矿山机械教案课程

1、课程名称矿山机械班级教学时间早1教材页数课型讲授教学目的与要求教学内容提要使用教具布置作业教学讲义首页安顺职业技术学院备课笺第一章流体力学基础重点：流体静力学基本方程式；连续性方程式；伯努利方程式难点：流体静力学基本方程式；绝对压力定义；连续性方程式；伯努利方程式方法：讲授液体和气体，常称为流体。流体力学是研究流体平衡和运动规律及这些规律在实际工程应用的一门学科。第一节流体的主要物理性质一、密度与重度(1-1)(1-2)(1-3)（一）密度V（二）重度二GV=:g二、压缩性和膨胀性流体的压缩性是指流体的体积随压力的增加而缩小的性质。流体的膨胀性是指流体的体积随温度的升高而增大的性质。三、粘性图

2、1-1水在圆管中的流速分布1 .粘性的概念粘性是指流体流动时，流层（或内部质点）问因相对运动产生内摩擦力而阻碍相对运动的性质。粘性是流体本身的物理性质，但静止流体不显示粘性，只有流体运动时才有内摩擦力，才显示其粘性。安顺职业技术学院备课笺2 .牛顿内摩擦力定律牛顿内摩擦力定律数学表达式为：duF=NA(1-4)dyF.dut=N(1-5)Ady3 .流体粘性的度量不同的流体，其粘性一般也不同。粘性的大小用粘度表示，粘度通常有动力粘度、运动粘度和相对粘度三种度量方法。(1)动力粘度动力粘度是表征流体动力特性的粘度，表征流体抵抗变形的能力，用函示。由公式(1-5)可得N=(1-6)du/dy小勺法

3、定单位是Pas或Ns/m2。(2)运动粘度(1-7)运动粘度v的法定单位是m2/s、mm2/s。我国用40c时运动粘度y(mm2/s)值表示润滑油的牌号。例如，32号L-HH液压油，就是指这种油在40c时运动粘度为32mm2/s。(3)相对粘度恩氏粘度是把加热并保持恒定温度(一般为50C)的200cm3被测液体，靠自重从恩氏粘度计中流出需要的时间t',与同体积20c蒸储水从该恩氏粘度计中流出的时间t(约为51s)的比值，用°E表示。0Et=；(1-8)恩氏粘度与运动粘度的换算关系：vt=7.31oEt431(1-9)Et上式中的0和。Et,分别为试验温度为t时的运动粘度和恩氏

4、粘度。L的单位为mm2/s。4 .压力、温度对流体粘性的影响温度升高时，液体分子之间的内聚力减弱，而液体的粘性主要是由液体分子之间的内聚力引起的。气体则相反，温度升高时，气体的粘性增大。因为，气体分子之间的距离较大，其粘性主要是由气体分子的热运动使分子之间产生碰撞引起的，温度越高，气体分子的热运动加剧，分子之间的碰撞加剧，粘性增大。课程名称矿山机械班级教学时间早1教材页数课型讲授教学目的与要求教学内容提要使用教具教学讲义首页安顺职业技术学院备课笺第二节流体静力学、流体静压力及其特征一）流体静压力P= Pa + Pb(1-13)(1-10)(1-11)p=lim'FA0.A（二）流体静压

5、力的特性流体静压力有两个重要特性。（1）流体静压力的作用方向总是沿作用面的内法线方向，即垂直指向作用面（2）静止流体内任一点各方向的静压力均相等。说明在静止流体中，任一点的流体静二、流体静力学基本方程(1-12)公式（1-12）为流体静力学基本方程式。在静止液体中，由压力相等各点组成的面称为等压面。在静止、同种、连续的流体中，水平面就是等压面，如果不能同时满足这三个条件，水平面就不是等压面。三、流体静压力的度量（一）静压力的计算基准压力的计算基准有两种：一是以绝对真空为基准，二是以大气压力为基准。绝对压力：以绝对真空为基准（零点）算起的压力称为绝对压力，用p表示。相对压力：以大气压力Pa为基准

