采煤机液压系统培训教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

LOGO采煤机液压系统介绍第1页组成：v动力元件动力元件：液压泵或气源装置，其功效是将原动机输入机械能转换成流体压力能，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，功效是将流体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，作用是控制和调整系统中流体压力、流量和流动方向，以确保执行元件到达所要求输出力（或力矩）、运动速度和运动方向 v辅助元件辅助元件：确保系统正常工作所需要辅助装置，包含管道、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。经典液压系统组成概述经典液压系统组成概述2第2页 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。较长使用寿命。较长使用寿命。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。不能确保定比传动。不能确保定比传动。对温度改变较敏感。对温度改变较敏感。造价高。造价高。故障难查找。故障难查找。优点优点缺点缺点液压传动优缺点3第3页液压泵是液压系统动力元件，其作用是把原动机输入机械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流量液流。液压马达、液压缸则是液压系统执行元件，它把输入油液压力能转换为输出轴转动机械能，用来推进负载作功。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸4第4页一、液压泵1.工作原理及类型容积式泵:利用利用密封容积改变密封容积改变来来实现吸油和压油，其排实现吸油和压油，其排油量大小取决于密封腔油量大小取决于密封腔容积改变值。容积改变值。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸5第5页类型液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸6第6页液压泵图形符号单向定量泵双向定量泵双向变量泵单向变量泵液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸7第7页外啮合齿轮泵实物结构外啮合齿轮泵实物结构2.泵结构（1）齿轮泵液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸8第8页齿轮泵原理吸油区和压油区特点：结构简单，抗污染能力强，价格廉价。但工作压力不高。普通机械润滑泵以及辅助泵采取齿轮泵。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸9第9页2.柱塞泵优点:加工比较方便，精度易确保。能到达较高工作压力和容积效率，变量方便。缺点：结构复杂，价格高，对油液污染敏感。应用:高压大流量综采机械设备中。类型轴向柱塞泵径向柱塞泵斜轴式斜盘式液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸10第10页轴向柱塞泵（斜盘式）液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸11第11页轴向柱塞泵（斜轴式）液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸12第12页轴向柱塞泵工作原理 改变斜盘（斜轴）倾角大小，就能改变柱塞行程长度，也就改变了泵排量。改变斜盘（斜轴）倾角方向，就能改变吸、压油方向(双向变量轴向柱塞泵)。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸13第13页二、液压马达液压马达是液压系统中一个执行元件，它将液压泵提供液压能转变为机械能，推进负载作功。从能量转换观点看，液压马达和液压泵是相互可逆工作液压元件。但因为液压泵和液压马达功效不一样，工作条件不一样，它们实际结构有差异。所以，二者不能够互逆使用。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸14第14页1.