三者之間的關(guān)系為： =+ （1-13） =∣-∣=- （1-14） （二）靜壓力的度量單位 1．應(yīng)力單位 ２．液柱高度 ３．大氣壓單位用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）或工程大氣壓（at）表示。 1 atm = 101325Pa =10.33mH2O = 760mmHg。 1 at = 98100Pa=10mH2O = 735mmHg。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （三）液柱式測壓計 常用的測壓計有液柱式、彈簧金屬式、電測式三種。 （四）金屬測壓計 金屬測壓計共有兩種：彈簧式和薄膜式。 在使用壓力計時，為了保證讀數(shù)和儀表的安全可靠，使用壓力通常不宜到達壓力表測量上限的2/3以上；但是，為了減少讀數(shù)誤差，使用壓力也不宜小于測量上限上的1/3。這點，是選擇壓力表量程的依據(jù)。 四、流體靜壓力的傳遞（帕斯卡定律） 由流體靜力學(xué)基本方程式p= p0+γh可知，p0與γh無關(guān)，屬于表面力。p0會等值傳遞到液體內(nèi)的各點上，使任意一點的壓力發(fā)生相應(yīng)的改變。由此可知，靜止液體表面上的壓力變化將等值傳遞到液體中的任意點。這就是靜壓力的等值傳遞規(guī)律，也稱帕斯卡定律。 第三節(jié) 流體動力學(xué) 流體動力學(xué)是研究流體運動時的力學(xué)規(guī)律及這些規(guī)律在工程上的應(yīng)用。 一、基本概念 （一）穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流 流體質(zhì)點在流經(jīng)某一空間坐標(biāo)點時，它的運動要素不隨時間改變稱這種運動為穩(wěn)定流。否則稱之為非穩(wěn)定流。 （二）過流斷面 過流斷面是指與流體流動方向垂直的橫斷面，用符號A表示，單位m2。 （三）流量與斷面平均流速 圖1-11 連續(xù)方程式的推證 二、流體流動的連續(xù)性方程 流體的連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種應(yīng)用型式。如圖1-11所示，在單位時間內(nèi)流入斷面1-1的流體質(zhì)量應(yīng)等于流出斷面2-2的流體質(zhì)量。即 兩邊同除ρ得 （1-20） 或 式（1-20）稱為連續(xù)性方程式。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 三、流體的能量方程（伯努利方程） （一）能量方程的推導(dǎo) 根據(jù)動能定理，外力在dt時間內(nèi)所做的功等于該時間段的動能的增量。 壓力所做的功： 重力所做的功： 動能的增量： 所以 += 整理并移項得 （1-21）上式為理想流體的能量方程，即理想流體的伯努利方程式。對于實際流體，由于粘性的存在，流動中必然產(chǎn)生摩擦阻力，消耗一部分能量。另外以斷面平均流速代替實際流速計算動能時，需乘以修正因素α，如果用hw表示單位重力流體從一斷面流到另一斷面的能量損失，則實際流體總流的能量方程為 （1-22）式中 動能修正因素α近似等于1。 （二）能量方程式的意義 從物理學(xué)的觀點來看，能量方程式中的各項表示流體的某種能量，其單位是焦耳/牛頓（J/N），或米（m）。 如果用E1和E2分別表示兩個斷面的總能量，則公式可寫成 E1= E2+hw 可見，E1> E2。這說明流體總是從高能量的斷面流向低能量斷面。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （三）能量方程的應(yīng)用條件 （1）流體的流動必須是穩(wěn)定流。實際上穩(wěn)定流很少，但只要各運動要素變化較小，或者在較長時間內(nèi)平均值是穩(wěn)定不變的，便可視為穩(wěn)定流； （2）流體不可壓縮。適用于壓縮性很小的液體，也適用于無壓縮性或壓縮性很小的氣體； （3）所選的兩過流斷面為緩變流； （4）兩斷面間沒有能量輸入或輸出。如果有能量輸入或輸出，能量方程應(yīng)寫為： 式中 ——單位重力流體獲得或失去的能量，單位m。 （5）所選兩斷面之間應(yīng)沒有分流或合流情況，即符合連續(xù)性方程，Q=常數(shù)； （6）兩斷面的壓力可取為絕對壓力，亦可取為相對壓力，但二者的基準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一。 （四）能量方程應(yīng)用舉例 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第四節(jié) 流動狀態(tài)與能量損失 一、流體的流動狀態(tài) 雷諾通過大量試驗發(fā)現(xiàn)：流體流動時存在層流和紊流兩種不同的狀態(tài)，并產(chǎn)生不同的能量損失。 圖1-16為雷諾實驗裝置，主要由水箱B、液杯K及其上閥門L、玻璃管C及其上的兩根細玻璃管1與2和閥門D、量杯E等組成。 圖1-16 雷諾實驗裝置 由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r的流速稱為下臨界流速，用vk表示。實踐證明，>vk。通常把下臨界流速vk作為判別流態(tài)的界限。 （1-23） Rek≤2320 層流 Rek>2320 紊流 二、能量損失 能量損失有兩種形式，一是沿程阻力損失，二是局部阻力損失。 1．沿程阻力損失 ，m （1-24） 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 2．局部阻力損失 （1-28） 3．流體流動的總能量損失 管路系統(tǒng)中的總能量損失等于沿程阻力損失與局部阻力損失之和，即 （1-29） 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第五節(jié) 水擊與氣蝕現(xiàn)象 一、水擊現(xiàn)象 液體壓力在瞬間突然升高現(xiàn)象稱為水擊。水擊所產(chǎn)生的增壓波和減壓波交替進行，對管壁或閥門的作用有如錘擊一樣，故又稱為水錘。 二、氣蝕現(xiàn)象 壓力降低到有氣泡形成的現(xiàn)象統(tǒng)稱為氣穴現(xiàn)象。因氣穴現(xiàn)象而產(chǎn)生的機械剝蝕和化學(xué)腐蝕現(xiàn)象稱為氣蝕現(xiàn)象。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第二章 液壓傳動基礎(chǔ) 重點：液壓傳動的工作原理；液壓元件的結(jié)構(gòu)原理；液壓元件的職能符號 難點：液壓元件的職能符號 方法：掛圖講解液壓元件的結(jié)構(gòu)原理；作圖講解液壓元件的職能符號 第一節(jié) 概述 一、液壓傳動的工作原理 液壓傳動的定義：液壓傳動是利用液體的壓力能傳遞能量的一種傳動方式。 