6、（零点）算起的压力称为相对压力，用Pb表绝对压力、相对压力和大气压力三者之间的关系为:(1-14)Pz=I-PbI=Pa-p（二）静压力的度量单位1 .应力单位2 .液柱高度3 .大气压单位用标准大气压（atm）或工程大气压（at）表示。1atm=101325Pa=10.33mHO=760mmHg。1at=98100Pa=10mH2O=735mmHg。（三）液柱式测压计常用的测压计有液柱式、弹簧金属式、电测式三种。（四）金属测压计金属测压计共有两种：弹簧式和薄膜式。在使用压力计时，为了保证读数和仪表的安全可靠，使用压力通常不宜到达压力表测量上限的2/3以上；但是，为了减少读数误差，使用压力也不

7、宜小于测量上限上的1/3o这点，是选择压力表量程的依据。四、流体静压力的传递（帕斯卡定律）由流体静力学基本方程式p=Po+yK知，Po与丫沅关，属于表面力。Po会等值传递到液体内的各点上，使任意一点的压力发生相应的改变。由此可知，静止液体表面上的压力变化将等值传递到液体中的任意点。这就是静压力的等值传递规律，也称帕斯卡定律。第三节流体动力学流体动力学是研究流体运动时的力学规律及这些规律在工程上的应用。一i、基本概念（一）稳定流和非稳定流流体质点在流经某一空间坐标点时，它的运动要素不随时间改变称这种运动为稳定流。否则称之为非稳定流。（二）过流断面过流断面是指与流体流动方向垂直的横断面，用符号A表

8、示，单位m2。图1-11连续方程式的推证（三）流量与断面平均流速二、流体流动的连续性方程流体的连续性方程是质量守恒定律流体力学中的一种应用型式。如图1-11所示，在单位时间内流入断面1-1的流体质应等于流出断面2-2的流体质量。即两边同除P得A1vl=A2v2Q常数（1-20）vi_Aiv2A2式（1-20）称为连续性方程式。三、流体的能量方程（伯努利方程）（一）能量方程的推导根据动能定理，外力在dt时间内所做的功等于该时间段的动能的增量。压力所做的功：重力所做的功：动能的增量：所以22（p1-p2）Qdt+Q（z1一z2）dt=v2v1PQdt2整理并移项得22Zi+9+v=Z2+半+

9、63;（1-21）上式为理想流2g2g体的能量方程，即理想流体的伯努利方程式。对于实际流体，由于粘性的存在,流动中必然产生摩擦阻力，消耗一部分能量。另外以断面平均流速代替实际流速计算动能时，需乘以修正因素为如果用hw表示单位重力流体从一断面流到另一断面的能量损失，则实际流体总流的能量方程为22Zi+与十/=Z2+与+泞+hw（1-22）式中动能修正因素2g2ga近似等于1。（二）能量方程式的意义从物理学的观点来看，能量方程式中的各项表示流体的某种能量，其单位是焦耳/牛顿（J/N）,或米（m）。如果用E1和E2分别表示两个断面的总能量，则公式可写成E产E2+hw可见，E1>E20这说明流体

10、总是从高能量的断面流向低能量断面安顺职业技术学院备课笺(三)能量方程的应用条件(1)流体的流动必须是稳定流。实际上稳定流很少，但只要各运动要素变化较小，或者在较长时间内平均值是稳定不变的，便可视为稳定流；(2)流体不可压缩。适用于压缩性很小的液体，也适用于无压缩性或压缩性很小的气体；(3)所选的两过流断面为缓变流；(4)两断面间没有能量输入或输出。如果有能量输入或输出，能量方程应写为：式中士H单位重力流体获得或失去的能量，单位m0(5)所选两断面之间应没有分流或合流情况，即符合连续性方程，Q=常数;(6)两断面的压力可取为绝对压力，亦可取为相对压力，但二者的基准应统一。安 顺 职 业 技 术