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15第15页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、n150200r/min 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸16第16页液压马达图形符号单向定量马达双向定量马达单向变量马达双向变量马达液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸17第17页三、液压缸将液压能转变为机械能，带开工作机构作往复直线（或摆动）运动液压执行元件。（1）类型：活塞式柱塞式单活塞杆式双活塞杆式摆动缸组合缸按结构形式分液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸18第18页按作用方式分单作用式双作用式两腔均能进出压力油，活两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两塞（缸体）能作正、反两个方向移动个方向移动只有一腔能进出压力油，只有一腔能进出压力油，活塞（缸体）只能依靠活塞（缸体）只能依靠液压力作单向运动，回液压力作单向运动，回程需借助自重程需借助自重/外力液压外力液压缸缸应用：采煤机调高油缸、移溜器油缸应用：采煤机调高油缸、移溜器油缸 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸19第19页2.惯用液压缸结构1）双活塞杆液压缸因活塞杆直径相等，当输入液压缸两腔流量、压力相等时，则活塞往复移动速度、推力相等液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸20第20页2）单杆活塞液压缸组成:缸筒、活塞、活塞杆、密封件、缸盖等。有杆腔、无杆腔 液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸21第21页3）柱塞缸柱塞缸是单作用液压缸，为了得到双向运动，柱塞缸需成对使用。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸22第22页4）组合式液压缸伸缩缸伸缩缸是由两级或多级活塞缸套装而成，又称多级缸。c.齿轮齿条缸活塞往复移动带动齿轮轴转动。液压泵、液压马达和液压缸液压泵、液压马达和液压缸23第23页方向控制阀压力控制阀流量控制阀液压阀类型液压控制阀液压控制阀液压控制阀用于控制油液压力,以满足执行机构力或力矩需要。控制液压系统中油液流动方向或液流通与断。控制流体流量阀。24第24页一、方向控制阀 控制液压系统中油液流动方向或液流通与断。1.单向阀单向阀作用是控制油液只能向一个方向流动，而不允许反向流动。普通单向阀 液压控制阀液压控制阀25第25页液控单向阀下部有一控制油口X，当控制口不通压力油时，此阀作用与单向阀相同；但当控制口通以压力油时，阀就保持开启状态，液流双向都能自由经过。液控单向阀（液压锁）液压控制阀液压控制阀26第26页27第27页液控单向阀锁紧回路液压控制阀液压控制阀28第28页2.换向阀 作用是利用阀芯和阀体间相对运动，来变换油液流动方向，接通或关闭油路。1）工作原理 液压控制阀液压控制阀29第29页2）换向阀图形符号方格表示阀位置，方格数即“位”数，三格即三位。n箭头表示两油路连通，但不表示流向。“”表示油路不通。n在一个方格内，箭头或“”符号与方格交点数为油路通路数，即“通”数。nP表示压力油进口；T表示与油箱连通回油口；A、B表示连接阀与执行元件工作油口。n控制方式和复位弹簧符号应画在方格两端。在液压系统图中，换向阀符号与油路连接普通应画在常态位（即阀芯在未受到外力作用时位置）上。液压控制阀液压控制阀30第30页3）类型（1）按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程阀）、电磁换向阀、液动换向阀和电液换向阀等。手动手动机动机动电磁动电磁动弹簧复位弹簧复位液动液动液压先导控制液压先导控制电电-液先导控制液先导控制液压控制阀液压控制阀31第31页（2）按阀芯工作时在阀体中所处位置和换向阀所控制通路数不一样分：二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀等。二位二通二位二通二位三通二位三通二位四通二位四通二位五通二位五通三位四通三位四通三位五通三位五通液压控制阀液压控制阀32第32页二、压力控制阀 用于控制油液压力,以满足执行机构力或力矩需要。