其工作原理是：液壓泵將輸入的機械能變?yōu)橐簤耗埽?jīng)密封的管道傳遞給液壓缸（或液壓馬達），再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能輸出，帶動工作機構(gòu)做功。通過對液體的方向、壓力和流量的控制，可使工作機構(gòu)獲得所需的運動形式。由于能量的轉(zhuǎn)換是通過密封工作容積的變化實現(xiàn)的，故又稱容積式液壓傳動。 二、液壓傳動系統(tǒng)的組成 1．能源裝置。 它是供給液壓系統(tǒng)壓力油，把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。最常見的形式是液壓泵。 2．執(zhí)行裝置。 它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。其形式有作直線運動的液壓缸，有作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達，它們又稱為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。 3．控制調(diào)節(jié)裝置。 它是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。 4．輔助裝置。 上述三部分之外的其他裝置，例如油箱，濾油器，油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作是必不可少的。 5．工作液體 它是傳遞能量的載體，也是液壓元件的潤滑劑。 三、液壓傳動系統(tǒng)圖的圖形符號 ? “液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB786—76)”。我國制訂的液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB786—76)中，對于這些圖形符號有以下幾條基本規(guī)定。 （1）符號只表示元件的職能，連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示元件在機器中的實際安裝位置。 （2）元件符號內(nèi)的油液流動方向用箭頭表示，線段兩端都有箭頭的，表示流動方向可逆。 （3）符號均以元件的靜止位置或中間零位置表示，當(dāng)系統(tǒng)的動作另有說明時，可作例外。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 四、液壓傳動的特點和基本參數(shù) （一）力比例關(guān)系 在液壓傳動中工作壓力取決于負載,而與流入的液體多少無關(guān)。注意:負載包括有效負載、無效負載(如摩擦力)以及液體的流動阻力等。 （二) 運動關(guān)系 基本特征之二: 運動速度(或轉(zhuǎn)速)的傳遞是按照"容積變化相等"的原則進行的。 （三) 功率關(guān)系 P=Fv=Wv=pQ 總結(jié)上述: 在液壓傳動中壓力p和流量Q是最基本最重要的兩個參數(shù)。 五、液壓傳動的優(yōu)缺點 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第二節(jié) 液壓泵 一、液壓泵的工作原理及特點 圖2-4 液壓泵工作原理圖 （一）液壓泵的工作原理 （二）液壓泵的特點 （1）具有若干個密封且又可以周期性變化空間。 （2）具有相應(yīng)的配流機構(gòu)，將吸油腔和排液腔隔開 （3）油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力。 液壓泵按其在單位時間內(nèi)所能輸出的油液的體積是否可調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。 （二）液壓泵的主要性能參數(shù) 二、 齒輪泵 按結(jié)構(gòu)不同,齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵 （一）齒輪泵的工作原理和結(jié)構(gòu) 圖2-5 外嚙合型齒輪泵工作原理 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （二）齒輪泵存在的問題 齒輪泵存在三個共性問題，即困油現(xiàn)象、徑向不平衡力和間隙泄漏。 1．齒輪泵的困油現(xiàn)象 困油現(xiàn)象是指液壓泵中的閉死容積，在某一段時間內(nèi)，既不和吸油腔相通，也不和排油腔相通，而其大小卻在起變化，造成其內(nèi)液體壓力急劇上升或降低的現(xiàn)象。 ? 2．?齒輪泵的徑向不平衡力 3．?齒輪泵的間隙泄漏 在齒輪泵工作時，存在三處可能產(chǎn)生內(nèi)泄漏的部位，即軸向間隙、徑向間隙、嚙合處的齒面間隙。這使得壓力液體從排液腔向吸液腔泄漏。 三、葉片泵 根據(jù)各密封工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周吸、排油液次數(shù)的不同，葉片泵分為兩類，即完成一次吸、排油液的單作用葉片泵和完成兩次吸、排油液的雙作用葉片泵 （一）單作用葉片泵 1．單作用葉片泵的工作原理 單作用葉片泵的工作原理如圖2-10所示，單作用葉片泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3、配油盤和端蓋等組成。定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距。葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽內(nèi)滑動，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，使葉片緊靠在定子內(nèi)壁，這樣在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封的工作空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示的方向回轉(zhuǎn)時，在圖的右部，葉片逐漸伸出，葉片間的工作空間逐漸增大，從吸油口吸油，這是吸油腔。在圖的左部，葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進槽內(nèi)，工作空間逐漸縮小，將油液從壓油口壓出，這是壓油腔，在吸油腔和壓油腔之間，有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開，這種葉片泵在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個工作空間完成一次吸油和壓油，因此稱為單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不斷地吸油和排油。 圖中所示e為轉(zhuǎn)子與定子之間的偏心矩，若改變偏心距的大小，則可以調(diào)節(jié)泵的排量，所以單作用式葉片泵通常作為變量泵使用，變量方式有手動和自動調(diào)節(jié)兩種。 