11、学 院 备 课 笺(四)能量方程应用举例第四节流动状态与能量损失一、流体的流动状态雷诺通过大量试验发现：流体流动时存在层流和紊流两种不同的状态，并产生不同的能量损失。图1-16为雷诺实验装置，主要由水箱B、液杯K及其上阀门L、玻璃管C及其上的两根细玻璃管1与2和阀门D、量杯E等组成。a-层流:b-过渡状态#o素流图1-16雷诺实验装置由紊流转变为层流时的流速称为下临界流速，用Vk表示。实践证明，vk>Vk。通常把下临界流速Vk作为判别流态的界限。Re=W(1-23)VReF2320层流Re/2320紊流二、能量损失能量损失有两种形式，一是沿程阻力损失，二是局部阻力损失。1 .沿程阻力损失

12、Iv2hf=K,m(1-24)d2g2.局部阻力损失2hj=v2g3.流体流动的总能量损失管路系统中的总能量损失等于沿程阻力损失与局部阻力损失之和，即(1-28)(1-29)hw二：hfmhjm安顺职业技术学院备课笺第五节水击与气蚀现象一、水击现象液体压力在瞬间突然升高现象称为水击。水击所产生的增压波和减压波交替进行，对管壁或阀门的作用有如锤击一样，故又称为水锤。二、气蚀现象压力降低到有气泡形成的现象统称为气穴现象。因气穴现象而产生的机械剥蚀和化学腐蚀现象称为气蚀现象。第二章液压传动基础重点：液压传动的工作原理；液压元件的结构原理；液压元件的职能符号难点：液压元件的职能符号方法：挂图讲解液压元

13、件的结构原理；作图讲解液压元件的职能符号第一节概述一、液压传动的工作原理液压传动的定义：液压传动是利用液体的压力能传递能量的一种传动方式。其工作原理是：液压泵将输入的机械能变为液压能，经密封的管道传递给液压缸（或液压马达），再转变为机械能输出，带动工作机构做功。通过对液体的方向、压力和流量的控制，可使工作机构获得所需的运动形式。由于能量的转换是通过密封工作容积的变化实现的，故又称容积式液压传动。二、液压传动系统的组成1 .能源装置。它是供给液压系统压力油，把机械能转换成液压能的装置。最常见的形式是液压泵。2 .执行装置。它是把液压能转换成机械能的装置。具形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的

14、液压马达，它们又称为液压系统的执行元件。3 .控制调节装置。它是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。4 .辅助装置上述三部分之外的其他装置，例如油箱，滤油器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。5 .工作液体它是传递能量的载体，也是液压元件的润滑剂。三、液压传动系统图的图形符号?”液压系统图图形符号(GB786-76)”。我国制订的液压系统图图形符号(GB786-76)中，对于这些图形符号有以下几条基本规定。6 1)符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。7 2)元件符号内

15、的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆。8 3)符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。安顺职业技术学院备课笺四、液压传动的特点和基本参数（一）力比例关系在液压传动中工作压力取决于负载，而与流入的液体多少无关。注意：负载包括有效负载、无效负载（如摩擦力）以及液体的流动阻力等。（二）运动关系基本特征之二：运动速度（或转速）的传递是按照“容积变化相等”的原则进行的。（三）功率关系P=Fv=Wv=pQ总结上述：在液压传动中压力p和流量Q是最基本最重要的两个参数。五、液压传动的优缺点第二节液压泵一、液压泵的工作原理及特点（一）液压泵的工作原理图

16、2-4液压泵工作原理图（二）液压泵的特点（1）具有若干个密封且又可以周期性变化空间。（2）具有相应的配流机构，将吸油腔和排液腔隔开（3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形式可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。（二）液压泵的主要性能参数二、齿轮泵按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵（一）齿轮泵的工作原理和结构图2-5外啮合型齿轮泵顺职业技术学院备课笺（二）齿轮泵存在的问题齿轮泵存在三个共性问题，即困油现象、径向不平衡力和间隙泄漏。1. 齿轮泵的困油现象困油现象是指液压泵中的闭死容积，在某