溢流阀减压阀次序阀压力控制阀压力继电器共同特点：利用作用于阀芯上液体压力和弹簧力相平衡原理进行工作液压控制阀液压控制阀33第33页溢流阀实物溢流阀实物液压控制阀液压控制阀1.溢流阀溢流阀34第34页1）直动式溢流阀工作原理依靠系统中压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，以控制阀芯启闭动作。用于低压小流量液压控制阀液压控制阀35第35页 2）先导式溢流阀由先导阀和主阀两部分组成.主阀：控制主油路溢流开口先导阀：控制主阀开启压力用于高压大流量系统液压控制阀液压控制阀36第36页37第37页38第38页3 3）溢流阀应用）溢流阀应用溢流稳压 在采取定量泵节流调速中，调整节流阀开口大小可调整进入执行元件流量。溢流阀常开，保持泵出口压力恒定，并将多出油液溢回油箱。液压控制阀液压控制阀39第39页限压安全作用（安全阀）变量泵时用溢流阀限制系统压力。此时阀是常闭。只有当系统压力超出溢流阀调整压力时，阀才打开，油液经阀流回油箱，系统压力不再增高，因而能够预防系统过载，起安全作用。液压控制阀液压控制阀40第40页2.减压阀减压阀：使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）一个压力控制阀。作用：1）用来减低液压系统中某一回路油液压力，从而用一个油源就能同时提供两个或几个不一样压力输出；2）用在回路中串接一减压阀来确保回路压力稳定。液压控制阀液压控制阀41第41页3.次序阀 控制液压系统中各执行元件先后动作次序。直动次序阀先导式次序阀液控（外控）次序阀液压控制阀液压控制阀42第42页4.压力继电器 它是一个将油液压力信号转换成电信号电液控制元件。液压控制阀液压控制阀43第43页工作原理:利用改变节流口大小来控制流体流量，从而控制执行元件运动速度。类型：节流阀、调速阀。调速方法:v节流调速：用定量泵供油，采取流量控制阀调整进入执行元件流量实现调速。v容积调速:改变变量泵排量或改变变量马达排量实现调速v容积节流调速:用自动改变排量变量泵与流量控制阀联合调速。液压控制阀液压控制阀流量控制阀流量控制阀44第44页1.节流阀2.调速阀液压控制阀液压控制阀45第45页流量阀应用装在进油路上，回油路上或旁油路上都可到达改进速度负载特征使速度稳定性提升目标。液压控制阀液压控制阀46第46页一、蓄能器蓄能器是一能量储存装置。作用：v作辅助动力源v作紧急动力源v赔偿泄漏和保持恒压v消除脉动和降低噪音v吸收液压冲击类型重锤式弹簧式充气式符号液压辅助元件液压辅助元件47第47页二、滤油器功用维护油液清洁。液压系统油液中各种污染物液压系统油液中各种污染物外部污染物外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、漆片、棉丝切屑、锈垢、橡胶颗粒、漆片、棉丝内部污染物：零件磨损脱落物、油液因理化作用内部污染物：零件磨损脱落物、油液因理化作用 生成物生成物液压系统故障中液压系统故障中75%以上是因为液压油中混入杂质造以上是因为液压油中混入杂质造成成液压辅助元件液压辅助元件48第48页机械式滤油器机械式滤油器网式滤油器；网式滤油器；线隙式滤油器；线隙式滤油器；片式滤油器；片式滤油器；纸芯式滤油器；纸芯式滤油器；烧结式滤油器；烧结式滤油器；磁性滤油器磁性滤油器滤油器类型图形符号：图形符号：粗滤油器粗滤油器精滤油器精滤油器液压辅助元件液压辅助元件49第49页三、油箱作用：储油、散热，分离油液中空气和沉淀污物。油箱类型：开式油箱：开式油箱：油液液面与大气相通。油液液面与大气相通。整体式整体式 开式油箱开式油箱 分离式分离式闭式油箱：闭式油箱：油箱中油液液面与大气隔油箱中油液液面与大气隔绝。绝。符号符号液压辅助元件液压辅助元件50第50页SL300采煤机介绍采煤机介绍功率参数功率参数功率功率kW电压电压V截割电机2 x 4803300牵引电机2 x 80460泵电机(液压)2 x 9600装机总功率1138泵电机泵电机型号直流防爆水冷电机功率9kW频率50Hz转速1420r.p.m.电压600V电流13A最小冷却水流量8l/min最大工作压力35 bar重量100kg种类齿轮泵每转排量16cm/rev流量22.5 l/min转速1420 r.p.m.