2．單作用葉片泵的特點 （1）改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。偏心反向時,吸油壓油方向也相反; （2）處在壓油腔的葉片頂部受到壓力油的作用,該作用要把葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。為了使葉片頂部可靠地和定子內(nèi)表面相接觸，壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通,這里的葉片僅靠離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上; （3）由于轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向液壓作用力,所以這種泵一般不宜用于高壓。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （4）為了更有利于葉片在慣性力作用下向外伸出，而使葉片有一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的傾斜角，稱后傾角，一般為24°。 圖2-10 單作用葉片泵的工作原理 （二）雙作用葉片泵 1．雙作用葉片泵的工作原理 雙作用葉片泵的工作原理如圖2-11所示,泵也是由定子1、轉(zhuǎn)子2、葉片3和配油盤(圖中未畫出)等組成。轉(zhuǎn)子和定子中心重合,定子內(nèi)表面近似為橢圓柱形,該橢圓形由兩段長半徑R、兩段短半徑r和四段過渡曲線所組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,葉片在離心力和根部壓力油(建壓后)的作用下,在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)作徑向移動而壓向定子內(nèi)表面,由葉片、定子的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子的外表面和兩側(cè)配油盤間形成若干個密封空間,當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時,處在小圓弧上的密封空間經(jīng)過渡曲線而運動到大圓弧的過程中,葉片外伸,密封空間的容積增大,要吸入油液;再從大圓弧經(jīng)過渡曲線運動到小圓弧的過程中,葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進槽內(nèi),密封空間容積變小,將油液從壓油口壓出,因而,當(dāng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,每個工作空間要完成兩次吸油和壓油,所以稱之為雙作用葉片泵,這種葉片泵由于有兩個吸油腔和兩個壓油腔,并且各自的中心夾角是對稱的,所以作用在轉(zhuǎn)子上的油液壓力相互平衡,因此雙作用葉片泵又稱為卸荷式葉片泵,為了要使徑向力完全平衡,密封空間數(shù)(即葉片數(shù))是雙數(shù)。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 圖2-11 雙作用葉片泵的工作原理 1-定子2-轉(zhuǎn)子3-葉片 2．雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點 四、柱塞泵 柱塞泵按柱塞的排列和運動方向不同，可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類。 （一）徑向柱塞泵 徑向柱塞泵由定子、轉(zhuǎn)子（缸體）、柱塞和配油軸組成。其工作原理如圖2-14所示，柱塞1徑向排列裝在缸體2中，缸體由原動機帶動連同柱塞1一起旋轉(zhuǎn)，所以缸體2一般稱為轉(zhuǎn)子，柱塞1在離心力的（或在低壓油）作用下抵緊定子4的內(nèi)壁，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向回轉(zhuǎn)時，由于定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心距e，柱塞繞經(jīng)上半周時向外伸出，柱塞底部的容積逐漸增大，形成部分真空，因此便經(jīng)過襯套3（襯套3是壓緊在轉(zhuǎn)子內(nèi)，并和轉(zhuǎn)子一起回轉(zhuǎn)）上的油孔從配油軸5和吸油口b吸油；當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)到下半周時，定子內(nèi)壁將柱塞向里推，柱塞底部的容積逐漸減小，向配油軸的壓油口c壓油，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周時，每個柱塞底部的密封容積完成一次吸壓油，轉(zhuǎn)子連續(xù)運轉(zhuǎn)，即完成壓吸油工作。配油軸固定不動，油液從配油軸上半部的兩個孔a流入，從下半部兩個油孔d壓出，為了進行配油，配油軸在和襯套3接觸的一段加工出上下兩個缺口，形成吸油口b和壓油口c，留下的部分形成封油區(qū)。封油區(qū)的寬度應(yīng)能封住襯套上的吸壓油孔，以防吸油口和壓油口相連通，但尺寸也不能大得太多，以免產(chǎn)生困油現(xiàn)象。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 圖2-14 徑向柱塞泵的工作原理 1-柱塞； 2-缸體； 3-襯套 ；4-定子 ；5-配油軸 二、軸向柱塞泵 軸向柱塞泵按缸體中心線與傳動軸軸線是重合還是斜交，可分為直軸式(斜盤式)和斜軸式(擺缸式)兩種形式。 （一）直軸式軸向柱塞泵 1．工作原理 如圖2-15所示為直軸式軸向柱塞泵的工作原理，這種泵主體由缸體1、配油盤2、柱塞3和斜盤4組成。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上(圖中為彈簧),配油盤2和斜盤4固定不轉(zhuǎn),當(dāng)原動機通過傳動軸使缸體轉(zhuǎn)動時，由于斜盤的作用，迫使柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動，并通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 圖2-15 軸向柱塞泵的工作原 1-缸體；2-配油盤；3-柱塞；4-斜盤；5-傳動軸；6-彈簧 如圖3-19中所示回轉(zhuǎn)方向，當(dāng)缸體轉(zhuǎn)角在π～2π范圍內(nèi)，柱塞向外伸出，柱塞底部缸孔的密封工作容積增大，通過配油盤的吸油窗口吸油；在0～π范圍內(nèi)，柱塞被斜盤推入缸體，使缸孔容積減小，通過配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉(zhuǎn)一周，每個柱塞各完成吸、壓油一次，如改變斜盤傾角γ，就能改變柱塞行程的長度，即改變液壓泵的排量，改變斜盤傾角方向，就能改變吸油和壓油的方向，即成為雙向變量泵。 