采掘机械与液压传动 第1篇4-6章

3、方向控制阀：用于控制和改变系统中工作液体的 流动方向，以实现执行机构运动方向的转换。方向 控制阀可分为二通、三通、四通和多通阀等。操纵 方式有：手动、液压、电液、电磁和机械换向。
各种液压阀的阀口数量因阀而异，一般分为5种。用 字母所表示的阀口功能说明如下：
压力油口（P）：进入压力油的油口。减压阀、顺序阀的出 油口也是压力油口。 回油口（ O或T ）：低压油口，阀内的低压油由此流出，流 向下一个元件或油箱。 泄油口（ L ）：低压油口，阀体中漏到空腔中的低压油经它 回到油箱。 工作油口：指方向阀的 A、B油口，由它连接执行元件。 控制油口（K）：使控制阀动作的外接控制压力油由此进入。
推拉力和运动速度计算：
1、普通油路连接时 2 F推 D p 4 F拉 （D 2 d 2）p 4 2 V推 Q D 4 V拉 Q （D 2 d 2） 4 2、差动连接时
2 F d p 4
2 V Q d 4
由此可见，单活塞杆推力油缸在 差动连接时，伸出速度更高，但推力却小得多。
qM 4 d Dztgr
(ml / r )
2、平均输出转速 nM
nM
3、平均输出扭矩 M M M M P qM mM ( N m)
QM vm qM
(rpm)
第四节 内曲线多作用式径向柱塞马达
它是一种低速大转矩马达。 一、工作原理（如图1-4-6） 主要由定子、转子、柱塞组和配流轴等主要部件组成。 这种马达既有轴转结构，也有壳转结构。 二、主要参数计算 2 1、排量 qM
第二节 常用液压缸
一、双作用单活塞杆推力液压缸 组成：主要由缸筒、活塞、活塞杆、密封件、缸盖等组成。 这类液压缸的特点是活塞两侧的有效作用面积不等， 在相同的液压力和流量作用时，活塞杆双向的出力和运动 速度不同：出力大时速度低，出力小时速度高。
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第四章 液压马达
第一节 液压马达的结构特点和主要技术参数 一、结构特点和分类 液压马达是液压系统的一种执行元件（另一种 是液压缸）。它将液压泵提供的液体压力能转变为 其输出轴的机械能（扭矩和转速）。从能量观点看， 马达和泵是可逆的，即泵可做马达用，反之亦然。 由于用途和工作条件不同，对它们的性能要求也不 一样，所以相同结构类型的泵、马达之间存在差别。 1、液压马达应能正、反转运行，内部结构具有 对称性，液压泵通常是单向旋转的。 2、泵必须有自吸能力要求，马达无，但要具备变 化容积的初始密封性。
二 叶片式马达的工作原理及结构特点 1、双作用式叶片马达的工作原理（如图1-4-3） 2、技术参数计算
（1）排量 qM
qM 2B( R r ) ( R r ) sz 式中 s—叶片厚度； z—叶片 （2）平均输出转速 QM vm nM qM （r/min） （3）平均输出扭矩 M M PM qM mM ( N m)

2、原理


载荷相同：分流阀的出油口压力p3和p4相等，因为可变节流口c、d 完全相同，所以油腔6、7中的压力p1、p2也相等。故节流口的压力 差△p1=p0-p1=p0-p2= △p2，流量Q1=Q2，从而使执行机构能同 步运动。 载荷不同（假设出油口压力p3>p4）：压力差p1-p2减小，Q1减小 Q2增加，又使节流口a、b上的压降发生变化，油腔6的压力p1上升， 油腔7的压力p2下降，所以阀芯向左移动，从而又使可变节流口的 压降发生变化，使p1减小而p2增加，这样直到压力平衡，从而使执 行机构能适应负载的变化而保持运动的同步。
n 150～ 200r / min
二 液压马达的主要技术参数和职能符号 1、主要技术参数 （1）排量qM：不考虑液体在马达内的泄漏时推动
