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1、采煤機液壓傳動基礎(chǔ)知識 第二節(jié) 液壓傳動基礎(chǔ)知識 一、液壓傳動原理 ( 一) 液壓傳動的組成及其優(yōu)缺點 1 ．液壓傳動的組成 利用密閉系統(tǒng) ( 如密閉的管路、元件、容器等 ) 中的壓力液體實現(xiàn)能量傳遞 和轉(zhuǎn)換的傳動稱為液壓傳動。 其中的液體 ( 通常為礦物油 ) 稱為工作液體或工 作介質(zhì)。一個液壓系統(tǒng)包含以下幾個組成部分： (1) 動力元件。將原動機所提供的機械能轉(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。將動力元件提供的工作液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C 械能的元件稱為執(zhí)行元件。如液壓缸和液壓馬達。 (3) 控制元件。通過對液體的壓力、流量和方向的調(diào)節(jié)、

2、控制 以改變執(zhí)行元件的運動速度、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)，也起著潤滑運動部件和冷卻傳動系統(tǒng)的作用。 2 ．液壓傳動的優(yōu)缺點 液壓傳動的優(yōu)點是：傳遞動力具有靈活性，不受傳遞距離和方 向的限制，可以在很大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速；傳遞動力具有可靠 性，傳動平穩(wěn)，吸振能力強，便于實現(xiàn)頻繁換向、易于實現(xiàn)過載保 護；防爆等安全性能較好；操作簡便，易于采用電氣、液壓聯(lián)動控制以實現(xiàn)自 動化

3、；由于是以油液為工作介質(zhì)，液壓傳動系統(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，液壓傳動系統(tǒng)的體積小、質(zhì)量輕，因 而動作靈敏、 慣性小、響應速度快及低速穩(wěn)定性好； 液壓元件易于實現(xiàn)系列化、 標準化、通用化，便于設(shè)計制造，利于推廣使用。 液壓傳動的缺點是：液壓系統(tǒng)存在泄漏、壓力損失，致使液壓 傳動的效率較低；由于泄漏及油液具有一定的可壓縮性，使傳動比 不能恒定，不適用于傳動比要求嚴格的場合；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)生振動和噪音。 （ 二 ） 液壓傳動的特點和基本參數(shù) 1 、液壓傳動的基本特點 （1）

4、液壓系統(tǒng)中力的傳遞靠液體壓力的傳遞來實現(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、管路及液壓元件強度 的限制，為使系統(tǒng)能可靠地運轉(zhuǎn)，通常在系統(tǒng)中設(shè)置安全閥保護系 統(tǒng)。液壓系統(tǒng)還具有力 （ 或力矩）的放大作用。 （2） 運動速度的傳遞按“容積變化相等”的規(guī)律進行。執(zhí)行元件的運動速 度取決于動力源的流量。如果改變泵的流量，就可改變液壓缸活塞桿的運動速 度，液壓傳動中的調(diào)速就是基于這種原理來實現(xiàn)的。 2 ．液壓傳動的基本參數(shù) 液壓傳動最基本的技術(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） 國家標準 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間內(nèi)流過的液體體積，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 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)定的圖形符號來

6、表示液壓系統(tǒng)原理圖中的各元件和連接管路的 標準，即《液壓系統(tǒng)圖形符號》（GB/T786. 1—1993）。其主要液壓元件職能 符號如表 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。 采掘機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。不計泄漏時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。計入泄漏時的排量稱為實際排量，以 q 表示。 液壓泵單位時間內(nèi)所排出的液體體積稱為流量，常用單位是 L / min 。不計泄漏影響的理論流量的計算公式為： Q t = n ? qt x 10 -3 (6 — 2) 計入泄漏后，液壓泵實際流量的計算公式為： 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，液壓泵實際流量的計算公式

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)運轉(zhuǎn)的工作壓力。 最大壓力是指泵 在短時間內(nèi)超載所允許的極限壓力。 液壓泵在工作時所達到的具體壓力值稱為 實際工作壓力，其大小取決于執(zhí)行元件的負荷。 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)長時運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速是指泵在額定壓力下，允許 短暫運行的最大轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速是指允許泵正常運行的最小轉(zhuǎn)速。在—般情況 下，液壓泵應在額定轉(zhuǎn)速下運轉(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。當液壓泵輸出壓力為 p 的實際流量為 Q時，其實際輸出功率的計算公式為： N 。= p ? Q/60 (6--7) 式中 N 。——實際輸出功率， kW。 輸入功率 Ni 是電動