配油盤上吸油窗口和壓油窗口之間的密封區(qū)寬度l應(yīng)稍大于柱塞缸體底部通油孔寬度l1。但不能相差太大，否則會發(fā)生困油現(xiàn)象。一般在兩配油窗口的兩端部開有小三角槽，以減小沖擊和噪聲。 2．典型結(jié)構(gòu) 五、液壓泵的噪聲和選用 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第三節(jié) 液壓馬達與液壓缸 一、液壓馬達 （一）高速小扭矩液壓馬達 1．齒輪式液壓馬達 齒輪馬達的結(jié)構(gòu)和齒輪泵相同。如圖2-16所示，兩齒輪的嚙合點為k，齒輪O1為液壓馬達的輸出軸。不參加嚙合的齒谷，其兩側(cè)齒廓所受的液壓作用力大小相等，方向相反，互相平衡。參加嚙合的齒谷中，齒面ka所受的液壓作用力將對齒輪O1產(chǎn)生逆時針扭矩；齒面cd和kb大小不等，液壓作用力的大小不等，其產(chǎn)生的扭矩差將使齒輪O2順時針轉(zhuǎn)動，并通過嚙合點傳遞到齒輪O1上。所以馬達的輸出扭矩是兩個齒輪產(chǎn)生扭矩的和。與此同時，位于齒谷中的工作液體被帶到低壓腔而流回油箱。如果改變進液方向，可以使馬達反向旋轉(zhuǎn)。 圖2-17 葉片式馬達的工作原理 (a) 單作用；（b）雙作用 圖2-16 齒輪馬達工作原理 （二）葉片式液壓馬達工作原理 葉片式馬達和葉片式泵一樣分為單作用和雙作用兩種類型。如圖2-17（a）所示，位于進液腔中間葉片的兩側(cè)，所受的液壓力相同，其對轉(zhuǎn)子的扭矩互相平衡。位于過渡密封區(qū)的葉片1，一側(cè)為低壓，一側(cè)承受進液腔高壓液體的作用，產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動的扭矩。同理，葉片2也將產(chǎn)生一個使轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動的扭矩。由于葉片1伸出的長，承壓面積大，扭矩也大，所以轉(zhuǎn)子輸出逆時針轉(zhuǎn)動的扭矩。雙作用葉片式馬達的工作原理與單作用相同。單作用葉片式馬達可以制成變量馬達，而雙作用的只能為定量馬達。雙作用葉片式馬達應(yīng)用較廣。 為適應(yīng)馬達的正反轉(zhuǎn)要求，葉片均徑向安裝。為防止馬達啟動時（離心力尚未建立）高低壓腔串通，必須考慮徑向間隙的初始密封問題，一般采用葉片底部放彈簧或通壓力液解決這一問題。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （三）軸向柱塞式液壓馬達 軸向柱塞式液壓馬達是一類相當(dāng)重要的高速馬達，適用在高壓系統(tǒng)中使用，也分斜盤式和斜軸式兩種類型，其基本結(jié)構(gòu)與同類型的柱塞泵一樣。 （二）行星轉(zhuǎn)子式擺線馬達 二、液壓缸 （一）液壓缸的基本類型 （二）液壓缸的工作原理 1．活塞式液壓缸 （１）．單活塞桿液壓缸 單桿單作用液壓缸如圖2-21（a）所示。在工作行程，活塞由液壓力推動向外伸出，返回行程時，無桿腔卸壓，靠自重或外力使活塞桿縮回。 圖2-21 單活塞桿液壓缸工作原理 （a）單桿單作用液壓缸；（b）單桿雙作用液壓缸；（c）浮動活塞式雙作用液壓缸 單桿雙作用液壓缸如圖2-21（b）所示，這種液壓缸應(yīng)用比較普遍，其往復(fù)運動都是靠作用于活塞上的液壓力實現(xiàn)的。 浮動活塞式雙作用液壓缸如圖2-21（c）所示，這是一種特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸，它的活塞套裝在活塞桿上，可在活塞桿上滑動。當(dāng)無桿腔進液時，液壓力先推動活塞滑移至缸口，再推動活塞桿外伸，液壓力有效作用面積僅為活塞桿的橫斷面，使液壓缸推力減小。當(dāng)有桿腔進液時，則液壓力先使活塞滑移返回，再產(chǎn)生作用力，使活塞桿縮回。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 (2)差動連接的雙作用液壓缸圖2-22 差動連接的雙作用液壓缸 如圖2-22所示。在活塞桿外伸運動時，利用方向閥將液壓缸兩腔連通，同時向兩腔供液，由于無桿腔有效作用面積大，所以液壓作用力使活塞向外伸出?；钊麠U返回時，應(yīng)使方向閥移動，恢復(fù)成普通液壓缸的連接方式，即有桿腔進液，無桿腔回液。差動連接可用二位三通換向閥（圖2-22（a））或梭閥（圖2-22（b））控制。 如果設(shè)計時使D=d,則差動連接液壓缸可實現(xiàn)雙向等速運動。 （3）雙活塞桿液壓缸 圖2-23 雙活塞桿液壓缸 這種液壓缸為雙作用兩端出桿結(jié)構(gòu)（圖2-23）。通常兩側(cè)活塞桿直徑相等，活塞兩側(cè)有效作用面積相等，因而雙向運動的推力和速度也相同。很適合于有此種要求的設(shè)備，如平面磨床。 2．柱塞式液壓缸 它的結(jié)構(gòu)比活塞式簡單，其配合處僅限于缸口（圖2-24）。由于柱塞與缸筒內(nèi)壁不接觸，故缸筒加工要求較低，簡化了內(nèi)孔加工的難度，只需精加工缸口即可。其缺點是只能單作用，并且柱塞在缸內(nèi)呈懸臂狀態(tài)，支撐狀況不好，容易使缸口導(dǎo)向部分發(fā)生偏磨，增加泄露。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 3． 組合式液壓缸 （1）伸縮式液壓缸 它由幾個直徑不同的液壓缸套裝在一起組成（圖2-25）。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，伸出行程遠大于缸筒長度，伸出順序可根據(jù)活塞作用面積或閥類控制，可雙作用也可單作用。其推力和速度可按照前述原則計算。 薄煤層液壓支架的立柱常采用雙伸縮結(jié)構(gòu)，起重運輸機械也常用伸縮式液壓缸。 圖2-24 柱塞式液壓缸 圖2-25 伸縮式液壓缸 圖2-26 增壓缸工作原理 （a）單作用增壓缸；（b）雙作用增壓缸 （2）增壓液壓缸 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第四節(jié) 液 壓 控 制 閥 1．按閥的基本功能分類 液壓控制閥分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥三大類。 2．按閥與管路的連接方式分類 液壓控制閥分為管式連接、板式連接、法蘭連接和集成連接。 3．按工作壓力分類 液壓控制閥分為高壓閥（< 32 MPa）、中高壓閥（< 21 MPa）和中低壓閥（< 6.3 MPa）三大系列。 一、方向控制閥 方向閥的基本工作原理，是利用閥芯和閥體的相對位置的改變來控制液流的，對于方向閥的每個通流口而言，只有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)。 方向閥可分為單向閥和換向閥兩大類。 （一）單向閥和液控單向閥 1．