采煤机司机04-第四章煤矿机电类基础知识.docx

第四章煤矿机电类基础知识 1）了解（初级）熟悉（中级）掌握（高级）机械、液压、电气传动的基础知识； 第一节机械制图 一、剖视图 剖视图假想用剖切面剖开零件，将处在观察者和剖切面之间的部分移去，而将其余部分向投影面投影所得的图形，称为剖视图简称剖视。它一般可分为以下几种 1.全剖视图 用剖切面完全地剖开机件所得到的剖视图，称为全剖视图。如图5-1所示，当机件外形简单内部复杂，且在某个投影方向上机件的视图不对称时，通常采用全剖视图。 图5-1全剖视图 2.半剖视图 当机件具有对称平面时，在垂直于对称平面的投影面上投影所得的图形，可以对称中心线为界，一半画成剖视图，另一半画成视图，这种图形称为半剖视图，如图5-2所示。 半剖视图主要用于内外形都需要表达的对称机件。当机件的形状接近于对称，而其不对称部分已另有视图表达清楚时，也允许画成半剖视。 图5-2半剖视图 图5-3局部剖视图 3.局部剖视图 用剖切平面局部剖开机件得到的剖视图，称为局部剖视图，如图5-3所示。局部剖视图用波浪线表示剖切范围。 二、剖面图 假想用剖切面将机件的某处切断，仅画出断面的形状，这种图形称为剖面图，如图5-4所示。剖面图常用来表达机件上某一局部的断面形状，例如机件上的肋板、轮辐、轴上的键槽和孔等。 图5-4剖面图 必须注意，剖面图和剖视图是有区别的，剖面图仅反映出被切断表面的形状，而剖视图除反映被切断表面的形状以外，还要反映出剖面后其余部分的投影。 三、剖面符号 为了分清机件的实心部分和空心部分，国家标准中规定被剖切到的部位应画出剖面符号。不同的材料，采用不同的剖面符号。金属材料的剖面符号一律画成与水平线成45角的相互平行、间隔均匀的细实线。同一物体的各个剖视图剖面线的倾斜方向和间隔应相同。如果图形的主要轮廓线与水平线成45或接近45时，则该图的剖面线应画成与水平线成30或60的平行线。其他材料的剖面线应采用国标规定的画法。 每个视图只能反映物体的长、宽、高中的两个方向的大小，即主视图反映物体的长和高；俯视图反映物体的长和宽，左视图反映物体的宽和高。三视图的投影规律是主、左视图高平齐；主、俯视图长对正；俯、左视图宽相等，里后外前。 第二节识读一般零件图 识读零件图的方法与步骤有以下几点 1看懂标题栏。看懂标题栏主要是了解标题栏的内容，对该零件有一般性认识，如了解标题栏中零件的名称、材料、比例等内容。根据名称可以知道零件的用途和大致形状。 2分析零件的表达方法。分析零件是由哪些视图表达的，各视图之间的关系如何，找出各剖视图、剖面图的剖切位置和局部放大图的部位。 3分析尺寸标注。分析尺寸时不仅要了解零件各部分的大小，而且还要弄清楚这些尺寸在加工、检验时是从哪里作起点来测量的。 4看懂技术要求。零件图上的技术要求包括表面粗糙度、尺寸偏差、表面形状和位置公差、表面处理、热处理、检验等要求。 一、零件图中的尺寸标注 一分析尺寸基准 任何零件都有长、宽、高3个方向的尺寸，每个方向至少要有一个尺寸基准。一般选择零件结构的对称面、回转轴线、主要加工面、重要支承面或结合面作为尺寸基准。 1.设计基准 设计基准是根据零件在机器中的位置和作用所选定的基准。设计基准通常是主要基准，如图5-5所示。 2.工艺基准 工艺基准是为零件加工和测量而选定的基准。零件上有些结构若以设计基准为起点标注尺寸，不便于加工和测量，必须增加一些辅助基准作为标注这些尺寸的起点。如图5-5所示为螺纹孔M10-7H的深度标注。 二零件图上尺寸的标注要求 1.满足设计要求 零件上的重要尺寸必须直接注出，以保证设计要求。如零件上反映零件所属机器或部件规格性能的尺寸、零件间的配合尺寸、有装配要求的尺寸以及保证机器或部件正确安装的尺寸等，都应直接注出，不能通过其他尺寸计算。 2.毛坯表面的尺寸标注 如在同一个方向上有若干个毛坯表面，一般只能有一个毛坯面与加工面有联系尺寸，而其他毛坯面则要以该毛坯面为基准进行标注。