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1、2019/10/14,1,李雅庄矿综掘机应知应会,2019/10/14,2,掘进机液压传动,200综掘机学习资料 安 全 科：张 禄,2019/10/14,3,第一篇 液压基础 第 1 章 液压概论 第 2 章 液压流体力学的基本概念 第二篇 能量转换元件 第 3 章 液压泵 第 4 章 液压马达 第 5 章 液压缸 第三篇 液压控制阀 第 6 章 压力控制阀 第 7 章 流量控制阀 第 8 章 方向控制阀 第四篇 附件和液压油 第 9 章 液压附件 第 10 章 液压油 第五篇 液压系统 第11 章 液压回路与系统 第12 章 液压系统实际应用 第13 章 三一掘进机液压系统特点,掘进机液压
2、传动,2019/10/14,4,1.1 液压传动的工作原理,液压传动：就是通过受压液体在密闭容积中的流动传递动力。,各种传动：其特点均和介质的性质有关， 液压传动也不例外。,第 1 章 液压概论,工作介质的性质决定了液压传动的特点： 液体体积几乎不可压缩液压传动响应快，刚性大； 液压油可传热摩擦生热，热量传给油，散热容易； 流量可无级调节执行机构运动平稳，可以无级调速； 流体参数表现为流量和压力元件通用化、系列化、标准化； 液压油有润滑性，无孔不入，容易流动零件在油中工作，寿命长。 缺点：油的粘度受温度影响大，有泄漏，元件精度要求高，配管不如配电容易等。 掌握工作介质的性质，是设计、使用和维护
3、保养液压系统的前提。,教具演示,2019/10/14,5,1.2 掘进机的执行机构,液压系统是为掘进机服务的。 掌握液压系统，必须了解掘进机的用途和动作要求。,1.2.1 掘进机概况,掘进机的用途：截割煤和岩石，开辟巷道。,设计理念：安全，可靠，紧凑精良，高效人性化。,掘进机动作要求：除截割头旋转由电机传动外，其余均为液压传动； 液压动作：截割臂升降；截割臂左右回转；星轮旋转；一运运煤； 前铲板升降；后支撑升降；履带行走。,2019/10/14,6,伸缩缸 1个,行走马达 2个,支撑缸 2个,升降缸 2个,铲板缸 2个,星轮马达 2个,回转缸 2个,一运马达 2个,截割头旋转-电机驱动；其余均
4、为液压驱动,液压泵 2个,控制台,1.2.2 掘进机的执行机构,EBZ160掘进机液压系统： 泵2个，缸9个，马达6个,2019/10/14,7,液压系统组成及作用概括 油泵吸油又压油，阀管方向和p q 。 马达旋转缸直线，附件作用很关键。 介质受压传动力，润滑散热作贡献。,1.3 掘进机液压系统组成,机械能,机械能,在此过程中体现出液压传动的独到之处,2019/10/14,8,第 2 章 液压流体力学的基本概念,2.1 几个重要概念 粘性：液体具有粘性，粘性大小用粘度来衡量。粘性对液体的流动起阻碍作用。 能量损失：流体流动时有能量损失。 在液压技术中，单位重量流体的能量损失可用压力损失表示。
5、,液体流量和压力的关系 液压弹簧刚度大，大到几乎不可压。 无孔不入易流动，容积模数又很大。 液体受压生压力，压力变化有多大？ 体积变化相对值，容积模数乘以它， 容积一定q 积分， 时间越长p 越大。 若不限压保安全，不是坏了就漏了。,2.2 压力形成基本原理 液体压力的大小，取决于液体受压的程度。对特定容积，容积内液体压力的大小 取决于流量对时间的积分（累积作用）：,V-体积； E-有效容积模数； Kh-液压弹簧刚度,2019/10/14,9,2.3 伯努利方程,伯努利方程要点 压头位头速度头，三者之和总水头， 相互转换随管路，水头总往低处流。 实际流体有损失，沿程降低总水头。,2.3.1 工