單向閥 單向閥由閥芯、彈簧、閥體等組成（圖2-27）。 單向閥的閥芯常用結(jié)構(gòu)形式有球形和錐形兩種。 圖2-27 單向閥 （a）直通式；（b）直角式；（c）符號 1-閥芯；2-彈簧；3-閥體 2．液控單向閥 液控單向閥是經(jīng)過液控可反向通液的單向閥。其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖5 - 2所示。它是由一個直角式單向閥和液控活塞組成 圖2-28（a）。當(dāng)液體沿正向流動時，其工作原理與單向閥相同；當(dāng)需要反向流動時，可從控制口 K 通入壓力液體，推動控制活塞上移頂開閥芯，解除單向閥的反向截止作用。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 圖2-28 液控單向閥 （a）工作原理圖；（b）帶卸荷閥芯的液控單向閥；（c）符號 1-錐閥；2-卸荷閥芯；3-控制活塞推桿 3．雙向液壓鎖 圖2-30 雙向液壓鎖結(jié)構(gòu)原理圖 雙向液壓鎖工作原理如圖2-30所示。當(dāng)P1口通入壓力液體時，直接推開左單向閥芯從P2口流至執(zhí)行機構(gòu)；同時壓力液體向右推動控制活塞頂開右單向閥芯，解除其截止作用，使通液口P4和P3連通，執(zhí)行機構(gòu)回液。當(dāng)P1停止供液時，左、右單向閥芯均在彈簧作用下關(guān)閉，通液口P2 、P4被封閉，執(zhí)行機構(gòu)停留在所需位置。當(dāng)P3口通入壓力液體時的工作過程請自行分析。 （二）換向閥 換向閥種類很多，按閥芯的結(jié)構(gòu)和運動方式分滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥組式（或錐閥組式）。 1．滑閥式換向閥 （1）基本結(jié)構(gòu)與工作原理 （2）三位四通換向閥的滑閥機能 滑閥機能通常是指三位四通換向閥處于中位時各接口的連通方式。常用的有O、H、Y、P、M、U等幾種。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （二）轉(zhuǎn)動式換向閥 轉(zhuǎn)動式換向閥簡稱轉(zhuǎn)閥。它是靠閥芯在閥體內(nèi)做定軸轉(zhuǎn)動而使相應(yīng)的通道接通或斷開來實現(xiàn)換向的，一般為手動操作，轉(zhuǎn)閥也按照其工作位置和接口數(shù)分類，表示方法與滑閥式換向閥相同。 圖2-35 電液換向閥 （a）結(jié)構(gòu)圖；（b）圖形符號；（c）簡化圖形符號 1-液動閥閥芯；2、8-單向閥；3、7-節(jié)流閥；4、6-電磁閥；5-電磁閥閥芯 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 圖2-36 采煤機調(diào)高系統(tǒng) （三）方向閥的應(yīng)用舉例 1．換向回路 如圖2-36所示，利用三位四通換向閥控制液壓缸的動作方向。換向閥處于中位時，泵輸出的壓力液經(jīng)中位（M形機能）回油箱，液壓缸不動作。操縱換向閥使其處于左位，則P與A、B與T相通，壓力液一方面經(jīng)控制油路（虛線）推開液控單向閥2，使之反向?qū)?；另一方面直接推開液控單向閥1進入液壓缸無桿腔，使活塞伸出，有桿腔回液，當(dāng)換向閥處于右位時，活塞縮回運動。安全閥3起過載保護作用。 2．鎖緊回路 如圖2-37所示，利用兩個液控單向閥可實現(xiàn)液壓缸的雙向鎖緊，當(dāng)換向閥處于中位時，A、B口截止，液控單向閥關(guān)閉，保證液壓缸在雙向負載下都能停留在所需位置上不動。 3．定向供液回路 如圖2-38所示是由四個單向閥組成的定向供液回路，不論液壓泵正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)（泵的吸、排液口互換），吸液管路和排液管路的液流方向始終保持不變。 圖2-37 定向供液回路 圖2-38 二位二通閥卸荷回路 4．卸荷回路 若液壓執(zhí)行機構(gòu)需要短時間停止工作，可利用換向閥使液壓泵卸荷，空載運轉(zhuǎn)，降低功率消耗。 （1）利用換向閥的中位卸荷 具有M、K和H機能的三位換向閥，當(dāng)其位于中位時，液壓泵輸出的流量可直接回油箱。圖2-36采用M形機能卸荷。 （2）利用二位二通換向閥卸荷 如圖2-38所示，在系統(tǒng)正常工作時，二位二通閥處于斷開位置。當(dāng)系統(tǒng)短時間停止工作時，二位二通電磁閥通電，移至連通位置，液壓泵輸出的流量經(jīng)二位二通閥流回油箱。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 二、壓力控制閥 壓力控制閥簡稱壓力閥。其功能是控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力信號去控制其他元件的動作。按功能可分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。其共同之處是：利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡實現(xiàn)控制。 （一）溢流閥 溢流閥是利用溢出系統(tǒng)中部分或全部流量來控制系統(tǒng)壓力的元件。它的主要用途有兩個：一是用來保持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，其閥口常開溢流；二是起過載保護作用，即安全閥的作用，其閥口常閉，只有當(dāng)系統(tǒng)過載時才打開溢流，以限定系統(tǒng)最高壓力。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥又分為直動式和先導(dǎo)式兩類。 1．溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）直動式溢流閥 直動式溢流閥由閥體、閥芯、彈簧和調(diào)壓螺栓組成。 （2）先導(dǎo)式溢流閥 它由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。 先導(dǎo)閥實際上是一個小流量的直動式溢流閥，它由調(diào)壓螺栓、調(diào)壓彈簧、錐形閥芯、閥座和閥蓋等組成。溢流閥的動作壓力由先導(dǎo)閥調(diào)定。 主閥由閥體、主閥芯和主彈簧等組成。 2．溢流閥的應(yīng)用舉例 （1）安全保護回路 溢流閥起安全保護作用，它是常閉的，只有當(dāng)液壓缸工作過載時，溢流閥才打開溢流，以限制系統(tǒng)最高壓力。 （2）穩(wěn)壓溢流回路 在工作中，溢流閥是常開的，泵的出口壓力由溢流閥調(diào)定，并保持基本穩(wěn)定。 另外，溢流閥還可用于遠程調(diào)壓回路、多級調(diào)壓回路、卸荷回路、遠程無級調(diào)壓回路以及背壓回路（溢流閥安裝于液動機回液管路上）等。 （二）減壓閥 減壓閥按作用不同，分為定值減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。