采煤机、液压支架液压系统.ppt

LOGO采煤机、液压支架的采煤机、液压支架的 液压系统液压系统2采煤机调高液压系统第一节第一节 概述概述一、液压系统的组成3组成：v 动力元件动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力 v 执行元件执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气马达，功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动 v 控制元件控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向 v 辅助元件辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计 v 工作介质工作介质: :液压油。第一节第一节 概述概述41.1.压力压力 液体单位面积上所受的力称为压力，用p表示。压力p定义为：AFp=二、基本参数液压传动中的液体压力取决于负载,负载大压力就大,负载小压力就小。压力的单位：牛顿/米2(N/m2)或帕（Pa）、兆帕（MPa） 1 MPa=106 Pa第一节第一节 概述概述52.流量 单位时间内流过管道某一截面的流体体积，用q表示。单位: 米3/秒(m3/s)、升/分（L/min） 1 m3/s=6104 L/min= 1103 L/sAqv =vAq=速度的大小由流量控制第一节第一节 概述概述63.3.压力损失压力损失p 液体流经管道或局部障碍（弯管、断面突然变化、局部装置等）时，由于液体在运动过程中产生摩擦和相互撞击作用，引起的能量损失。式决定，指数。由管道的结构形关长度及液压油等因素有的截面形状、大小、管道中的液阻。与管道2121nnRRqpppn第一节第一节 概述概述7 无级调速。无级调速。 体积小、重量轻。体积小、重量轻。 运动平稳。运动平稳。 过载保护。过载保护。 较长的使用寿命。较长的使用寿命。 便于设计、制造。便于设计、制造。 效率低效率低, ,不宜作远距离传动。不宜作远距离传动。 不能保证定比传动。不能保证定比传动。 对温度变化较敏感。对温度变化较敏感。 造价高。造价高。 故障难查找。故障难查找。优点优点缺点缺点四、液压传动的优缺点第一节第一节 概述概述8液压泵是液压系统的动力元件，其作用是把原动机输入的机械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流量的液流。液压马达、液压缸则是液压系统的执行元件，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功 。第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸9一、液压泵1.工作原理及类型容积式泵:利用利用密封容积的变化密封容积的变化来实现吸油和压油的，来实现吸油和压油的，其排油量的大小取决于其排油量的大小取决于密封腔的容积变化值。密封腔的容积变化值。第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸10轴轴向向柱柱塞塞泵泵径径向向柱柱塞塞泵泵叶叶片片泵泵齿齿轮轮泵泵定定量量泵泵轴轴向向柱柱塞塞泵泵叶叶片片泵泵变变量量泵泵泵泵类型第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸11液压泵的图形符号单向定量泵双向定量泵双向变量泵单向变量泵第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸12外啮合齿轮泵实物结构外啮合齿轮泵实物结构2.泵的结构（1）齿轮泵第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸13内啮合齿轮泵实物结构第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸14齿轮泵原理吸油区和压油区特点：结构简单，抗污染能力强，价格便宜。但工作压力不高。一般机械的润滑泵以及辅助泵采用齿轮泵。第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸152.柱塞泵优点:加工比较方便，精度易保证。能达到较高的工作压力和容积效率，变量方便。缺点：结构复杂，价格高，对油液的污染敏感。 应用: 高压大流量的综采机械设备中 。 类型轴向柱塞泵径向柱塞泵斜轴式斜盘式第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸16轴向柱塞泵（斜盘式）第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸17轴向柱塞泵（斜轴式）第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸18径向柱塞泵第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸19轴向柱塞泵工作原理 改变斜盘（斜轴）倾角的大小，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量。