6、程上液体流动时的伯努力方程,伯努利方程是个能量方程，它表明流体只能从能量高的地方 流向能量低的地方，在忽略位能和动能的前提下，流体从压力高 的地方流向压力低的地方。,2019/10/14,10,0,0,速度水头,压力水头,位置水头,基准线,比动能,比压能,比位能,几何意义：,能量意义,hw,损失水头,2.3.2 伯努力方程几何意义和能量意义,2019/10/14,11,1.流体始终从压力高的地方流向压力低的地方。 对这句话你是如何理解的？,2. 如图，差动缸工作过程中， 比较p, p1, p2的大小!,2.3.3 伯努力方程应用思考题,2019/10/14,12,3.1 液压泵的工作原理,液压
7、泵-容积泵：容积扩大,吸油;容积缩小,压油,l,d,n,L,F,u,p,q,p,泄漏,理论流量,实际流量,V,大气压,排量：泵轴转一转，吸油或压油体积,理论流量：,D,第 3 章 液压泵,3.2 液压泵主要特点,容积泵来特点多, 共有以下这几个: 封闭容积要变化, 吸压油腔要相隔; 吸油油箱通大气, 油压建立靠载荷, 压力不能无限大, 强度密封决定的; 流量大小看转速, 再看排量是如何. 泵能吸油又压油, 正常泄漏也没辙, 压力增高出油少，只因泄漏在增多.,2019/10/14,13,3.3 定量泵与变量泵的基本概念,3.3.1 定量泵 排量不可调的泵，叫做定量泵。 定量泵主要特点：结构简单，
8、价格便宜；采用定量泵的液压系统，执行机构速度的 调节只能采用节流调速；定量泵的输出流量为常数，因而系统效率较低。 3.3.2 变量泵 排量可调的泵，叫做变量泵。 变量泵主要特点：结构复杂，价格较贵；采用变量泵的液压系统，执行机构速度的 调节可采用容积调速或容积-节流调速；变量泵的输出流量始终和系统的需要相适应。 3.3.3 变量泵的主要类型 1）负载敏感变量 2）恒功率变量 3）恒压变量 4）恒流变量 5）伺负变量 三一掘进机液压系统采用的LRDS变量泵具有负载敏感、恒功率、恒压等多种功能。,2019/10/14,14,3.4 液压传动的主要工作特征,3.4.1 力的传递靠液体压力实现,3.4
9、.2 运动的传递靠流量,压力取决于负载。 负载包括:外负载,油流动时管路和阀的阻力负载,3.5 液压功率,液压功率=压力流量=pq,在压力 p 作用下，柱塞在 时间 t 内移动距离 L，则,适合液体做功的各种工况,功率,2019/10/14,15,3.6 液压系统图形符号,d,n,L,F,u,p,p,V,大气压,D,l,3.6.1 液压系统的图形符号表示法,2019/10/14,16,3.6.2 掘进机液压系统常用的图形符号,图形符号的说明 （1）定量泵 （2）变量泵 （3）定量马达（4）变量马达 （5）电动机 (6）液压缸 （7）电磁换向阀 （8）手动换向阀 （9）力士乐多路阀（一片） （1
10、0）溢流阀 （11）减压阀 （12）顺序阀 （13）节流阀 （14）单向阀 （15）滤油器 （16）散热器 （17）连接管路 （18）交叉管路 （19）柔性管路,2019/10/14,17,3.7 力士乐LRDS变量泵,2019/10/14,18,1）将液压能转换为机械能,能够正反转,因而结构对称，加上 泄漏 需要,有单独泄油孔; 2）马达可作泵用,泵作马达有条件(如单向阀配油的泵,不能作马达); 3）低速大扭矩马达需要的制动力矩较大。 机械效率和容积效率兼顾 二者不可得兼时： 通常，泵：侧重容积效率-提供流量 马达：侧重机械效率-启动负载能力,4.2 液压马达主要特点,第 4 章 液压马达,
11、4.1 液压马达工作原理,所有液压马达，都是靠作用在相关零件上的液压力对马达轴 产生转矩的原理进行工作的。,2019/10/14,19,1) 供油流量相同,往返速度不同 2) 供油压力相同,往返出力不同 3) 可组成差动缸,5.1 液压缸的结构原理,5.2 单杆液压缸的特点,第 5 章 液压缸,2019/10/14,20,5.3 能量转换元件的特点和参数计算,5.3.1 泵作用和马达作用判断原则 泵-轴先转-容积变化-吸压油-靠负载生压力-输出压力油 马达-先供油-容积变化-进出油-靠负载生压力-转矩作用-轴旋转 缸-先供油-容积变化-进出油-靠负载生压力-力推动-活塞运动,在液压系统工作过程