主轴每转一周所需要的工作液体体积，ml/r。马 达排量的大小只取决于马达本身的工作原理和 结构尺寸，与工作条件和转速无关。 （2）输入流量 MQ和容积效率 VM 进入马达进液口的液体流量称为输入流量 MQ ， 单位为l/min，设泄露流量为 Q ' M ，则推动马达作 QM Q ' M ,所以马达容积效率为： 功流量为
YF系列的高压溢流阀 ： 0.6～32MPa
2、结构和工作原理 （1）直动式溢流阀（图1-6-2） 组成：阀芯1、阀座2、密封圈3、 弹簧6、调压螺钉7等零 件组成。
2）先导式溢流阀（图1-6-3） 组成：阀体1、主阀阀座2、主阀阀芯3、主阀 弹簧4、先导阀弹簧7、调压螺钉8、先导阀阀芯5、 先导阀阀座9、螺堵6等。 3、应用举例 （1）作溢流阀用，保持系统压力的基本稳定； （2）作安全阀用，溢流阀常闭，当负载增大使系 统的压力超过溢流阀调定的压力是，溢流阀 开启，油液流回油箱，保证液压系统的安全； （3）作卸荷阀用，溢流阀在近于零压下溢流，液 压泵卸荷空运转。
二 、双伸缩液压缸 组成：一级缸、二级缸、活柱、大小导向套、底阀和 大小活塞等组成。如图1-5-4 s230Y型立柱，一级缸内径D=230，最大高度为4500， 最小高度为1982，总行程达2518。 三、齿条式液压缸（如图1-5-5） 主要用在工作机构的回摆运动上。如某些部分断面掘 进机的工作机构左右摆动装置和短工作面采煤机工作 机构摇臂的回转运动都是由其实现的。其输出扭矩和 角速度分别为 PD 2 Dt ( N m) M
① L形节流阀的结构（如图1-6-13） L形三角槽式节流阀
Qmin 0.05l / min
Pmax 6.3MPa
Q 10、 、 、 l / min 25 63 100
② LDF单向节流阀（如图1-6-14） 主要缺点：△p变，则Q变，故节流阀只限于外载荷变 化不大或对速度稳定性要求不高的场合。为了克服这 一缺点，可采用流量稳定的调速阀。 二、调速阀 节流阀的进油口串联一个定差减压阀，使液压泵的 输出压力p1 减小到p2 后进入节流口，然后利用减压阀 芯的自动调节作用，使节流口前后的压力差保持不变， 从而保证流经调速阀的流量恒定。调速阀中的减压阀又 称压力补偿器 。 工作原理（图1-6-15）
职能符号如右图所示： 其中 P1——一次油路，P2——二次油路。 2、应用举例： 机床夹紧回路 三、顺序阀 利用液体压力来自动控制液体传动系统中各执行元件 动作先后顺序的液压元件。根据控制液体的来源不同， 可分为直控顺序阀和远控顺序阀。 1、工作原理 （图1-6-9） 2、应用：作为卸荷阀使用，如图
8 Q 8 Q 2 2 Dt D Dt D 4 2
第六章 液压控ຫໍສະໝຸດ Baidu阀
第一节 概述 液压控制阀又称液压阀，是液压系统中的控制元件。 控制和调节系统中工作液体的压力、流量和方向， 以满足对执行机构（液压缸、液压马达）所提出的 压力、速度和换向的要求，从而使执行机构实现预 期的动作。主要分为三类： 1、压力控制阀：控制工作液体的压力，实现执行 机构提出的力或力矩的要求。这类阀主要溢流阀， 安全阀，减压阀，卸荷阀，顺序阀，平衡阀等； 2、流量控制阀：控制和调节系统流量，从而改变 执行机构的运动速度。主要有节流阀，调速阀和分 流阀等。
QM QM vm QM
（3）输出转速 nM
QM vm nM 103 (r / min) qM
（4）马达的输出扭矩MM
MM PM qM mM 10 6 ( N m) 2
（5）马达的输出功率NM和总效率ηM
NM
PQM M (kw) 6 60 10

四、压力继电器 压力继电器是利用液体压力控制的电气开关， 将液体压力信号转变为电信号，控制各种电气元 件（电磁阀、电机、时间继电器等）的动作，实 现系统的自动控制和安全保护。 1、继电器的结构和工作原理（图1-6-11） 按结构形式可分为柱塞式、弹簧管式、膜片式 和波纹管式四种。 2、应用 电磁溢流阀做卸荷 阀使用的卸荷回路