通常所說的減壓閥是指定值減壓閥。 1．減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 減壓閥按結(jié)構(gòu)也分為直動式和先導(dǎo)式兩種，作為國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品都為先導(dǎo)式，直動式一般與其他閥組合使用。 先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)由先導(dǎo)閥和主閥組成。先導(dǎo)閥多為錐閥，起調(diào)壓作用；主閥為滑閥式，起減壓作用。 2．減壓閥的應(yīng)用舉例 MLS3 – 170型采煤機緊鏈裝置的液壓系統(tǒng)，該裝置固定于工作面刮板輸送機兩端的機頭和機尾上，利用液壓支架的乳化液泵站提供的高壓液體，經(jīng)減壓后輸入緊鏈液壓缸，使?fàn)恳湹乃蛇叡３忠欢ǖ膹埦o力。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （三）順序閥 根據(jù)控制方式，順序閥可分為兩類：一是直接利用閥的進口壓力來控制閥芯動作的內(nèi)控順序閥，又稱直控順序閥；二是利用另外的控制壓力使閥芯動作的外控順序閥。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，順序閥分為直動式和先導(dǎo)式兩種，目前應(yīng)用較多的是直動式。 1．順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 直動式高壓順序閥，它由閥體、主閥芯、控制閥芯和彈簧等組成。 2．順序閥的應(yīng)用舉例 （1）順序動作回路 （2）卸荷回路 （四）壓力繼電器 壓力繼電器是一種將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的轉(zhuǎn)換開關(guān)。它的作用是根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過內(nèi)部的微動開關(guān)自動接通或斷開有關(guān)電路，以實現(xiàn)自動控制或安全保護。 圖2-50 DP -320型壓力繼電器 1-柱塞；2-頂桿；3-調(diào)節(jié)螺栓；4-微動開關(guān) 圖2-51 卸荷控制回路 1壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理 壓力繼電器的結(jié)構(gòu)形式較多，圖2-50為DP – 320型柱塞式壓力繼電器。壓力液體從控制口P進入，作用于柱塞底部，當(dāng)液壓作用力大于調(diào)壓彈簧力時，柱塞便向上移動頂起彈簧座，頂桿上移使微動開關(guān)的觸點閉合發(fā)出電信號，使有關(guān)控制電路接通或斷開。通過調(diào)節(jié)螺栓改變彈簧的預(yù)壓縮量，可調(diào)整動作壓力。 2．壓力繼電器的應(yīng)用舉例 圖2-51是采用壓力繼電器控制液壓泵卸荷的回路。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到壓力繼電器調(diào)定值時，它隨即動作接通二位二通閥電磁鐵線圈控制電路，使閥移至通路位置，液壓泵經(jīng)過二位二通閥卸荷，此時單向閥關(guān)閉，蓄能器作為壓力源使系統(tǒng)保壓。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 三、流量控制閥 常用的流量閥有節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、調(diào)速閥等多種，其中節(jié)流閥是各種流量閥的基礎(chǔ)，應(yīng)用較廣泛。 （一）節(jié)流閥 節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理。節(jié)流閥是最基本的流量控制閥，其形式很多，均是靠改變節(jié)流口的開度來控制流量的。對節(jié)流閥的基本要求是：流量調(diào)節(jié)范圍寬且均勻，其調(diào)速比（通過閥的最大與最小穩(wěn)定流量之比）一般在50以上，工作穩(wěn)定性好，不易堵塞，操作輕便。 圖2-52為LF型可調(diào)節(jié)流閥，它由調(diào)節(jié)螺栓、閥體、閥芯、彈簧等組成，閥芯上開有軸向三角溝槽。壓力液體從進液口p1流入，經(jīng)過閥芯上的三角形節(jié)流口從出液口p2流出，旋轉(zhuǎn)手柄可移動閥芯的軸向位置，改變節(jié)流口開度，以調(diào)節(jié)流量大小。LF型節(jié)流閥的額定流量有25 L/min、75 L/min、190 L/min，最大使用壓力為31.5 MPa。圖2-52 LF型節(jié)流閥 1-調(diào)節(jié)螺栓；2-頂桿；3-閥體4-閥芯；5-彈簧 圖2-53 單向節(jié)流閥 1-螺母；2-頂桿；3-閥體；4-閥芯；5-彈簧 節(jié)流閥和單向閥可組合成單向節(jié)流閥，用于需要單方向控制流量的液壓系統(tǒng)。圖2-53為可調(diào)單向節(jié)流閥，當(dāng)壓力液體正向（實線箭頭）流動時，起節(jié)流作用；當(dāng)反向（虛線箭頭）流動時，壓力液體克服彈簧力將閥芯完全推開，形成很大的通道，不起節(jié)流作用，形成單向閥。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （二）調(diào)速閥 圖2-54 調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理 1-減壓閥；2-節(jié)流閥 由前述分析中知道，當(dāng)節(jié)流口開度不變時，由于負載的變化要引起壓力差的變化，造成流量的不穩(wěn)定，所以在負載變化較大而調(diào)速穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)中，通常采用調(diào)速閥。實際上，調(diào)速閥是帶有壓力補償裝置的節(jié)流閥，它由直動式減壓閥和節(jié)流閥組成，通過減壓閥的自動調(diào)節(jié)作用使節(jié)流口兩端壓力差基本保持不變，不受負載變化的影響，從而使通過閥的流量只與節(jié)流口通流面積大小有關(guān)。 調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理如圖2-54所示。壓力為p的液體流經(jīng)減壓閥口h后壓力降為p1，再經(jīng)節(jié)流口流出，其出口壓力為p2。壓力為p1的液體經(jīng)孔道e 、f被引入減壓閥的b 、c腔，壓力為p2的液體則經(jīng)孔道被引入減壓閥的a腔，減壓閥芯在液壓力和彈簧力作用下處于平衡狀態(tài)。