这是因为毛坯面制造误差较大，如果有多个毛坯面以统一的基准进行标注，则加工该基准时，往往不能同时保证这些尺寸要求。 图5-5基准的选择 3.尺寸标注的工艺要求 尺寸标注要尽可能符合工艺要求。如图5-6所示，轴承盖的半圆孔是和轴承座配合在一起加工的，所以要标注直径。半圆键的键槽也要标注直径，以便于选择铣刀。铣平键键槽时，键槽深要以素线为基准。轴的长度尺寸考虑了加工时的顺序。 图5-6尺寸标注的工艺要求 二、零件上常见孔的尺寸标注 国家标准技术制图简化表示法GB/T16665.2-1996要求标注尺寸时应使用符号和缩写词见表5-1中说明。 表5-1各种孔的简化注法 零件结构类型 简化注法 一般注法 说明 一般孔 探度符号 4ϕ5表示直径为5mm均布的四光孔，孔深可与孔径连注，也可分别注出 精加工孔 光孔深为12mm，钻孔后需精加至工ϕ寸0.onmm，深度为10mm 锥孔 ϕ5mm为与锥销孔相配的圆锥销小头直径公称直径入锥销孔通常是两零件装在一起后加工的 锥形沉孔 V埋头孔符号 4ϕ7表示直径为7mm均匀分布的四个孔。锥形沉孔可以旁注，也可直接注出 柱形沉孔 一沉孔及平孔符号 柱形沉孔的直径为ϕ13mm，深度为3mm，均需标注 惚平沉孔 铭平面；ϕ13mm的深度不必标注，一般惚平到不出现毛面为止 通孔 2M8表示公称直径为8mm的两螺孔，可以旁注，也可直接注出 不通孔 一般应分别注出螺纹和孔的深度尺寸 第三节公差与配合 一、公差与配合的基本概念 1基本尺寸设计时确定的尺寸称为基本尺寸，如图5-7中的ϕ50。 2最大极限尺寸零件实际尺寸所允许的最大值。 3最小极限尺寸零件实际尺寸所允许的最小值。 4上偏差最大极限尺寸和基本尺寸的差。孔的上偏差代号为ES，轴的上偏差代号为es。 5下偏差最小极限尺寸和基本尺寸的差。孔的下偏差代号为EI，轴的下偏差代号为ei。 6公差允许尺寸的变动量，公差等于最大极限尺寸和最小极限尺寸的差。 图5-7公差与配合的基本概念 综上所述，计算孔、轴的极限尺寸可以按下列公式进行。 孔最大极限尺寸＝基本尺寸ES 孔最小极限尺寸＝基本尺寸EI 轴最大极限尺寸＝基本尺寸es 轴最小极限尺寸＝基本尺寸ei 例题 有一个轴的直径为ϕ30-0.041-0.02，求它的极限尺寸是多少 已知 基本尺寸＝30，es-0.02，ei-0.041。 则 最大极限尺寸＝30-0.0229.98 最小极限尺寸＝30-0.04129.959 二、公差带图 用零线表示基本尺寸，上方为正，下方为负，用矩形的高表示尺寸的变化范围公差，矩形的上边代表上偏差，矩形的下边代表下偏差，距零线近的偏差为基本偏差，矩形的长度无实际意义，这样的图形叫公差带图，如图5-8所示。 图5-8公差带图 三、标准公差和基本偏差系列 标准公差是由国家标准规定的公差值，其大小由两个因素决定，一个是公差等级，另一个是基本尺寸。国家标准将公差划分为20个等级，分别为IT01、IT0、IT1，IT2、IT3IT16、IT18，其中IT01精度最高，IT18精度最低。 轴和孔的基本偏差系列代号各有28个，用字母或字母组合表示，孔的基本偏差代号用大写字母表示，轴的基本偏差代号用小写字母表示，如图5-9所示。基本偏差决定公差带的位置，标准公差决定公差带的高度。 图5-9基本偏差系列 四、配合类别 从装配关系看，孔是包容面，轴是被包容面；从加工过程看，随着余量的切除，孔由小变大，轴由大变小。基本尺寸相同相互结合的轴和孔公差带之间的关系称为配合。按配合性质不同可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合，如图5-10所示。 a-间隙配合；b-过盈配合；c-过渡配合 图5-10配合类别 五、基准制 采用基准制是为了统一基准件的极限偏差，从而达到减少零件加工定值刀具和量具的规格数量，国家标准规定了两种配合制度基孔制和基轴制，如图5-11所示。 图5-11基准制 六、偏差代号的标注 在零件图中线性尺寸的偏差有3种标注形式只标注上、下偏差；只标注偏差代号；既标注偏差代号，又标注上、下偏差，但偏差用括号括起来。