改变斜盘（斜轴）倾角的方向，就能改变吸、压油方向(双向变量轴向柱塞泵)。第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸20二、液压马达液压马达是液压系统中的一种执行元件，它将液压泵提供的液压能转变为机械能，推动负载作功 。 从能量转换的观点看，液压马达和液压泵是相互可逆工作的液压元件。但由于液压泵和液压马达的功能不同，工作条件不同，它们的实际结构有差别。 所以，二者不可以互逆使用。 第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸211.类型及图形符号马达马达齿轮式马达齿轮式马达柱塞式马达柱塞式马达叶片式马达叶片式马达定量马达定量马达径向柱塞马达径向柱塞马达轴向柱塞马达轴向柱塞马达定定量量马马达达变量马达变量马达第二节第二节 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸二、液压马达22马达马达高速小扭矩马达高速小扭矩马达低速大扭矩马达低速大扭矩马达齿轮马达齿轮马达径向柱塞马达径向柱塞马达叶片马达叶片马达轴向柱塞马达轴向柱塞马达M150200r/min Ml500Nm、n4040 的液压泵的液压泵。第五节第五节 工作液体（液压油）工作液体（液压油）69三、工作液体的使用维护三、工作液体的使用维护1.1.污染物种类及其危害污染物种类及其危害(1)(1)固体颗粒固体颗粒会加速元件磨损，堵塞缝隙及会加速元件磨损，堵塞缝隙及过滤器，使液压泵和阀性能下降，产生噪声。过滤器，使液压泵和阀性能下降，产生噪声。(2)(2)水水液压油会加速工作液体的氧化，并与液压油会加速工作液体的氧化，并与添加剂起作用产生粘性胶质，堵塞滤心。添加剂起作用产生粘性胶质，堵塞滤心。(3)(3)空气空气会降低工作液体的体积模量，引起会降低工作液体的体积模量，引起气蚀，降低润滑性能。气蚀，降低润滑性能。(4)(4)溶剂、表面活性化合物等化学物质溶剂、表面活性化合物等化学物质使金使金属腐蚀。属腐蚀。(5)(5)生成的微生物生成的微生物使工作液体变质，降低润使工作液体变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。滑性能，加速元件腐蚀。第二章第二章 工作液体（液压油）工作液体（液压油）70 2.2.污染原因污染原因工作液体遭受污染的原因是多方面的工作液体遭受污染的原因是多方面的: :一是在液压装置组装时残留下来的污染物，主要一是在液压装置组装时残留下来的污染物，主要是指切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等；是指切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等；二是从周围环境混入的污染物，主要是指空气、二是从周围环境混入的污染物，主要是指空气、尘埃、水滴等；尘埃、水滴等；三是在工作过程中产生的污染，主要是指金属微三是在工作过程中产生的污染，主要是指金属微粒、锈斑、涂料和密封件的剥离片、水分、气泡以粒、锈斑、涂料和密封件的剥离片、水分、气泡以及工作液体变质后的胶状生成物等。及工作液体变质后的胶状生成物等。第二章第二章 工作液体（液压油）工作液体（液压油）71 3.3.工作液体的污染控制工作液体的污染控制(1)(1)严格清洗元件和系统。液压元件在加工的每遭工序后都严格清洗元件和系统。液压元件在加工的每遭工序后都应净化，装配后再仔细清洗，以清除在加工和组装过程中残留应净化，装配后再仔细清洗，以清除在加工和组装过程中残留的污染物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行的污染物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行全面彻底的冲洗。全面彻底的冲洗。(2)(2)防止污染物从外界侵入。在贮存、搬运及加工的各个阶防止污染物从外界侵入。在贮存、搬运及加工的各个阶段都应防止工作液体被污染。工作液体必须经过过滤器注入系段都应防止工作液体被污染。工作液体必须经过过滤器注入系统。设计时可在油箱呼吸孔上装设空气滤清器或采用密封油箱，统。设计时可在油箱呼吸孔上装设空气滤清器或采用密封油箱，防止运行时尘土、磨料和冷却物侵入系统。另外，在液压缸活防止运行时尘土、磨料和冷却物侵入系统。另外，在液压缸活塞杆端应装防尘密封，并经常检查定期更换。塞杆端应装防尘密封，并经常检查定期更换。(3)(3)采用高性能的过滤器。这是控制工作液体污染度的重要采用高性能的过滤器。这是控制工作液体污染度的重要手段，它可使系统在工作中不断滤除内部产生的和外部浸入的手段，它可使系统在工作中不断滤除内部产生的和外部浸入的污染物。过滤器必须定期检查、清洗和更换滤芯。污染物。过滤器必须定期检查、清洗和更换滤芯。 第二章第二章 工作液体（液压油）工作液体（液压油）72(4)(4)控制工作液体的温度。