最大压力250bar（25Mpa）重量15kg液压油缸液压油缸型号D 190/115 差动缸行程645mm工作压力250bar限压压力活塞缸300bar油缸腔400bar重量350kg51第51页MG500/1130-WD采煤机介绍采煤机介绍功率参数功率参数功率功率kW电压电压V截割电机2 x 5003300牵引电机2 x 55380泵电机(液压)203300装机总功率1130泵电机泵电机型号交流防爆水冷电机功率30kW频率50Hz转速1470r.p.m.电压3300V 最小冷却水流量10L/min最大工作压力 1.5Mpa种类双联齿轮泵每转排量25ml/rev+10ml/rev转速1470 r.p.m.压力主泵23Mpa付泵2Mpa52第52页采煤机液压系统组成图采煤机液压系统组成图53第53页SL300采煤机液压系统原理图采煤机液压系统原理图序号序号说明说明技术参数技术参数1 1吸油过滤器(1.1),(1.2)100 m2 2透气塞(2.1),(2.2)3 3液压泵(3.1),(3.2)22,5 l/min4 4解压阀(4.1),(4.2)280 bar5 5过滤器(5.1),(5.2)17 m6 6压力开关(6.1),(6.2)7 bar7 7压力表(7.1),(7.2)0-400 bar8 8双联控制阀板(8.1),(8.2)9 9液压油缸(9.1),(9.2)1010下降闭锁阀(10.1),(10.2),(10.3),(10.4)1111单向阀(11.1),(11.2),(11.3),(11.4)1212二级压力安全阀(12.1),(12.2)300/400 bar54第54页摇臂调高油缸元件介绍摇臂调高油缸元件介绍 v摇臂调高油缸经过接点A和B与可调控制块相连。单向阀C打开后压力油进入A端，油液经R进入油缸活塞杆腔，这时油缸收缩。同时，经过控制管D使节流单向阀开启，于是活塞腔油液经阀E节流，经过B点流回油箱。相反，压力油由B端进入，相对位置元件动作使油缸伸长。一旦控制过程结束或万一油管迸裂，油缸马上被阀C和E锁住。假如难以承受巨大外力作用在油缸上，安全阀F将经过控制管道D使阀E开启，且使油液由阀E和接点A流回油箱。55第55页控制阀块元件介绍控制阀块元件介绍 vS*=控制供油量 U*=系统阀v用户所需要功效是由一个四位三通主阀(1)来实现。依据设定方向，主油液经过压力管路(P-1)，由(1)到(H3)或(H4)，之后抵达工作点，然后再从(1)流回到(T)。该主阀(1)由电磁阀(2)来控制。电磁阀(2)经过计算机从遥控器或手动指令发射器取得指令。v阀块（A）给电磁阀（2）提供15bar控制油压。此压力是在系统安全阀（3）上设定，最小值为15bar。工作状态压力超出35 bar时，减压阀（6）动作以保护电磁阀。这是因为控制油压和工作油压都来自（P）管。v一旦减压阀（6）损坏，压力值超出45 bar时，安全阀（5）就对电磁阀进行附加保护。v在工作状态下，所要求工作压力油经过载荷油管（7）作用在系统安全阀上，而且封闭以后部分。安全阀（4）把工作压力限制在250bar以内。56第56页西安西安1130采煤机液压原理图采煤机液压原理图57第57页58第58页59第59页60第60页61第61页62第62页63第63页64第64页65第65页一、几个常有国产工作液体一、几个常有国产工作液体1.1.普通液压油（机床液压油）普通液压油（机床液压油）在精制矿物油中加入适量抗氧化、抗磨、抗泡、防在精制矿物油中加入适量抗氧化、抗磨、抗泡、防锈等添加剂制成。锈等添加剂制成。性能：性能：氧化安定性、抗泡性、防锈性和粘温性均很好，含氧化安定性、抗泡性、防锈性和粘温性均很好，含有中等程度耐磨性，但凝点较高，只能在环境温度有中等程度耐磨性，但凝点较高，只能在环境温度0C0C以上以上条件使用。条件使用。用途：用途：普通适合用于要求较高中、低压（普通适合用于要求较高中、低压（p8MPa)p8MPa)机床液机床液压系统和压力为压系统和压力为8 816MPa16MPa高压设备。高压设备。工作液体（液压油）工作液体（液压油）66第66页2.2.抗磨液压油抗磨液压油 在普通液压油中加入高效抗磨添加剂制成。在普通液压油中加入高效抗磨添加剂制成。它显著特点就是有尤其高抗磨性。它显著特点就是有尤其高抗磨性。我国抗磨液压油牌号：我国抗磨液压油牌号：N22N22、N32N32、N4ON4O、N68N68、NlOONlOO和和Nl50Nl50等等6 6个。个。用途：用途：用于压力用于压力16MPa16MPa以上高压系统。如采煤机截以上高压系统。如采煤机截割臂升降液压系统中就采取该油品。割臂升降液压系统中就采取该油品。