在装配图上一般只标注配合代号，配合代号用分数表示，分子为孔的偏差代号，分母为轴的偏差代号，如图5-12所示。 图5-12 装配图中偏差的标注 七、形位公差项目名称及含义 形位公差就是形状公差和位置公差的总称。它共有14个项目，其中形状公差6项，位置公差8项。形位公差的名称及符号见表5-2。 分类 名称 符号 形状公差 直线度 平行度 圆度 圆柱度 线轮廓度 面轮廓度 分类 名称 符号 位置公差 定位 平行度 垂直度 倾斜度 定向 同轴度 对称度 位置度 跳到 圆跳动 全跳到 1.形状公差各项目的名称及含义 1直线度。直线度是指圆柱面或圆锥面的素线、轴线、面与面的交线以及平面上任意截面的截面线，加工后实际形状不直的程度，如液压支架中立柱、千斤顶和活塞杆等。而被测直线相对于理想直线的允许变动量，称为直线度公差。 2平面度。平面度是指平面加工后实际形状不平的程度，如泵体平面、阀体平面不平等。而被测平面相对于理想平面的允许变动量，则称为平面度公差。 3圆度。圆度是指平面上的圆、回转体任一截面上的圆及过球心截面上的圆，加工后与实际形状不同的程度，如加工轴产生的不圆等。而被测面上的圆相对于理想圆的允许变动量，则称为圆度公差。 4圆柱度。圆柱度是指圆柱面加工后实际形状相对于理想圆柱面的误差程度。它是圆柱面的圆度、素线的直线段、纵截面上两素线平行度的综合误差，如加工轴产生锥形等。而被测圆柱面相对于理想圆柱面的允许变动量，则称为圆柱度公差。 5线轮廓度。线轮廓度是指被加工曲面被指定方向的剖切平面剖切后，所得截面上的轮廓曲线相对理想轮廓曲线的误差程度，如平面密封转阀轮廓曲线加工产生的误差等。而被测轮廓曲线相对于理想轮廓曲线的允许变动量，则称为线轮廓度公差。 6面轮廓度。面轮廓度是指被加工轮廓曲面相对于理想轮廓曲面的误差程度，如蓄能器的壳体加工误差等。而被测轮廓曲面相对于理想轮廓曲面的允许变动量，则称为面轮廓度公差。 2.位置公差各项目的名称及含义 1平行度。平行度是指加工后零件的面、线或线相对于该零件上作为基准的面、线或轴线不平行的程度，如加工长方形零件上平面相对于底平面不平行等。而被测要素相对于与基准平行的理想要素的允许变动量，则称为平行度公差。 2垂直度。垂直度是指加工后零件上的面线或轴线相对于该零件上作为基准面线或轴线不垂直的程度，如加工长方体零件侧平面相对于底平面不垂直等。而被测要素相对于与基准垂直的理想要素允许变动量，则称为垂直度公差。 3倾斜度。倾斜度是指加工后零件上相对于与基准面或线倾斜成一定角度的面或偏离理想角度的程度，如加工斜面产生倾斜角度有误差等。而被测要素相对于与基准倾斜的理想要素的允许变动量，则称为倾斜度公差。 4同轴度。同轴度是指加工后零件上的轴线相对于该零件上作为基准的轴线不处在同一直线上的误差程度，如加工阶梯轴产生各段圆柱的轴线不在一直线等。而被测轴线相对于某准轴线同轴的理想轴线的允许变动量，则称为同轴度公差。 5对称度。对称度是指加工后零件上的中心平面、中心线、轴线相对于作为基准的中心平面、中心线、轴线不共面或不共线的误差程度，如在轴上加工键槽与轴线不对称等。而被测要素相对于基准共面或共线的理想要素的允许变动量，则称为对称度公差。 6位置度。位置度是指加工后的零件上的点、线、面偏离理想位置的程度，如在平面上钻孔，孔的轴线偏离图纸要求位置等。而被测要素实际位置相对于理想位置的允许变动量，则称为位置度公差。 7圆跳动。圆跳动是指回转体零件绕基准轴线回转时，由位置固定的指示计在被测表面指定方向的任一测量面上测得的跳动量。例如加工轴后，将轴用两顶尖水平安装，并用一垂直安装且位置固定的百分表，测量被测圆柱面回转一周的最大读数差。而被测表面在指定方向的任一测量面上所允许的最大跳动量，则称为圆跳动公差。 八、表面粗糙度 1.表面粗糙度的概念和评定参数 在零件加工时，由于切削变形和机床振动等因素，使得零件的实际加工表而存在着微观的高低不平，这种微观的高低不平程度称为表面粗糙度。 