液压装置必须设立良好的散热控制工作液体的温度。液压装置必须设立良好的散热条件，使工作液体长期处在低于它开始氧化的温度下工作。条件，使工作液体长期处在低于它开始氧化的温度下工作。一般液压系统的工作温度最好控制在一般液压系统的工作温度最好控制在6565以下，机床液压系以下，机床液压系统还应更低一些。统还应更低一些。(5)(5)保持系统所有部位良好的密封性。空气侵入系统将直保持系统所有部位良好的密封性。空气侵入系统将直接影响工作液体的物理化学性能。因此，一旦发生泄漏，应接影响工作液体的物理化学性能。因此，一旦发生泄漏，应立即排除。立即排除。(6)(6)定期检查和更换工作液体并形成制度。每隔一定时间，定期检查和更换工作液体并形成制度。每隔一定时间，对系统中的工作液体进行抽样分析。如发现污染度已超过标对系统中的工作液体进行抽样分析。如发现污染度已超过标准，必须立即更换。在更换新工作液体前，整个系统必须先准，必须立即更换。在更换新工作液体前，整个系统必须先清洗清洗1 1次。次。第二章第二章 工作液体（液压油）工作液体（液压油）73方向控制回路压力控制回路速度控制回路方向、压力控制回路开式回路闭式回路按工作油液的循环方式 按功能分第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统74开式循环系统电牵引采煤机制动系统 闭式循环系统采煤机液压牵引系统 第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统75第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统一、液压支架液压系统1-立柱；2、6-操纵阀；3、7-液控单向阀；4-安全阀；5-推移千斤顶；8-工作面输送机1.降架2.移架3.升架4.推溜液压系统实例分析76液压支架的液压系统 1-乳化液压泵；乳化液压泵；2-蓄能器；蓄能器；3-自自动卸荷阀；动卸荷阀；4-手动卸荷阀；手动卸荷阀；5-安安全阀；全阀；6-前柱液压缸；前柱液压缸；7-后柱液后柱液压缸；压缸；8、9-手动换向阀；手动换向阀；10-液液控单向阀；控单向阀；11-溢流阀；溢流阀；12-护帮护帮液压缸；液压缸；13-掩护梁侧推液压缸；掩护梁侧推液压缸；14-顶梁液压缸；顶梁液压缸；15-防滑液压缸；防滑液压缸；16-前梁液压缸；前梁液压缸；17-推移液压缸推移液压缸77支架液压系统的特点：1)乳化液泵：目前国内外绝大多数都采用卧式柱塞泵，ICHY-4型乳化液泵站中使用了BHP-3220型阀式配流径向柱塞泵，效果不错；2)各种液压缸及其零件需要进行表面防锈蚀处理；3)对各种操纵、控制阀的密封性能要求很高。因此很少采用滑阀，而多采用座阀或平面密封式阀类。 第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统784）在采用液压先导控制的操作系统中，为减少操作管路，简化系统结构，常采用“印刷板”式油路和多芯软管等元件；5)支架液压缸专用的鼓形和蕾形橡胶密封圈，性能优良，工作可靠，寿命长。当前对支架液压系统研究的两个主要方面是：研制先导控制的电液操纵阀，实现全工作面支架系统的计算机控制；进一步研制适用于高水基高压系统的液压元件，以提高支架的初撑力和工作阻力。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统79第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统二、采煤机牵引部液压系统801.主油路系统1）主油路组成：1-斜轴式轴向柱塞泵；2-斜轴式定量柱塞马达；工作原理：闭式系统，采用变量泵-定量马达的容积调速方式。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统812）补油回路：作用:补偿主回路系统的泄漏损失。组成：辅助油泵3工作原理：油箱粗过滤器辅助油泵3精过滤器单向阀主液压泵吸油侧。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统823）热交换回路：作用:对系统进行冷热油交换。组成：梭形阀4、低压溢流阀5、冷却器14。工作原理:马达排出的部分热油阀4 阀5 冷却器14 油箱。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统832.调速换向系统1）泵位调节器15组成：调速杆15.1、大弹簧15.2、弹簧套15.3、V形槽板15.4、反馈杠杆15.5、伺服滑阀15.6、变量活塞15.7。 第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统84工作原理：（1）大弹簧尚未压缩：变量油缸、伺服滑阀均处于中位，主泵摆缸倾角为O。采煤机停止牵引。 （2）当开关活塞16处于右位（解锁）松开V形槽板时，摇动手柄21或转动齿轮22压缩大弹簧，通过反馈杠杆推动伺服滑阀，从而使变量活塞移动，调节主泵摆缸的倾角。