工作液体（液压油）工作液体（液压油）67第67页液压油分类液压油分类产品产品名称名称HLHL抗氧防锈型抗氧防锈型HMHM抗磨型抗磨型HGHG液压导轨液压导轨HVHV低温抗磨低温抗磨HSHS合成烃型抗磨合成烃型抗磨68工作液体（液压油）工作液体（液压油）68第68页二、工作液体使用维护二、工作液体使用维护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氧化，并与添液压油会加速工作液体氧化，并与添加剂起作用产生粘性胶质，堵塞滤心。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体积模量，引发气会降低工作液体体积模量，引发气蚀，降低润滑性能。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)生成微生物生成微生物使工作液体变质，降低润滑使工作液体变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。性能，加速元件腐蚀。工作液体（液压油）工作液体（液压油）69第69页 2.2.污染原因污染原因工作液体遭受污染原因是多方面工作液体遭受污染原因是多方面:一是在液压装置组装时残留下来污染物，主要是一是在液压装置组装时残留下来污染物，主要是指切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等；指切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等；二是从周围环境混入污染物，主要是指空气、尘二是从周围环境混入污染物，主要是指空气、尘埃、水滴等；埃、水滴等；三是在工作过程中产生污染，主要是指金属微粒、三是在工作过程中产生污染，主要是指金属微粒、锈斑、涂料和密封件剥离片、水分、气泡以及工作锈斑、涂料和密封件剥离片、水分、气泡以及工作液体变质后胶状生成物等。液体变质后胶状生成物等。工作液体（液压油）工作液体（液压油）70第70页 3.3.工作液体污染控制工作液体污染控制(1)(1)严格清洗元件和系统。液压元件在加工每遭工序后都应净严格清洗元件和系统。液压元件在加工每遭工序后都应净化，装配后再仔细清洗，以去除在加工和组装过程中残留污染化，装配后再仔细清洗，以去除在加工和组装过程中残留污染物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行全方面物。系统在组装前，先清洗油箱和管道，组装后再进行全方面彻底冲洗。彻底冲洗。(2)(2)预防污染物从外界侵入。在贮存、搬运及加工各个阶段都预防污染物从外界侵入。在贮存、搬运及加工各个阶段都应预防工作液体被污染。工作液体必须经过过滤器注入系统。应预防工作液体被污染。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取密封油箱，预设计时可在油箱呼吸孔上装设空气滤清器或采取密封油箱，预防运行时尘土、磨料和冷却物侵入系统。另外，在液压缸活塞防运行时尘土、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，并经常检验定时更换。杆端应装防尘密封，并经常检验定时更换。(3)(3)采取高性能过滤器。这是控制工作液体污染度主要伎俩，采取高性能过滤器。这是控制工作液体污染度主要伎俩，它可使系统在工作中不停滤除内部产生和外部浸入污染物。过它可使系统在工作中不停滤除内部产生和外部浸入污染物。过滤器必须定时检验、清洗和更换滤芯。滤器必须定时检验、清洗和更换滤芯。工作液体（液压油）工作液体（液压油）71第71页(4)(4)控制工作液体温度。液压装置必须设置良好散热条件，控制工作液体温度。液压装置必须设置良好散热条件，使工作液体长久处于低于它开始氧化温度下工作。普通液压使工作液体长久处于低于它开始氧化温度下工作。普通液压系统工作温度最好控制在系统工作温度最好控制在6565以下，机床液压系统还应更低以下，机床液压系统还应更低一些。一些。(5)(5)保持系统全部部位良好密封性。空气侵入系统将直接保持系统全部部位良好密封性。空气侵入系统将直接影响工作液体物理化学性能。所以，一旦发生泄漏，应马上影响工作液体物理化学性能。所以，一旦发生泄漏，应马上排除。排除。(6)(6)定时检验和更换工作液体并形成制度。每隔一定时间，定时检验和更换工作液体并形成制度。每隔一定时间，对系统中工作液体进行抽样分析。如发觉污染度已超出标准，对系统中工作液体进行抽样分析。如发觉污染度已超出标准，必须马上更换。在更换新工作液体前，整个系统必须先清洗必须马上更换。在更换新工作液体前，整个系统必须先清洗1 1次。次。工作液体（液压油）工作液体（液压油）72第72页