節(jié)流口前后的壓力差為Δp = p1 - p2 。 當(dāng)調(diào)速閥進口壓力p（溢流閥調(diào)定）不變時，若出口壓力p2因負載變化而增加時，作用在減壓閥a腔的壓力也隨之增加，減壓閥芯失去平衡向下移動，使減壓閥口h增大，減壓作用減弱，使p1增加，直到閥芯在新的位置平衡為止，節(jié)流口前后壓差Δp基本不變。反之，當(dāng)p2減小時，減壓閥芯上移，使閥口h減小，減壓作用增加，使p1減小，Δp仍保持不變。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第五節(jié) 液壓傳動系統(tǒng) 一、液壓回路和系統(tǒng)的形式 （一）液壓回路 液壓回路是指系統(tǒng)中由有關(guān)液壓元件組成能完成特定功能的某一部分。顯然，液壓系統(tǒng)由若干液壓回路組成。 液壓泵和液動機所組成的回路是液壓系統(tǒng)的主體，稱之為主回路。 回路可根據(jù)功能的不同分為壓力控制、速度控制、方向控制和其他控制回路。 （二）液壓系統(tǒng)的形式 按照執(zhí)行元件的類型，將液壓系統(tǒng)分為泵 - 缸系統(tǒng)和泵 - 馬達系統(tǒng)；按照泵和執(zhí)行元件的數(shù)量和組合方式，將液壓系統(tǒng)分為單泵 - 單執(zhí)行元件、單泵 - 多執(zhí)行元件和多泵系統(tǒng)；按照工作液體在主回路的循環(huán)方式，將液壓系統(tǒng)分為開式和閉式系統(tǒng)。 1．開式系統(tǒng) 液壓泵從油箱吸油，液動機向油箱回油，即主回路不封閉的系統(tǒng)稱為開式系統(tǒng)。 開式系統(tǒng)多用于泵 –缸系統(tǒng)，也由于某些泵 – 馬達系統(tǒng)（如液壓安全絞車）。 2．閉式系統(tǒng) 液動機的回液管直接與泵的吸液口相連接，即主回路封閉的系統(tǒng)稱為閉式系統(tǒng)。 閉式系統(tǒng)如圖2-55所示。主泵1和馬達2組成主回路，工作液體在主回路呈封閉循環(huán)流動。由于存在泄漏和高壓安全閥8的過載溢流作用，將使主回路液體減少，所以必須增加補油回路，輔助泵3從油箱吸液，經(jīng)單向閥向主回路低壓側(cè)補液。由于閉式系統(tǒng)散熱條件差，還應(yīng)增加冷熱交換回路，馬達回液的一部分經(jīng)液控換向閥5、低壓溢流閥6及冷卻器7流入圖2-55 閉式系統(tǒng) 1-主泵；2-馬達；3-輔助泵；4-低壓安全閥； 5-液控換向閥；6-低壓溢流閥；7-冷卻器；8-高壓安全閥 油箱，冷卻后再由輔助泵輸入主回路。低壓安全閥4對輔助泵供液回路進行過載保護。低壓溢流閥6可使馬達回液建立背壓，使運作平穩(wěn)或防止敲缸。為保證冷熱交換的正常進行，低壓安全閥4的調(diào)定壓力比低壓溢流閥6的調(diào)定壓力高。輔助泵的流量一般為主泵流量的1/5~1/3。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 閉式系統(tǒng)中液壓馬達的調(diào)速與換向通常由雙向變量泵控制。 與開式系統(tǒng)相比較，閉式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但油箱體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)封閉性能好，液體不易污染。由于回液有背壓，故傳動平穩(wěn)。 閉式系統(tǒng)多用于結(jié)構(gòu)要求緊湊的大功率泵 – 馬達系統(tǒng)。在采煤機牽引部應(yīng)用相當(dāng)普遍。 二、液壓系統(tǒng)實例分析 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第三章 采煤機械 重點：機械化采煤工作面；滾筒式采煤機結(jié)構(gòu)原理；6LS5電牽引采煤機液壓系統(tǒng)工作原理 難點：6LS5電牽引采煤機液壓系統(tǒng)工作原理 方法：掛圖講解機械化采煤工作面；模型講解及作圖講解滾筒式采煤機結(jié)構(gòu)原理；作圖講解6LS5電牽引采煤機液壓系統(tǒng)工作原理 第一節(jié) 概述 一、采煤機械的種類 把煤由煤層中采落下來的機械稱為采煤機械。采煤機械還應(yīng)具有裝煤機構(gòu)，在工作中能同時把煤裝入輸送機運出工作面。 采煤機械有三類：滾筒式采煤機、刨煤機和連續(xù)采煤機。 采煤機有不同的分類方法：按工作機構(gòu)型式可分為滾筒式、鉆削式和鏈?zhǔn)?，按工作機構(gòu)位置可分為端頭式和側(cè)面式；按牽引方式可分為鏈牽引和無鏈牽引，按牽引部位置可分為內(nèi)牽引和外牽引，按牽引部傳動方式可分為機械牽引、液壓牽引和電牽引。 二、對采煤機械的一般要求 三、滾筒式采煤設(shè)備的總體布置及采煤工藝 （一）單滾筒采煤機在普通機械化采煤工作面的工作情況 普通機械化采煤工作面的配套設(shè)備，有采煤機、可彎曲刮板輸送機和支護設(shè)備。因支護設(shè)備不同，其機械化程度也不一樣。普通機械化采煤采用金屬支柱加鉸接頂梁；高檔普通機械化采煤采用單體液壓支柱加鉸接頂梁。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 （二）雙滾筒采煤機在綜合機械化采煤工作面的工作情況圖3-2 綜合機械化采煤工作面機械配套情況 1-雙滾筒采煤機；2-輸送機；3-液壓支架；4-端頭支架；5-錨固支架； 6-巷道棚梁；7-轉(zhuǎn)載機；8-轉(zhuǎn)載機推移裝置；9-可伸縮膠帶機；10-控制臺；11-配電點； 12-泵站；13-移動裝置；14-移動變電站；15-煤倉；16-絞車；17-單軌吊車 圖3-3 刨煤機 1-煤刨；2-工作面輸送機； 3-推移千斤頂；4-牽引鏈；5-鏈輪； 6-煤刨傳動裝置；7-輸送機傳動裝置 （三）采煤機的進刀方式 常用的進刀方式有斜切進刀法和正切進刀法。 1．端部斜切法 利用采煤機在工作面兩端約 25~30 m的范圍內(nèi)斜切進刀稱為端部斜切法。 2．中部斜切法（半工作面法） 利用采煤機在工作面中部斜切進刀稱之中部斜切法。復(fù)上述過程。 3．正切進刀法（鉆入法） 正切進刀法是在工作面兩端用千斤頂將輸送機及其上面的采煤機滾筒推向煤壁，利用滾筒端盤面上的截齒鉆入煤壁，以實現(xiàn)進刀。 四 刨煤機 如圖3-3所示，刨煤機主要由煤刨1、傳動裝置6、牽引機構(gòu)（鏈輪5和牽引鏈4）和電氣控制裝置組成。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 第二節(jié) 滾筒式采煤機 一、采煤機的組成 現(xiàn)以雙滾筒采煤機為例，說明其組成。如圖3-4所示，主要由電動機、截割部、行走部和附屬裝置等組成。 電動機l是滾筒采煤機的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和行走部。采煤機的電動機都是防爆的，而且通常采用定子水冷，以縮小電動機的尺寸。行走部2通過其主動鏈輪與固定在工作面刮板輸送機兩端的牽引鏈相嚙合，使采煤機沿工作面移動。