表面粗糙度的评定参数有轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz。实际使用时多选用Ra，也可选用Rz。参数值可给出极限值，也可给出取值范围。参数Ra较能客观地反映表面微观不平度，所以优先选用Ra作为评定参数；参数Rz在反映表面微观不平程度上不如Ra，但易于在光学仪器上测量，特别适用于超精加工零件表面粗糙度的评定。 2.表面粗糙度代号 GB/T131-1993规定，表面粗糙度代号是由规定的符号和有关参数组成，表面粗糙度符号的画法和意义见表5-3。 表5-3表面粗糙度的画法和意义 序号 符号 意义 1 基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注 2 表示表面是用去除材料的方法获得，如车、铣、钻、磨 3 表示表面是用不去除材料的方法获得，如铸、锻、冲压、冷轧等 4 寸寸寸在上述三个符号的长边上可加一横线，用于标注有关参数或说明 5 JJJ在上述三个符号的长边上可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求中“当参数值的数字或大写字母的高度为2.5mm时，粗糙度符号的高度取8mm，三角形 6 高度取3.5mm，三角形是等边三角形，当参数值不是2.5mm时，粗糙度符号和三角形符号的高度也将发生变化 3.常用表面粗糙度Ra的数值与加工方法 常用表而粗糙度Ra的数值与加工方法见表5-4。 表5-4常用表面粗糙度Ra的数值与加工方法 表面特征 表面粗糙度Ra数值 加工方法 明显可见刀痕 粗车、粗创、粗铣、钻孔 微见刀痕 精车、精创、精铣、粗铰、粗磨 看不见加工痕迹，微辨加工方向 精车、精磨，精饺、研磨 暗光泽面 研磨，珩磨、超精磨 4.表面粗糙度代号的标注 在同一图样上，同一表面一般只标注一次表面粗糙度代号，并尽可能标注在反映该表面位置特征的视图上，表面粗糙度代号应注在可见轮廓线、尺寸界限或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度时，可将最多的一种粗糙度代号统一标注在右上角，并加注“其余”两字。国标规定代号中数字的方向和尺寸数字的方向一致图5-13。 图5-13表面粗糙度代号的标注 第四节识读简单装配图 一、识读装配图的基本要求 1了解部件的工作原理和使用性能。 2弄清各零件在部件中的功能、零件间的装配关系和连接方式。 3读懂部件中主要零件的结构形状。 4了解装配图中标注的尺寸以及技术要求。 二、识读装配图的方法与步骤 以机用虎钳为例说明读装配图的方法和步骤。图5-14为机用虎钳的装配图及机用虎钳全部零件图不包括标准件。 图5-14 机用虎钳零件图 1.概括了解 机用虎钳是安装在机床工作台上，用于夹紧工件，以便进行切削加工的一种通用工具。虎钳由11种零件组成，其中螺钉10、圆柱销7是标准件，其他是专用件。 机用虎钳装配图采用3个基本视图和1个表示单独零件的视图2号零件来表达。主视图采用全剖视图，反映虎钳的工作原理和零件间的装配关系。俯视图反映了固定钳座的结构形状，并且通过局部视图表达了钳口板与钳口座连接的局部结构。左视图采用A-A半剖视，剖切位置反映在主视图上。 2.工作原理和装配关系 主视图基本反映了机用虎钳的工作原理旋转螺杆8使螺母块9带动活动钳身4做水平方向左右移动。机用虎钳的最大夹持厚度为60mm，图中的细双点画线表示活动钳身的极限位置． 主视图反映了主要零件的装配关系螺母块9从固定钳座1的下方空腔装入工字形槽内，再装入螺杆8，并用垫圈11、垫圈5以及环6将螺杆轴向固定，通过螺钉3将活动钳身4与螺母块9连接，最后用螺钉10将两块钳口板2分别与固定钳座和活动钳身连接。识图时必须对照俯、左视图。 3分析零件 机用虎钳的主要零件有固定钳座、螺杆、螺母块、活动钳身等。它们在结构上以及标注的尺寸之间均有非常密切的联系。