17、一段时间内，既不和吸油腔相通，也不和排油腔相通，而其大小却在起变化，造成其内液体压力急剧上升或降低的现象。2. ?齿轮泵的径向不平衡力3. ?齿轮泵的间隙泄漏在齿轮泵工作时，存在三处可能产生内泄漏的部位，即轴向间隙、径向间隙、啮合处的齿面间隙。这使得压力液体从排液腔向吸液腔泄漏。三、叶片泵根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同，叶片泵分为两类，即完成一次吸、排油液的单作用叶片泵和完成两次吸、排油液的双作用叶片泵（一）单作用叶片泵1 .单作用叶片泵的工作原理单作用叶片泵的工作原理如图2-10所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3、配油盘和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和

18、转子间有偏心距。叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁，这样在定子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间，当转子按图示的方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子内壁逐渐压进槽内，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这是压油腔，在吸油腔和压油腔之间，有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵在转子每转一周，每个工作空间完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。图中所示e为转子与定子之间的偏心矩，若改变偏心距的大小，则可以

19、调节泵的排量，所以单作用式叶片泵通常作为变量泵使用，变量方式有手动和自动调节两种。2 .单作用叶片泵的特点(1)改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。偏心反向时，吸油压油方向也相反；(2)处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用，该作用要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通，这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上；(3)由于转子受到不平衡的径向液压作用力，所以这种泵一般不宜用于高压。安顺职业技术学院备课笺（4）为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角，

20、称后倾角，一般为24。吸油图2-10单作用叶片泵的工作原理（二）双作用叶片泵1.双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理如图2-11所示，泵也是由定子1、转子2、叶片3和配油盘（图中未画出）等组成。转子和定子中心重合，定子内表面近似为椭圆柱形，该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。当转子转动时，叶片在离心力和根部压力油（建压后）的作用下，在转子槽内作径向移动而压向定子内表面，由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空问，当转子按图示方向旋转时，处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中，叶片外伸，密封空间的容积增大，要吸入油液；再从大圆

21、弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中，叶片被定子内壁逐渐压进槽内，密封空间容积变小，将油液从压油口压出，因而，当转子每转一周，每个工作空间要完成两次吸油和压油，所以称之为双作用叶片泵，这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔，并且各自的中心夹角是对称的，所以作用在转子上的油液压力相互平衡，因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵，为了要使径向力完全平衡，密封空间数（即叶片数）是双数。安顺职业技术学院备课笺23吸油图2-11 双作用叶片泵的工作原理2 .双作用叶1-定子2-转子3-叶片片泵的结构特点四、柱塞泵柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。（一）径向柱塞泵径向柱塞泵由定

22、子、转子（缸体）、柱塞和配油轴组成。其工作原理如图2-14所示，柱塞1径向排列装在缸体2中，缸体由原动机带动连同柱塞1一起旋转，所以缶!体2一般称为转子，柱塞1在离心力的（或在低压油）作用下抵紧定子4的内壁，当转子按图示方向回转时，由于定子和转子之间有偏心距e,柱塞绕经上半周时向外伸出，柱塞底部的容积逐渐增大，形成部分真空，因此便经过衬套3（衬套3是压紧在转子内，并和转子一起回转）上的油孔从配油轴5和吸油口b吸油；当柱塞转到下半周时，定子内壁将柱塞向里推，柱塞底部的容积逐渐减小，向配油轴的压油口c压油，当转子回转一周时，每个柱塞底部的密封容积完成一次吸压油，转子连续运转，即完成压吸油工作。配油