11、機作用在液壓泵主軸上的機械功率，又稱為泵的傳動 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? 出功率的計算公式為： t = Ni ? n m (6 —8) 式中 n m——液壓泵的機械效率。 泵的實際輸出功率為： N°= Nt ? n v (6 — 9) 液壓泵的總效率 n 等于其實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，所需的電動機傳動功率 N的計算公 式為： N — No/n — P ? (6

12、 —11) 式中 N i 電動機傳動功率， kW； p ——泵的實際工作壓力， MPa； Q ――泵的實際輸出流量，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 1. 液壓馬達的特點和分類 液壓馬達是液壓系統(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的機械能 (扭矩和轉(zhuǎn)速 )。由于泵和馬達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)類型的液壓馬達和液壓泵之間存 有許多差別。 (1) 液壓馬達應能正、反轉(zhuǎn)運行，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有對稱性，而液壓

13、泵通常 是單向旋轉(zhuǎn)的，結(jié)構(gòu)上沒有這—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;而液壓馬達沒有此要求。 (3) 為適應調(diào)速需要，液壓馬達的轉(zhuǎn)速范圍應足夠大，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轉(zhuǎn)下穩(wěn)定工作的， 其轉(zhuǎn)速基本不變。 為保證馬達良好的低速運轉(zhuǎn)性能，通常采用滾動軸承或靜壓滑動軸承。 (4) 由于馬達一般具有背壓，故必須設(shè)置獨立的泄露口，將馬達的泄露液 體引回油箱。 因此，同類型的液壓泵和液壓馬達是不能互逆使用的。 - 6 - <■, P M ?Q m 1 M 液壓馬達在分類上與液壓

14、泵基本一樣。用于采掘機械的馬達，按其結(jié)構(gòu) 也可分為：齒輪式液壓馬達，葉片式液壓馬達；柱塞式液壓馬達。它又可分為 軸向柱塞式液壓馬達和徑向柱塞式液壓馬達兩種。 在實際工作中，人們常把輸出扭矩 MK 1500 N- m輸出轉(zhuǎn)速n>150?200 r /min的液壓馬達稱為高速小扭矩馬達；輸出扭矩 M> 1500 N- m 輸出轉(zhuǎn)速，nv150?200 r/min的液壓馬達稱為低速大扭矩馬 達。常用的高速小扭矩馬達有齒輪式、葉片式和軸向柱塞式；低速大扭矩馬達 多為徑向柱塞式馬達和行星轉(zhuǎn)子式擺線馬達。 2 ?液壓馬達的主要性能參數(shù) (1) 排量qM。液壓馬達的排量，是指在不考慮液體在馬達內(nèi)的泄

15、漏時推動其 主軸每轉(zhuǎn)一周所需要的工作液體體積，其單位為 mL/r。馬達排量的大小只取 決于馬達本身的結(jié)構(gòu)原理和幾何尺寸，與工作條件和轉(zhuǎn)速無關(guān)。 (2) 輸人流量Q和容積效率n umo進人馬達進液口的液體流量稱為輸人流 量，單位為L/min。由于馬達內(nèi)存在的泄漏現(xiàn)象，造成馬達容積損失。設(shè)馬達 的泄漏流量為Qm，則馬達的容積效率為： Q M _ Q M ' n vm = (6 —12) Q M (3) 輸出轉(zhuǎn)速nM。已知馬達的排量qM和容積效率Vw、輸入流量Q,則馬 達的輸出轉(zhuǎn)速為： Q M - vM n m = x 103(r /min) (6--13) q M 由上式可以

16、看出，通過改變輸入流量 Q或調(diào)節(jié)馬達的排量qM均可以改變 馬達的轉(zhuǎn)速。排量qM可以調(diào)節(jié)的馬達稱為變量馬達，排量qM不可以調(diào)節(jié)的馬達 為定量馬達。 (4) 實際輸出扭矩M。其計算公式為： 八 P M ?q m ? I mM M m = (6--14) q Ji 式中m—-實際輸出扭矩，n- m △ Pm——進出油口的壓力差，MPa n m 機械效率； q m 排量，ml/ r。 (5) 輸出功率M和總效率n mo其計算公式為： —15) (6 60 式中N——輸出功率，kW △ Pm——進出油口壓力差，MPa Q m-—輸入流量，L/min； n m--總效率，

17、其值為容積效率與機械效率的乘積， n n = n vm ■ n mM （三） 液壓缸 液壓缸和液壓馬達一樣，在液壓系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，帶動工作機構(gòu)實現(xiàn) 直線往復運動。 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方向動作 （通常是向外伸出）時靠液壓力推動，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)行機構(gòu)實現(xiàn)預期的動作。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 壓力控制閥是用來控制工作液體的壓力，以滿足執(zhí)行元件所需要的動力。 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：一是隨時溢出液壓系統(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，起安全保護作用，此時稱安全閥，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，只有當系統(tǒng)