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统852） 恒功率自动调速组成：液压恒功率调节器17（小柱塞17.1、平衡弹簧17.2）、电动机恒功率调节器18（小活塞18、电磁阀18.2、节流阀18.3）。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统86 原理： （1）小柱塞17.1的一端与系统的高压侧相通，小柱塞的伸出距离与系统的压力成正比。随着系统液压力上升，小柱塞逐渐外伸，其端部压向V形槽的侧面，迫使V形槽板带动伺服滑阀向主泵排量减少的方向运动，系统自动减速。当系统压力足够高时，小柱塞完全伸出，迫使V形槽板回到零位，系统自动停止牵引。 如果系统压力下降的话，小柱塞又将在平衡弹簧作用下收缩，放松V形槽板而使系统增速。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统87第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统 （2）当电动机超载运转时(负载电流i大于额定电流i。的1.05倍)，电动机恒功率调节器的电磁阀18.2处于左边，小活塞18外伸，迫使V形槽板向着主泵排量减少的方向运动，系统自动减速，电动机功率随之下降。当i1.05i。时，阀18.2复到中位，小活塞自由浮动，不影响液压恒功率调节器17对槽板的控制。电动机保持满载工况。如果电动机长时间超载运转，则小活塞就可能完全伸出，而迫使采煤机停止牵引；当电动机欠载运转时(i095i。)，电磁阀18.2处于右位，小活塞收缩，放松V形槽板而使系统增速，电动机功率亦随之增加。883.保护系统1)压力过载保护油路作用：限制液压系统压力的升高。组成：超压关闭阀8、高压安全阀9。工作原理：当系统压力达到其额定压力时，阀8下位工作，泵3来的油断路。开关阀11上位工作，开关活塞16左腔通油箱，迅速上锁，系统停止牵引；同时系统的高压油经阀8、阀5回油箱。高压油路压力降低，超压关闭阀又自动复位，使系统又处于待启动状态。如果超压关闭阀由于故障而在调定压力下不能及时动作，则系统压力将继续升高而使高压安全阀9开启（其调定压力略大于额定压力）溢流，保护系统。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统892）系统的充油和排气作用：系统中混入空气将会产生振动和噪声，从而影响液压元件的性能和可靠性。排除方法：用手动充油泵6来充油排气，在充油过程中，须松开主油路上的排气塞7，直至充油压力达到0.20.3Mpa，排气孔中冒出不带气泡的油液为止，才可将排气塞拧紧，结束充油过程。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统90第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统三、MGTY250/600.1.1D电牵引采煤机液压系统911）调高原理：压力油调高泵粗过滤器手液动换向阀 调高液压缸，从而实现摇臂的升降动作。摇臂的升降可以手动控制，也可以电液控制。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统2）液压制动原理：刹车电磁阀得电，压力油进入制动器，牵引机构解锁，采煤机正常牵引。当采煤机停机或出现某种故障时，刹车电磁阀失电复位，液压制动器油腔压力油回油箱，通过蝶形弹簧压紧内、外摩擦片，将牵引机构制动，使采煤机防止下滑。923）主要元件作用调高泵：为高压齿轮泵，额定工作压力20MPa，理论排量为20.7ml/r。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统单向阀：与调高泵并联，当电机反转时可以通过此阀吸油，避免泵吸空造成损害。粗、精过滤器：保证液压系统油质的清洁，粗过滤器过滤精度80um，精过滤器过滤精度10um。当真空表显示2.2410-4Pa时需清洗或更换粗过滤器滤芯。溢流阀：高压溢流阀调定系统的压力值最大20MPa；低压溢流阀使系统建立起一个低压回路，低压油去控制手液动换向阀和制动器。933）主要元件作用调高泵：为高压齿轮泵，额定工作压力20MPa，理论排量为20.7ml/r。第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统单向阀：与调高泵并联，当电机反转时可以通过此阀吸油，避免泵吸空造成损害。粗、精过滤器：保证液压系统油质的清洁，粗过滤器过滤精度80um，精过滤器过滤精度10um。当真空表显示2.2410-4Pa时需清洗或更换粗过滤器滤芯。为了避免粗过滤器滤芯被污物堵塞而末及时发现，造成泵吸空，并接一旁通阀。94第六节第六节 液压基本回路及系统液压基本回路及系统溢流阀：高压溢流阀调定系统的压力值最大20MPa；低压溢流阀使系统建立起一个低压回路，低压油去控制手液动换向阀和制动器。压力继电器:当低压油的压力由于管路泄漏、元件漏损或低压安全阀失效而无法建立起足够的压力时，压力继电器就会发出信号，刹车阀动作，制动器油腔的油回油箱，采煤机停止牵引。