因此，行走部即是采煤機的行走機構(gòu)。左、右截割部固定減速箱4將電動機的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5內(nèi)的齒輪，驅(qū)動滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒是采煤機落煤和裝煤的工作機構(gòu)，滾筒上焊有端盤和螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機中。為提高采煤機的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板7，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻180°。底托架8是固定和承托整個采煤機的底架，通過其下部的四個滑靴9將采煤機騎在刮板輸送機的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機的導(dǎo)向管上，以保證采煤機的可靠導(dǎo)向。 圖3-4 雙滾筒采煤機 1-電動機；2-行走部；3-牽引鏈；4-截割部固定減速箱；5-搖臂；6-滾筒；7-弧形擋煤板； 8-底托架；9-滑靴；10-調(diào)高液壓缸；11-調(diào)斜液壓缸；12-拖纜裝置；13-電氣控制箱 底托架內(nèi)的調(diào)高液壓缸10可使搖臂及其滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機的采高。調(diào)斜液壓缸11用于調(diào)整采煤機的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的截割要求。電氣控制箱13內(nèi)裝有各種電控元件，用于采煤機的調(diào)速控制、各種保護和故障診斷的控制、狀態(tài)顯示、報警裝置等。 此外，為降低電動機和減速器以及搖臂的溫度，并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機的電纜和水管夾持在拖纜裝置12內(nèi)，并由采煤機拉動在工作面刮板輸送機的電纜槽中卷起或展開。 采煤機可以裝設(shè)滾筒自動調(diào)高系統(tǒng)，利用煤巖界面?zhèn)鞲衅骰蛴洃涰數(shù)装遄兓挠嬎銠C程序來自動調(diào)高，以適應(yīng)項底板變化和滾筒高度變化的一致性。 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 采煤機裝設(shè)的位置顯示器可以用于采煤機及液壓支架聯(lián)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)采煤機的位置，自動控制液壓支架的各種動作，使采煤機與液壓支架保持合理的步距，做到緊跟快移，以節(jié)省工時，提高生產(chǎn)率。 二、采煤機截割部 截割部消耗的功率占采煤機裝機總功率的80％～90％。 （一)螺旋滾筒 螺旋滾筒（簡稱滾筒）是采煤機落煤和裝煤的機構(gòu)，對采煤機的工作起決定性作用。螺旋滾筒的主要功能，首先是能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進的采煤方法及回采工藝的要求。螺旋滾筒具有落煤、裝煤、自開工作面切口的功能。 1．螺旋滾筒結(jié)構(gòu) 螺旋滾筒由螺旋葉片、端盤、齒座、噴嘴、筒轂及截齒等部分組成 采煤機使用的截齒主要有扁截齒和鎬形截齒兩種 2．螺旋滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù) 螺旋滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：滾筒直徑、寬度（截深）和螺旋葉片參數(shù)等。 3．螺旋滾筒的截齒配置 截齒在螺旋滾筒上的配置直接影響滾筒截割性能的好壞。合理配置截齒可使塊煤率提高，粉塵減少，比能耗降低，滾筒受力平穩(wěn)，機器運行穩(wěn)定。 4．螺旋滾筒的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 (1)滾筒的轉(zhuǎn)向 圖3-5 雙滾筒采煤機的滾筒轉(zhuǎn)向 為向輸送機運煤，滾筒的轉(zhuǎn)向必須與滾筒的螺旋方向相一致。對逆時針方向旋轉(zhuǎn)（站在采空區(qū)例看滾筒）的滾筒，葉片應(yīng)為左旋；順時針方向旋轉(zhuǎn)的滾筒，葉片應(yīng)為右旋。即通常所說的“左轉(zhuǎn)左旋，右轉(zhuǎn)右旋”。 雙滾筒采煤機的滾筒轉(zhuǎn)向如圖3-5所示。當(dāng)滾筒直徑較大時，兩個滾筒的轉(zhuǎn)向一般采用反向?qū)L［見圖3-5（a）］，此種方式裝煤效果好，滾筒不向司機甩煤。當(dāng)滾筒直徑較小時，滾筒轉(zhuǎn)向正向?qū)L［見圖（3-5b）］，這時不經(jīng)搖臂下面裝煤，有利于提高裝煤效率。 單滾筒采煤機，一般在左工作面用右螺旋滾筒，在右工作面用左螺旋滾筒。 (2)滾筒的轉(zhuǎn)速 安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院備課箋 (二)截割部傳動裝置 截割部減速器一般分為固定減速器和搖臂減速器。當(dāng)截割電動機橫向布置時，電動機與搖臂減速器直接相連，即沒有固定減速器。當(dāng)截割電動機縱向布置時，則兩個減速器都有，固定減速器內(nèi)有一對圓錐齒輪，以實現(xiàn)兩軸的相交傳動。 1．傳動方式 采煤機截割部都采用齒輪傳動，常見的傳動方式有以下幾種： （1）電動機-固定減速器-搖臂-滾筒。 （2）電動機-固定減速器-搖臂-行星齒輪傳動-滾筒。 （3）電動機-減速器-滾筒。 （4）電動機-搖臂-行星齒輪傳動-滾筒。 2．傳動特點。 三、采煤機行走部 行走部又稱牽引部，是采煤機的重要組成部分。 行走部包括行走（牽引）機構(gòu)和驅(qū)動裝置兩部分。行走（牽引）機構(gòu)是直接移動機器的裝置，它分為鋼絲繩牽引、鏈牽引及無鏈牽引幾種。驅(qū)動裝置用來驅(qū)動牽引機構(gòu)，并實現(xiàn)牽引速度的調(diào)節(jié)。按傳動類型有機械傳動、液壓傳動和電傳動，分別稱為機械牽引、液壓牽引和電牽引。傳動裝置位于采煤機上的稱為內(nèi)牽引，位于工作面兩端的稱為外牽引。 (一)對行走部的基本要求 (二)采煤機的牽引機構(gòu) 采煤機的牽引機構(gòu)有鋼絲繩牽引、鏈牽引、無鏈牽引三種形式。 1．鏈牽引機構(gòu) 鏈牽引的工作原理如圖3-7所示，牽引鏈3繞過主動鏈輪1和導(dǎo)向鏈輪2，兩端分別固定在輸送機上、下機頭的拉緊裝置4上。當(dāng)行走部的主動鏈輪轉(zhuǎn)動時，通過牽引鏈與主動鏈輪嚙合驅(qū)動采煤機沿工作面移動。 當(dāng)主動鏈輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，牽引鏈從右段繞入，這時左段鏈為松邊，其