19、壓力超過調(diào)定壓力時才開啟。溢流閥 按其結(jié)構(gòu)分為直動式和先導式兩種。 （2） 順序閥是利用液體壓力來自動控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動作先后 -10 - 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控順序閥。 (3) 減壓閥是用于單泵供液而同時需要兩種以上的工作壓力的傳動系統(tǒng) 中，通常在輔助回路中應用較多。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，定壓減壓閥應用最多。 減壓閥也有直動式和先導式兩種。 2．方向控制閥 方向控制閥是用來控制和改變

20、液壓系統(tǒng)中液流方向，以實現(xiàn)執(zhí)行元件變 換運動方向的要求。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，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位置變化，來改變閥體上各閥口 之間的連通關(guān)系，以達到接通和斷開液路、控制工作液體流動方向的目的。 換向閥的應用廣泛，種類最多，分類方法也多種多樣。按閥芯的結(jié)構(gòu)與 運動方式， 可分為滑閥、 轉(zhuǎn)閥和球閥組； 按閥的操作方式， 可分為手動、 機動、 液動、電動以及復合控制閥； 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用最廣泛的換向閥，滑閥處在中間位置時的閥口 連接關(guān)系，稱為滑閥的機能。常用的有 0型、H型、M型和丫型4種。0型機能 各閥口互不相通；H型機能四個閥口連通在一起；M型機能進、回液口連通， 工作閥口閉鎖； 丫型機能工作液口和回液口三口相通，進液口關(guān)閉。 3．流量控制閥 用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量，以實現(xiàn)執(zhí)行元件所要求的運動速度。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 件的運動速度。主要應用在由定量泵供油的小流量

22、系統(tǒng)中，也可以用來進行加 載和提供背壓。 (2) 調(diào)速閥就是在普通節(jié)流閥的進油口串聯(lián)一個定差減壓閥，使液壓泵的 輸出壓力減小到固定值后再進入節(jié)流口，利用減壓閥的自動調(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 閥又稱壓力補償器。 （3） 分流閥的作用是保證兩個或多個執(zhí)行元件在負載各不相同時也能實 現(xiàn)同步動作。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

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，它利用相對運動零 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 械中應用廣泛，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而構(gòu)成管路系統(tǒng)。 油管及管接頭必須有足夠的耐 壓強度和密封性能。 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濾除最小雜質(zhì)顆粒度的 大小，單位是卩m濾油器的過濾精度等級分為四種：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存在耐壓容器里,待需要時又將 其釋放出來的一種裝置。它的主要作用是儲蓄液壓能，緩和液壓沖擊和消除脈 動影響。 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，延長液壓系統(tǒng)使用壽命。冷卻器按介質(zhì)不同分 為風冷和水冷兩種，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)分為平面截止閥和球面截止閥兩種。 三、基本回路 任何一個液壓系統(tǒng)，都是由—個或幾個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

26、泵的流 動循環(huán)路線。由液壓泵到液壓馬達構(gòu)成的系統(tǒng)為泵一馬達系統(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 ）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、油液散熱條件好等優(yōu)點， 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入液壓馬達，液壓馬達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之間不斷循環(huán)流動，這樣的系統(tǒng)為閉 式循環(huán)系統(tǒng)。為了補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，以此實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào) 壓、增壓、保壓、卸荷、順序動作等多種控制。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)壓力不超過某一預先調(diào)定的 值，或者使工作機構(gòu)運動過程中的各個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)中各個執(zhí)行元件暫時不工作時，使液壓泵 以很低的壓力運轉(zhuǎn)，或以很小的流量運轉(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

28、實現(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，增加運動的平穩(wěn)性，或防止立式液壓缸與垂直或傾斜運動的 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)行元件運動速度的回路，主要有調(diào)速回路、 快速運動回路、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，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu) 的啟動、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 的作用是 保護整個系統(tǒng)。 五、3MG20(型采煤機液壓系統(tǒng) 3MG20型采煤機液壓系統(tǒng)是在 MLS—170型和MG- 300型采煤機液壓系統(tǒng) 的基礎(chǔ)上優(yōu)化組合而成的一種便于操作維護和故障處理的新型液壓系統(tǒng)。 它由 主油回路

30、、補油回路、高壓保護回路和控制回路 4 個主要系統(tǒng)組成，如下圖所 示。 1．主油回路：由主油泵 1、馬達 2 組成。馬達的旋向隨主油泵供液方向 而變，主油泵在零位時馬達不轉(zhuǎn)。 2．補油回路：補油回路又稱熱交換回路，用于向主油回路補充因馬達工 作時泄漏的油液。其工作原理分四步： （1） 主電動機起動后，輔助泵 3 就開始排油，首先頂開制動器 14．為馬達 運轉(zhuǎn)做好準備。 （2） 當主油回路工作， a 路為高壓時，補油回路是：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） 當主油回路 b 路為高壓時，補油回路是：粗過