要读懂装配图，必须仔细分析有关的零件图，并对照装配图上所反映的零件的作用和零件间的装配关系进行分析。 1如图5-14b所示，固定钳座下部空腔的工字形槽是为了装入螺母块，并使螺母块带动活动钳身随着螺杆顺逆时针旋转时做水平方向左右移动，所以固定钳座工字形槽的上、下导面均有较高的表面粗糙度要求，Ra值为1.6m。同样，图5-14e中的活动钳身底面的表面粗糙度Ra值也是1.6m。 2螺母块在虎钳中起重要作用，它与螺杆旋合，随着螺杆的转动，带动活动钳身在钳座上左右移动。图5-14c为螺母块零件图，螺纹有较高的表面粗糙度要求，同时为了使螺母块在钳座上移动自如对照装配图中的左视图，它的下部凸台也有较高的表面粗糙度要求，Ra值为1.6m。螺母块的整体结构是上圆下方，上部圆柱与活动钳身相配合，注出尺寸公差ϕ200-0.0260。螺母块可通过螺钉3调节松紧度使螺杆转动灵活，活动钳身移动自如。 3为了使螺杆在钳座左右两圆柱孔内转动灵活，螺杆两端轴颈与圆孔采用基孔制间隙配合ϕ18H8/f6、ϕ12H8/f6。 4为了使活动钳身在钳座工字形槽的水平导面上移动自如，活动钳身与固定钳座导面两侧的结合面采用了基孔制间隙配合ϕ82H8/f6. 综上所述，可以看出，零件和部件的关系是局部和整体的关系。所以在对部件进行零件分析时，一定要结合零件的作用和零件间的装配关系、并结合装配图和零件图上所标注的尺寸、技术要求等进行全面的归纳总结，形成一个完整的认识，才能达到全面读懂装配图的目的。 第二节液压传动基础知识 一、液压传动的工作原理 液压传动是借助于处在密封容积内的液体来传递能量和动力，又可称为容积式液压传动。其工作原理以液压千斤顶为例来说明。液压千斤顶原理如图2-15所示。 图2-15液压千斤顶原理示意困 1-小活塞；2-小液压缸；3-油箱;4、5-单向阀；6-液压缸；7-大活塞；8-手柄；9-管道；10-重物；11-放油阀 小活塞与小液压缸、大活塞与大液压缸组成了两个密封而又可变化的工作容积。当向上提手柄时，小活塞向上运动，小活塞下部的密封容积增大，形成真空。在大气压力的作用下，油箱中的油液经油管、单向阀4进入小液压缸。当向下压手柄时，小活塞向下运动，密封容积变小，使小液压缸内的油液受到挤压。由于这时单向阀4已关闭，被挤压的油液便打开单向阀5进入大液压缸，迫使大活塞向上移动顶起重手。反复扳动手柄，油液就不断地输入大液压缸下腔，推动大活塞以一定的速度上升，使重手升到所需高度。工作完毕后，打开放油阀11，在重物作用下，大活塞下部的密封容积缩小、池液排回油箱，重物下降复位。 图2-15可简化为如图2-16所示的密封连通器，如果大活塞2上有负载W，小活塞1上作用的主动力为F，当连通器处于平衡状态时，小液压缸中的液体压力为 P1Fa 大液压缸中的液体压力为 P2WA 式中a-小活塞面积； A-大活塞面积。 t 图2-16密封连通器 1-小活塞；2-大活塞 根据流体力学中的帕斯卡原理密闭容器中静止液体的压力以同样大小向各个方向传递或称密闭容器中压力处处相等。所以 p1p2pFaWA WAaF 由此可见，在液压传动中，力不但可以传递，而且通过作用面积的不同Aa，力可以放大。这就是千斤顶能以较小的力顶起较重负载的原因。 由于液体几乎不可压缩，小液压缸输出的油液体积与输入大液压缸的油液体积相等，即 ah1Ah2 式中h1-小活塞下降的距离； h2-大活寒上升的距离。 将式两边分别除以活塞运动的时间，得 aV1AV2Q V2aV1A V2和V1分别表示大、小活塞的运动速度，Q为单位时间内容积的变化量，即流量。大活塞的运动速度V2取决于容积变化量aV1（或流量Q。所以，液压传动是利用密封容积的变化实现的。传递运动的过程中，运动速度可以变化，可以增速，也可以减速，运动速度的大小只取决于密封容积的变化量，与所传递力的大小无关。因此液压传动也称为容积式液压传动。 式2-21即流体力学中的流量连续性方程。由式2--19及式2-22得 WV2FV1P 上式中的WV2是输出功率，FV1表示输入功率，P为液压功率。