23、轴固定不动，油液从配油轴上半部的两个孔a流入，从下半部两个油孔d压出，为了进行配油，配油轴在和衬套3接触的一段加工出上下两个缺口，形成吸油口b和压油口c,留下的部分形成封油区。封油区的宽度应能封住衬套上的吸压油孔，以防吸油口和压油口相连通，但尺寸也不能大得太多，以免产生困油现象。安顺职业技术学院备课笺图2-14 径向柱塞泵的工作原理1柱塞；2-缸体；3衬套；4-定子；5-配油轴安 顺 职 业 技 术 学 院 备 课 笺、轴向柱塞泵轴向柱塞泵按缸体中心线与传动轴轴线是重合还是斜交，可分为直轴式（斜盘式）和斜轴式（摆缶!式）两种形式。（一）直轴式轴向柱塞泵1 .工作原理如图2-15所示为直轴式轴向

24、柱塞泵的工作原理，这种泵主体由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度，柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上（图中为弹簧）,配油盘2和斜盘4周定不转，当原动机通过传动轴使缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油4LBB-R图2-15轴向柱塞泵的工作原1-缸体；2-配油盘；3-柱塞；4-斜盘；5-传动轴；6-弹簧如图3-19中所示回转方向，当缸体转角在l2冗范围内，柱塞向外伸出，柱塞底部缸孔的密封工作容积增大，通过配油盘的吸油窗口吸油；在0冗范围内，柱塞被斜盘推入缸体，使缸孔容积减小，

25、通过配油盘的压油窗口压油。缸体每转一周，每个柱塞各完成吸、压油一次，如改变斜盘倾角T,就能改变柱塞行程的长度，即改变液压泵的排量，改变斜盘倾角方向，就能改变吸油和压油的方向，即成为双向变量泵。配油盘上吸油窗口和压油窗口之间的密封区宽度l应稍大于柱塞缸体底部通油孔宽度11。但不能相差太大，否则会发生困油现象。一般在两配油窗口的两端部开有小三角槽，以减小冲击和噪声。2 .典型结构五、液压泵的噪声和选用第三节液压马达与液压缸一、液压马达(一)高速小扭矩液压马达1.齿轮式液压马达齿轮马达的结构和齿轮泵相同。如图2-16所示，两齿轮的啮合点为k,齿轮Oi为液压马达的输出轴。不参加啮合的齿谷，其两侧齿廓所

26、受的液压作用力大小相等，方向相反，互相平衡。参加啮合的齿谷中，齿面ka所受的液压作用力将对齿轮Oi产生逆时针扭矩；齿面cd和kb大小不等，液压作用力的大小不等，其产生的扭矩差将使齿轮。2顺时针转动，并通过啮合点传递到齿轮Oi上。所以马达的输出扭矩是两个齿轮产生扭矩的和。与此同时，位于齿谷中的工作液体被带到低压腔达工作原理叶片式马达和叶片式泵一样分为单作用和双作用两种类型。如图2-17(a)所示，位于进液腔中间叶片的两侧，所受的液压力相同，其对转子的扭矩互相平衡。位于过渡密封区的叶片1,一侧为低压，一侧承受进液腔高压液体的作用，产生使转子逆时针转动的扭矩。同理，叶片2也将产生一个使转子顺时针转动

27、的扭矩。由于叶片1伸出的长，承压面积大，扭矩也大，所以转子输出逆时针转动的扭矩。双作用叶片式马达的工作原理与单作用相同。单作用叶片式马达可以制成变量马达,而双作用的只能为定量马达。双作用叶片式马达应用较广。为适应马达的正反转要求，叶片均径向安装。为防止马达启动时（离心力尚未建立）高低压腔串通，必须考虑径向间隙的初始密封问题，一般采用叶片底部放弹簧或通压力液解决这一问题。(三)轴向柱塞式液压马达轴向柱塞式液压马达是一类相当重要的高速马达，适用在高压系统中使用，也分斜盘式和斜轴式两种类型，其基本结构与同类型的柱塞泵一样。(二)行星转子式摆线马达二、液压缸(一)液压缸的基本类型(二)液压缸的工作原理