31、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） 當主油泵回零時，輔助油經(jīng)低壓安全閥 6 回油池，低壓安全閥 6 的動 作壓力為2.5MPa。當精過濾器11堵塞時，輔助油經(jīng)單向閥20流通。 3. 高壓保護回路：當主油回路工作， a 路為高壓時，高壓油向下推動梭 形閥 17，經(jīng)高壓表 9 至遠程調(diào)壓閥 7（高壓保護閥 ）。當采煤機受阻油壓升高到 14MPa寸，遠程調(diào)壓閥導通，壓力油推動失壓控制閥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， 馬達停止運轉(zhuǎn)，從而使采煤機得到保護。

32、當這種系統(tǒng)回路發(fā)生故障，油壓達 15MPa寸，高壓安全閥18導通，使系統(tǒng)得到保護。 在梭形閥處于下位時 （a 路高壓），低壓油路 （b 路）與背壓閥 19 相通；當 低壓油路壓力超過2MPa寸，背壓閥19導通，因此，馬達工作時，低壓側(cè)始終 保持1. 7MPs以上的背壓（原設(shè)計為2MPa> 主泵在零位 （圖示位置 ）時，高、低壓管路，經(jīng)梭形閥的節(jié)流孔導通，主 回路剩余油液經(jīng)背壓閥 19泄出。 4. 控制回路：輔助泵起動后，壓力液推動失壓控制閥 21 使壓力液進入 伺服閥 22。當擰動調(diào)速旋鈕 13，通過齒輪、絲桿使反饋桿 24向上移動時，控 制油經(jīng)伺服閥 22 進入控制活塞上腔，推動控制

33、活塞向下移動并帶動主泵轉(zhuǎn)動 —個角度，開始排油。排油量的大小隨調(diào)速旋鈕擰動角度大小而定，從而得到 馬達的無極變速。與此同時，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—個節(jié)油孔，用以控制回油速度，保證油泵動作平穩(wěn) 反方向操作調(diào)速旋鈕 13 時，主油泵反向改變擺角， 反向排油，馬達反轉(zhuǎn) 六、液壓系統(tǒng)的安全技術(shù)要求 l ． 液壓系統(tǒng)應有壓力表，指示準確。 2．液壓系統(tǒng)應有防止過載和沖擊的裝置。采用溢流閥時，溢流壓力不得 大于系統(tǒng)工作壓力的 110％。 3．應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，液壓油的溫升不得超過 40C。 5．使用蓄能

34、器時，蓄能充氣壓力與安裝應符合規(guī)定。 6．手動換向閥的操作與指示應方向一致，操縱輕便，無沖擊跳動。起升 離合器操縱手柄應設(shè)有鎖止機構(gòu)，工作可靠。 7．液壓系統(tǒng)應按設(shè)計要求用油，油量滿足工作需要。 8．油泵和液壓馬達無異響，系統(tǒng)工作正常，不得漏油。 復習思考題 一、單選題 1．擺線液壓馬達實際上是一種 ( ) 。 A. 齒輪馬達 B. 葉片馬達 C ．柱塞馬達 2．( ) 聯(lián)接大多用在載荷較大和定心精度要求較高的機械設(shè)備上。 A. 平鍵 B ．半圓鍵 C. 花鍵 3?—對齒輪轉(zhuǎn)動，主動輪轉(zhuǎn)速為1500 r/min,齒數(shù)為21;從動輪齒數(shù)為42, 則從動輪轉(zhuǎn)速為 ( )r ／m

35、in。 A．1500 B ．750 C ．3000 4．液壓傳動系統(tǒng)中油缸屬于 ( ) 元件。 A. 動力原件 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．在以下機械傳動的常用類型中， ( ) 屬嚙合傳動。 A. 帶傳動 B ．圓錐齒輪傳動 C ．螺旋傳動 D. 蝸桿傳動 E. 鏈傳動 2．以下各項中， ( ) 屬齒輪傳動的失效形式。 A. 工作齒面磨損 B ．齒面疲勞點蝕 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．以下各項中， ( ) 型屬于三位四通滑閥常用的中位機能。 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)運動。 ( ) 3. 在齒輪傳動周轉(zhuǎn)輪系中， 至少應有一個齒輪的幾何軸線位置不固定。 ( ) 4. 雙螺母防松屬于機械元件防松的一種方法。 ( ) 5. 液壓缸和液壓馬達一樣，在液壓系統(tǒng)中作執(zhí)行元件。 ( ) - 17 -