二、减压阀 用于单泵供液同时需要两种以上工作压力的传 动系统中。其作用是将主回路中高压工作液 体的压力降为所需要的压力值，以满足系统 分支液压元件的工作需要。通常要求能自动 保持其输出压力值基本不变。 1、工作原理 按调节要求不同，可分为定压、定比、定差 三种减压阀。 定压减压阀（如图1-6-7）应用最为广泛。 减压阀有直动和先导式两种。
第三节 流量控制阀
一、节流阀：主要应用于由定量泵供油的小流量系统中。 1、作用：利用改变流通面积来改变通过节流阀的流量， 从而改变油缸或油马达的运动速度，也可用来进行加载 和提供背压。 2、原理和结构 液体流经任何形状节流口的流量，都遵循以下流量 m Q kfp 特性关系式： 式中 Q—通过节流口的流量。k—节流口形状及液 体性质参数，主要取决于油温对油液粘度的影响。f—节 流口通流截面积。 △ p—节流口前后压力差。 m—指数， 由节流口形状决定，其值0.5≤m≤1。 因此：当节流口形状一定，前后压力差不变时，通过节 流口的流量与节流口的通流面积成正比，即节流口开大， 流量就大，反之流量就小。
M VM mM
2 职能符号如图1-4-1所示。
第二节 齿轮式马达和叶片式
一 齿轮式马达的工作原理和技术参数 1、工作原理（如图1-4-2） 2、技术参数的计算 2 （1）排量
q M 2m zB
QM vm qM
（2）平均输出转速
nM
（3）平均输出扭矩
M M PM qM mM
第二节 压力控制阀
一 溢流阀（安全阀） 1、作用：调节系统的工作压力。 在定量泵调速系统中，溢流稳压，常开，调定压 力较低。 在容积调速系统中，限定最高压力，常闭，安全 保护。 职能符号如右图所示：
国产溢流阀分为三个系列：
P系列的低压溢流阀： 0.2～2.5MPa
Y系列的中压溢流阀： 0.6～6.2MPa
调速阀要求： 1、只能单向使用。 2、p1 p3 0.4 0.5MPa ～ 3、可与单向阀并联组成单向调速阀。 Q型调速阀结构（如图1-6-16） Q型 P = 0.5～6.3MPa Qmin = 30 ml/min QF型 P = 32MPa 三、分流阀 1、作用 分流阀又称同步阀，保证两个或两个以上执行元件工 作时同步运动。分为两类： （1）等量分流阀：把流量向几个出油口平均分配 （2）比例分流阀：按一定比例向各出油口分配流量
4 2、平均输出转速 nM
qM
d sxYz
3、平均输出扭矩MM M M P qM mM 三、典型结构 横梁传递切向力的马达。图1-4-7
QM nM vm qM
第五章
液压缸
第一节 概述
液压缸也称油缸，它的功用与液压马达类似。常用液 压缸类型见表1-5-1。 单作用液压缸：活塞只是一个方向动作，靠液压力推动。 回程靠自重或外力将活塞杆推回。 双作用液压缸：活塞只是两个方向动作，也靠液压力推动。
3、双作用叶片马达的结构特点 （1）每个叶片底部都装有燕式弹簧，把叶片顶紧 在定子内表面上。 （2）叶片径向安装。
（3）叶片槽底部壳体（装有并联的单向阀）与压力液 体相通以增加初始密封性。 （4）具有体积小，转动惯量小，输出扭矩均匀，动作 灵敏，适于高频、快速的换向传动系统。
第三节 轴向柱塞马达
轴向柱塞马达有斜盘式和斜轴式两种 类型。 一、工作原理（如图1-4-5） 二、主要技术参数计算 2 1、排量 qM
3、为适应调速需要，液压马达转速范围应足够大。特别是 它对最低稳定转速有一定的要求，而液压泵都是在高速稳 定下工作的，其转速基本不变。 4、为了改善液压泵的吸液性能和避免出现气蚀现象，通常 吸液口比排液口大，而液压马达吸排液口尺寸可以一样。 由于以上原因，所以很多同类型的液压泵和液压马达 是不能互逆使用的。 液压马达的分类：按结构可以分为 ⑴齿轮式液压马达 ⑵叶片式液压马达 ⑶柱塞式液压马达 ，其中又分为轴向柱塞式液压马达 和径向柱塞式液压马达两种。 高速小扭矩马达：M 1500N m n 150～ 200r / min 低速大扭矩马达： M 1500N m