28、1 .活塞式液压缸(1) .单活塞杆液压缸单杆单作用液压缸如图2-21(a)所示。在工作行程，活塞由液压力推动向外伸出，返回行程时，无杆腔卸压，靠自重或外力使活塞杆缩回。单杆双作用液压缸如图2-21(b)所示，这种液压缸应用比较普遍，其往复运动都是靠作用于活塞上的液压力实现的。浮动活塞式双作用液压缸如图2-21(c)所示，这是一种特殊结构的液压缸，它的活塞套装在活塞杆上，可在活塞杆上滑动。当无杆腔进液时，液压力先推动活塞滑移至缸口，再推动活塞杆外伸，液压力有效作用面积仅为活塞杆的横断面，使液压缸推力减小。当有杆腔进液时，则液压力先使活塞滑移返回，再产生作用力，使活塞杆缩回安顺职业技术学院备课笺

29、图2-22差动连接的双作用液压缸(2)差动连接的双作用液压缸如图2-22所示。在活塞杆外伸运动时，利用方向阀将液压缸两腔连通，同时向两腔供液，由于无杆腔有效作用面积大，所以液压作用力使活塞向外伸出。活塞杆返回时，应使方向阀移动，恢复成普通液压缸的连接方式，即有杆腔进液，无杆腔回液。差动连接可用二位三通换向阀(图2-22(a)或梭阀(图2-22(b)控制。如果设计时使D=4,d,则差动连接液压缸可实现双向等速运动。(3)双活塞杆液压缸这种液压缸为双作用两端出11 二I杆结构(图2-23)。通常两侧活'1r塞杆直径相等，活塞两侧有效作图2-23双活塞杆液压缸用面积相等，因而双向运动的推力和

30、速度也相同。很适合于有此种要求的设备，如平面磨床。2 .柱塞式液压缸它的结构比活塞式简单，其配合处仅限于缸口(图2-24)。由于柱塞与缸筒内壁不接触，故缸筒加工要求较低，简化了内孔加工的难度，只需精加工缸口即可。其缺点是只能单作用，并且柱塞在缸内呈悬臂状态，支撑状况不好，容易使缸口导向部分发牛偏磨,增加泄露。安顺职业技术学院备课笺3 .组合式液压缸(1)伸缩式液压缸它由几个直径不同的液压缸套装在一起组成(图2-25)。其特点是结构紧凑,伸出行程远大于缸筒长度，伸出顺序可根据活塞作用面积或阀类控制，可双作用也可单作用。其推力和速度可按照前述原则计算。薄煤层液压支架的立柱常采用双伸缩结构，起重运输

31、机械也常用伸缩式液压缸。图2-24 柱塞式液压缸图2-25伸缩式液压缸(2)增压液压缸图2-26增压缸工作原理(a)单作用增压缸；(b)双作用增压缸安顺职业技术学院备课笺第四节液压控制阀1 .按阀的基本功能分类液压控制阀分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。2 .按阀与管路的连接方式分类液压控制阀分为管式连接、板式连接、法兰连接和集成连接。3 .按工作压力分类液压控制阀分为高压阀（32MPa）、中高压阀（21MPa）和中低压阀（6.3MPa三大系列。一、方向控制阀方向阀的基本工作原理，是利用阀芯和阀体的相对位置的改变来控制液流的，对于方向阀的每个通流口而言，只有打开和关闭两种状态。方向

32、阀可分为单向阀和换向阀两大类。（一）单向阀和液控单向阀1 .单向阀单向阀由阀芯、弹簧、阀体等组成（图2-27）。单向阀的阀芯常用结构形式有球形和锥形两种。7图2-27单向阀(a)直通式；(b)直角式；(c)符号1-阀芯；2-弹簧；3-阀体2 .液控单向阀液控单向阀是经过液控可反向通液的单向阀。其结构和工作原理如图5-2所示。它是由一个直角式单向阀和液控活塞组成图2-28(a)。当液体沿正向流动时，其工作原理与单向阀相同；当需要反向流动时，可从控制口K通入压力液体，推动控制活塞上移顶开阀芯，解除单向阀的反向截止作用。安顺职业技术学院备课笺图2-30双向液压锁结构原图2-28液控单向阀（a）工作原