可见，液压传动装置为能量转换装置。如不考虑能量损失，液压传动中的能量为常量，符合能量守恒定律。 应当指出，液压传动中液体压力的大小决定于负载，也就是说，压力只随负载的大小而变化，与流量无关；负载的运动速度只与流量有关而与压力无关。 二、液压传动系统的组成 图2-17所示的是一典型的泵-缸液压系统。从图中分析可知，当手柄处于图2-17a位置时，换向阀6与油管连接的P、A、B、T孔互不相通，液压泵3经过滤器2从油箱1吸入的油液通过溢流阀5又排回油箱，工作台停止不动。若将手柄向右推，使换向阀处于图2-17b所示位置，阀孔P与A、B与与T相通，液压泵输出的压力油液经节流阀4从P孔流入换向阀再经A孔进入液压缸左腔。在压力油液的作用下，活塞带动工作台向右运动。与此同时，活塞右腔的油液经B孔充入换向阀，再经T孔流回油箱。若使换向阀向左移动（图2-17c，压力油经P，B孔进入液压缸右腔，推动工作台向左运动，液压缸左腔的油液经A、T孔流回油箱。可见，反复扳动手柄，即可实现工作台的往复运动。而工作台的运动速度是可通过节流阀4的开口大小来调节的。 图2-17泵-缸液压系统 1-油箱；2-过滤器；3-液压泵；4-节流阀；5-溢流阀；6-换向阀；7-手柄；8-液压缸；9-活塞；10-工作台 液压泵的流量一般是按工作机构的最大运动速度配备的。由于工作机构速度的改变，液压泵的流量通常大于所需流量，多余的油液须接回油箱。图中的溢流阀5就是为这一要求设置的。溢流阀5还同时起到保持系统压力稳定、防止系统过载的作用。调节溢流阀5还可改变系统的工作压力。过滤器2安装在吸液管口，用于过滤油液中的杂质保证清洁的油液进入液压系统。 图2-18用图形符号表示的液压传动原理图 （图中序号同图2-17 图2-18所示的是液压系统结构原理图。国内外都广泛采用元件的图形符号来绘制液压系统原理图。图形符号脱离元件的具体结构，只表示元件的职能，使系统图简化、原理简单明了，便于阅读、分析、设计和绘制。按照规定，液压元件图形符号应以元件的静止位置或零位来表示。若液压元件无法用图形符号表达时，仍允许采用结构原理图表示。 一个完整的液压系统由以下5个基本部分组成 （1）动力元件，即液压泵。它是将电动机输入的机械能转换为工作液体的液压能的机械装置，其作用是为液压系统提供压力油，它是液压系统的动力源。 2执行元件，即液动机。它是将液压泵提供的工作液体的液压能转换为驱动负载的机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力矩和转速（力和速度），以驱动工作部件。做往复直线运动的液动机称为液压缸；做连续旋转运动的液动机称为液压马达。 3控制元件，指各种液压控制阀，如溢流阀、节流阀、换向阀等。它们的作用是控制液压系统的压力、流量和液流方向，以保证执行元件完成预期的工作或运动。 4辅助元件，包括油箱、油管、滤油器、蓄能器、冷却器、回热器及监测仪表等。这些元件的功能是多方面的，各不相同，但都是保证液压系统正常工作而不可缺少的元件。 5工作液体，通常指液压油和乳化液等。它是液压系统中能量的载体，是传递力和运动的介质，是液压系统中最基本的一个组成部分。 三、液压泵 （一）液压泵的工作原理 1-吸液阀；2-排液阀 图2-19单柱塞泵的工作原理 图2-19为单柱塞泵的结构简图。电动机通过曲柄连杆机构带动柱塞在缸孔内做往复运动。当柱塞向右运动时，前面的密封容积A由小变大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下打开吸液阀1进入A腔，这一过程称为吸液过程。在吸液过程中，排液阀2关闭，将低压密封容积与排液管隔开。当柱塞向左运动时，密封容积A变小，腔内液体受挤压，压力增大，排液阀2便被打开，将液体从排液管排入液压系统，这一过程称为排液过程。在排液过程中，吸液阀关闭，将高压密封腔与低压侧分开。电动机不断旋转，柱塞就不断地做往复运动，就可实现连续不断的吸、排液，从而连续地向液压系统输送具有一定压力的工作液体。 