12、中，泵、马达或者是缸，从工作原理角度来说，它们当时的作用究竟是泵还是马达，不是绝对不变的。应当根据上述原则进行具体分析和判断。特别是分析、判断和排除液压系统的故障时更是如此。如液压马达在惯性作用下，它已经变成了泵。,2019/10/14,21,液压力做功时，排量把压力和流量联系起来. 排量压差=转矩（力） 排量速度=流量,排量是泵或马达轴，或缸的活塞移动单位位移时所需油的理论体积 排量是泵或马达轴，或缸的活塞在单位速度下所需的理论流量 排量是泵或马达轴，或缸的活塞在单位压力下所产生的理论转矩(力) 单杆液压缸具有两个排量（因活塞两边有效作用面积不等）,5.3.2 排量的概念,2019/10/1
13、4,22,油缸油泵油马达，工作原理属一家： 能量转换共同点，均靠容积来变化， 单位位移变化量，排量定义就是它。 出油容积必缩小，进油容积则扩大。 油泵输出压力油，出油当然是高压， 缸和马达与泵反，出油自然是低压。 工作压差看负载，负载含义要记下： 油泵不仅看外载，管路阻力也得加， 缸和马达带负载，压差只是克服它。 流量大小看速度，再看排量小与大。,5.3.3 泵缸马达的共性与个性,2019/10/14,23,5.3.4 能量转换元件的参数计算-1,液压泵和马达参数计算 理论转矩记住它 , 等于排量乘压差 . 理论流量记得住 , 等于排量乘转速 . 功率等于p 乘 q , 也等转矩乘转速 . 能
14、流方向分得清 , 乘除效率不含糊 . 计算单位要统一 , 角度一律用弧度.,2019/10/14,24,p为巴 q 每分升， 分子 p q要记清。 泵除效率马达乘， 千瓦分母6 0 0。,液压泵电机功率 液压马达输出功率,5.3.4 能量转换元件的参数计算-2,2019/10/14,25,第 6 章 压力控制阀,6.1 溢流阀 6.1.1 直动式溢流阀工作原理,假设:忽略摩擦力,阀口液动力. 设阀口开度为 x .,阀芯平衡时:,初始压缩量,可调,并且调后不变,所以 p 基本不变.,2019/10/14,26,6.1.2先导式溢流阀工作原理,A,导阀先于主阀开，主阀芯平衡时：,溢流阀工作时,先导
15、阀口很小,弹簧力变化不 大.说明p2 可看作常数. 所以, p1 可视为常数.,先导溢流阀主要特点：,可用于高压大流量;响应不如直动式的快; 可设置遥控口,实现压力遥控或卸荷控制.,p2,p1,先导阀,主阀,2019/10/14,27,6.2 减压阀,6.2.1 直动式减压阀工作原理,当通过手柄对调压弹簧 加压时-阀芯下移-减压口开 -压力由P1减压为P2； P2和调压弹簧力平衡 调压弹簧取消加压时，在复 位弹簧作用下，阀芯复位， P2通油箱。,2019/10/14,28,阻尼孔,减压口,5MPa,3MPa,待卡紧工件,6.2.2 先导式减压阀工作原理,导阀先开-主阀上移 -形成减压口； 减压
16、后的压力p1和主阀 上腔压力p2及主阀弹簧 力F平衡； p2 基本不变，主阀弹 簧是软簧，故 F很小， 所以p1基本不变； 卡紧缸是盲端，不再进 油，但阻尼孔始终有油 流动。,先导阀,主阀,p2,p1,2019/10/14,29,6.2.3 减压阀的应用,手柄比例控制 ： 操作阀由两个减压 阀组成。 减压阀的输出压 力与手柄搬动角度 成比例； 换向阀口开度与 减压阀输出压力成 比例； 缸活塞位移与换 向阀口开度成比例。,2019/10/14,30,6.3.1 直动式顺序阀工作原理,6.3 顺序阀,p1,p2,调压弹簧,p1达到调定值-主阀开- p2有输出,达到调定压力油过去， p2取决于其后的负载。,如把弹簧腔和p2连通在一起通油箱， 从工作原理上来说，就是溢流阀。,2019/10/14,31,6.3.2 先导式顺序阀工作原理,导阀开启前， p1 = p3阻尼 孔无油通过，主阀口关闭；