33、理图；（b）带卸荷阀芯的液控单向阀；（c）符号1-锥阀；2-卸荷阀芯；3-控制活塞推杆3 .双向液压锁双向液压锁工作原理如图2-30所示。当Pi口通入压力液体时，直接推开左单向阀芯从P2口流至执行机构；同时压力液体向右推动控制活塞顶开右单向阀芯，解除其截止作用，使通液口P4和P3连通，执行机构回液。当Pi停止供液时，左、右单向阀芯均在弹簧作用下关闭，通液口P2、P4被封闭，执行机构停留在所需位置。当P3口通入压力液体时的工作过程请自行分析。（二）换向阀换向阀种类很多，按阀芯的结构和运动方式分滑阀式、转阀式、球阀组式（或锥阀组式）。1.滑阀式换向阀(1)基本结构与工作原理(2)三位四通换向阀的滑

34、阀机能滑阀机能通常是指三位四通换向阀处于中位时各接口的连通方式。常用的有O、H、Y、P、M、U等几种。（二）转动式换向阀转动式换向阀简称转阀。它是靠阀芯在阀体内做定轴转动而使相应的通道接通或断开来实现换向的，一般为手动操作，转阀也按照其工作位置和接口数分类,表示方法与滑阀式换向阀相同。图2-35电液换向阀（a）结构图；（b）图形符号；（c）简化图形符号1-液动阀阀芯；2、8-单向阀；3、7-节流阀；4、6-电磁阀；5-电磁阀阀芯图2-36采煤机调高系统图2-37定向供液回路图2-38二位二通阀卸荷回路（三）方向阀的应用举例1 .换向回路如图2-36所示，利用三位四通换向阀控制液压缸的动作方向。

35、换向阀处于中位时，泵输出的压力液经中位（M形机能）回油箱，液压缸不动作。操纵换向阀使其处于左位，则P与A、B与T相通，压力液一方面经控制油路（虚线）推开液控单向阀2,使之反向导通；另一方面直接推开液控单向阀1进入液压缸无杆腔，使活塞伸出，有杆腔回液，当换向阀处于右位时，活塞缩回运动。安全阀3起过载保护作用。2 .锁紧回路如图2-37所示，利用两个液控单向阀可实现液压缸的双向锁紧，当换向阀处于中位时，A、B口截止，液控单向阀关闭，保证液压缸在双向负载下都能停留在所需位置上不动。3 .定向供液回路如图2-38所示是由四个单向阀组成的定向供液回路，不论液压泵正转还是反转（泵的吸、排液口互换），吸液管

36、路和排液管路的液流方向始终保持不变。4 .卸荷回路若液压执行机构需要短时间停止工作，可利用换向阀使液压泵卸荷，空载运转，降低功率消耗。(1)利用换向阀的中位卸荷具有M、K和H机能的三位换向阀，当其位于中位时，液压泵输出的流量可直接回油箱。图2-36采用M形机能卸荷。(2)利用二位二通换向阀卸荷如图2-38所示，在系统正常工作时，二位二通阀处于断开位置。当系统短时间停止工作时，二位二通电磁阀通电，移至连通位置，液压泵输出的流量经二位二通阀流回油箱。二、压力控制阀压力控制阀简称压力阀。其功能是控制液压系统压力或利用压力信号去控制其他元件的动作。按功能可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。其共