液压泵又称为容积式液压泵。 综上所述，容积式液压泵必须具备如下基本条件 1具有密封而且可变的工作容积； 2密封容积变化的过程中分别与泵的高压腔或低压腔接通； 3必须有配流装置将泵的高压侧（腔）与低压侧（腔）相互隔开。 （二）液压泵的主要性能参数 液压泵的主要参数有压力、排量、流量、功率和效率等。 1.压力 1额定压力P。正常条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力叫泵的额定压力。液压泵额定压力的名义值称为公称压力。 2工作压力P。液压泵工作时的实际压力称为工作压力。液压泵工作时的实际压力大小是由负载决定的。负载大，实际工作压力就大；负载小，实际工作压力就小；当负载为零时，液压泵处于空载运行状态，这时工作压力很小，只用于克服系统管路的压力损失（压力损失分沿程压力损失和局部压力损失两种），相应的压力称为空载压力。液压系统暂不工作时，应使液压泵以空载状态运行。液压系统的最大负载不应使泵的工作压力超过额定工作压力。压力的单位通常用MPa（兆帕）表示。 3最高压力PH。按试验标准规定，超过额界压力允许短时运行的最高压力，称为泵的最高压力。泵的最高压力由安全阀控制。 2.排量和流量 1排量q。液压泵每转一转（每工作一个周期），由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积称为泵的排量，单位为L/r或cm3/r。排量的大小取决于泵的密封工作腔的几何尺寸和变化次数（通常液压泵的变化次数为1～2，常为1，排量大小与转速无关。排垦可以调节的泵称为变量泵；排量不可以调节的泵称为定量泵。 2理论流量Qt。液压泵的理论流量是指不考虑泄漏的理想情况下，液压泵单位时间内排出液体的体积。如果泵的主轴转速为n，排量为q，则理论流量为 Qtnq 式中Qt-理论流量，L/min; n-转速，r/min; q-排量，L/r。 2-24 3泄漏流量∆Q。泄漏流量是通过液压泵的各个运动副的间隙在单位时间内所泄漏的液体体积，也称为泵的容积损失。 泄漏流量分为外泄漏和内泄漏。外泄漏是指从泵的吸、排液腔向大气的泄漏；内泄漏是指从泵的排液腔向吸液腔的泄漏。 4实际流量Q。液压泵单位时间内实际输出的液体体积称为实际流量，它等于理论流量减去泄漏流量，即 QQt-∆Q 5额定流量Qr。在正常条件下，按试验标准规定必须保证的流量称为额定流星。额定流量的名义值称为公称流量。 3.常用液压泵的结构类型 在采掘机中常用液压泵按结构不同可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。齿轮泵分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵；叶片泵分单作用叶片泵和双作用叶片泵；柱塞泵分径向柱塞泵和轴向柱塞泵。 4.斜轴式轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵按其配油型式不同分为平面配油式和球面配油式两种。这种结构型式的液压泵是当前采煤机中最普遍采用的一种结构型式。它具有压力高、排量大、运转平稳可靠、流量脉动小、噪音低和寿命长等特点。 1平面配油式斜轴泵 1-连杆；2-柱塞；3-配流盘;4-紧锁螺丝；5-调节螺杆；6-调节垫圈；7-传动轴 图2-20平面配油式斜轴泵 平面配油式斜轴泵结构如图2-20所示。当传动轴7旋转时，通过连杆1、柱塞2带动缸体旋转。当传动轴与缸体摆角为零时，由于柱塞与缸体没有相对运动，泵不吸、排油。当调整缸体摆角为某一角度时，随若传动轴的转动，则柱塞在缸体内做往复运动，实现吸汕和排油。传动轴每旋转一周，每个柱塞都完成一次吸油和排油过程，并通过配油盘分别与吸、排油管连通。 改变泵的排量是通过改变摆角y来实现的。缸体装在后泵体（也称摇架）内，摇架可以摆动，从而改变y的大小，摆角范围为025。