37、同之处是：利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡实现控制。(一)溢流阀溢流阀是利用溢出系统中部分或全部流量来控制系统压力的元件。它的主要用途有两个：一是用来保持系统压力的稳定，其阀口常开溢流；二是起过载保护作用，即安全阀的作用，其阀口常闭，只有当系统过载时才打开溢流，以限定系统最高压力。根据结构不同，溢流阀又分为直动式和先导式两类。1 .溢流阀的结构和工作原理(1)直动式溢流阀直动式溢流阀由阀体、阀芯、弹簧和调压螺栓组成。(2)先导式溢流阀它由先导阀和主阀两部分组成。先导阀实际上是一个小流量的直动式溢流阀，它由调压螺栓、调压弹簧、锥形阀芯、阀座和阀盖等组成。溢流阀的动作压力由先导阀调定。主阀由

38、阀体、主阀芯和主弹簧等组成。2 .溢流阀的应用举例(1)安全保护回路溢流阀起安全保护作用，它是常闭的，只有当液压缸工作过载时，溢流阀才打开溢流，以限制系统最高压力。(2)稳压溢流回路在工作中，溢流阀是常开的，泵的出口压力由溢流阀调定，并保持基本稳定另外，溢流阀还可用于远程调压回路、多级调压回路、卸荷回路、远程无级调压回路以及背压回路（溢流阀安装于液动机回液管路上）等。（二）减压阀减压阀按作用不同，分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀。通常所说的减压阀是指定值减压阀。1 .减压阀的结构和工作原理减压阀按结构也分为直动式和先导式两种，作为国产标准系列产品都为先导式，直动式一般与其他阀组合使用。先

39、导式减压阀的结构由先导阀和主阀组成。先导阀多为锥阀，起调压作用；主阀为滑阀式，起减压作用。2 .减压阀的应用举例MLS3-170型采煤机紧链装置的液压系统，该装置固定于工作面刮板输送机两端的机头和机尾上，利用液压支架的乳化液泵站提供的高压液体，经减压后输入紧链液压缸，使牵引链的松边保持一定的张紧力。(三)顺序阀根据控制方式，顺序阀可分为两类:是直接利用阀的进口压力来控制阀芯动作的内控顺序阀，又称直控顺序阀；二是利用另外的控制压力使阀芯动作的外控顺序阀。根据结构的不同，顺序阀分为直动式和先导式两种，目前应用较多的是直动式。1 .顺序阀的结构和工作原理直动式高压顺序阀，它由阀体、主阀芯、控制阀芯和

40、弹簧等组成。2 .顺序阀的应用举例(1)顺序动作回路(2)卸荷回路(四)压力继电器压力继电器是一种将压力信号转换为电信号的转换开关。它的作用是根据液压系统压力的变化，通过内部的微动开关自动接通或断开有关电路，以实现自动控制或安全保护。1压力继电器的结构和工作原理图2-50 DP -320型压力继电器1柱塞；2-顶杆；3-调节螺栓；4搬动开关图2-51卸荷控制回路压力继电器的结构形式较多，图2-50为DP-320型柱塞式压力继电器。压力液体从控制口P进入，作用于柱塞底部，当液压作用力大于调压弹簧力时，柱塞便向上移动顶起弹簧座，顶杆上移使微动开关的触点闭合发出电信号，使有关控制电路接通或断开。通过

41、调节螺栓改变弹簧的预压缩量，可调整动作压力。2.压力继电器的应用举例图2-51是采用压力继电器控制液压泵卸荷的回路。当系统压力升高到压力继电器调定值时，它随即动作接通二位二通阀电磁铁线圈控制电路，使阀移至通路位置，液压泵经过二位二通阀卸荷，此时单向阀关闭，蓄能器作为压力源使系统保压。三、流量控制阀常用的流量阀有节流阀、单向节流阀、调速阀等多种，其中节流阀是各种流量阀的基础，应用较广泛。（一）节流阀节流阀的结构和工作原理。节流阀是最基本的流量控制阀，其形式很多，均是靠改变节流口的开度来控制流量的。对节流阀的基本要求是：流量调节范围宽且均匀，其调速比（通过阀的最大与最小稳定流量之比）一般在50以上，工作