单向变量泵，摇架只在一个方向上摆动；双向变量泵，摇架可以在两个方向上摆动，从而改变泵输出流量的大小和泵的吸、排油方向。 该泵采用平面配油，缸体外有2个径向滚柱轴承，传动轴右端装有推力滚柱轴承和径向滚针轴承，以承受轴向和径向负荷。 2球面配油式斜轴泵 1-缸体；2-配油盘；3-中心连杆；4-转动轴；5-端盖；6-连杆；7-压板；8-嵌块；9-销；10-柱塞；11-球铰；12-摇架；13-轴承 图2-21球面配油式斜轴泵 球面配油式斜轴泵结构如图2-21所示。其特点是自动定心，缸体外面没有滚柱轴承，配油盘2用锁紧螺母固定在摇架12上。由于配油面做成球面，当存在加工和装配误差时也能够保证缸体底部与配油盘之间接触密封良好。 图2-22间歇强制润滑机构 A、1-盲孔；2-槽；3-小孔 为了提高配油盘的工作可靠性，球面配油式斜轴泵采取了间歇强制润滑结构，如图2-22所示。配油盘上有许多盲孔1，通过槽2将各孔沟通；同时还有2个3，其中一个与排油腔相通，另1个与吸油腔相通。在缸体上有7个盲孔A，它的位置恰好能将孔1和空3接通。因此缸体每转一转，孔1与排油腔和吸油腔依次各接通7次，即每转一转，高压腔向孔1供油7次，并向低压腔卸油7次，因而组成跳动的油垫，既能减小配油面的磨损，又保证泄漏量不致太大。 四、液压马达 液压马达是液压传动系统中的执行元件，它将液压泵输出的液体压力能转换成旋转运动的机械能，并以转矩和转速的形式表现出来。 （一）液压马达的分类 在采煤机上常采用的液压马达一般分为如下几类 1.按转速不同分 1高速马达。这种马达没有减速作用。 2中速马达。这种马达有较大的减速作用，但不能直接驱动工作机构，必须经过机械减速。 3低速马达。这种马达有很大的减速作用，能直接驱动工作机构。 2.按结构型式不同分 1齿轮式液比马达。可分为内啮合液压马达和外啮合摆线液压马达两种。 2叶片式液压马达。可分为单作用叶片液压马达和双作用叶片液压马达两种。 3柱塞式液压马达。可分为轴向柱塞液压马达和径向柱塞液压马达两种。轴向柱塞马达又可分为直轴式和斜轴式液压马达。径向柱塞液压马达又分为曲轴单作用连杆式径向柱塞液压马达、曲轴单作用无连杆式径向柱塞液压马达和内曲线多作用径向柱塞液压马达。 （二）液压马达的性能参数 液压马达的主要性能参数有压力p、排量q、流量Q、转速n和转矩M等。 1.压力p 液压马达有入口压力pτ，和出口压力pb。 在工作时入口压力是工作压力；出口压力是指液压马达回液口的压力，一般大于零，这个压力也称为回液背压。 2.排量q 排量是指液压马达每转一周所排出的液体体积。排量q的大小取决于液压马达的结构和几何尺寸，而与工况无关。排量可变的称为变量液压马达；排量不可变的称为定量液压马达。在采煤机中大多采用定量液压马达。 3.流量Q和容积效率ηV 液压马达的排量为q、输出轴的转速为n时，在不考虑液压马达的各种漏损的情况下，所需液压泵供给的流量称为液压马达的理论流量Q1。 Q1nq 2-26 式中Q1-液压马达的理论流量，L/min; q-液压马达的排量，L/r; n-液压马达的转速，r/min。 实际上，液压马达在运转过程中要产生漏损，即产生容积损失ΔQ。为保证液压马达的转速，实际需供给马达的流量要比理论流量多ΔQ，故实际流量Qs应为 QsQ1ΔQ 式中Qs-液压马达的实际流量，L/mini ΔQ－液压马达的泄漏量，L/mino 液压马达的理论流量Q1与实际流量也之比，称为液压马达的容积效率ηV。 ηVQ1QsQs-ΔQQs1-ΔQQs 4.转速n 由式2-26和式2-28可知，液压马达的转速为 nQsηVq 由此可见，液压马达的转速与输入的流量成正比，而与自身的排量成反比。 5.转矩M 液压马达是一个能量转换装置，输入的是液压能，输出的是机械能。液压马达转一周的输入功为Δpq,输出功为2πM1。根据能量守恒定律，如不计能量损失，其输入功等于输出功，即 2πM1Δpq10-3 M10.159Δpq10-3 Δppτ-pb 式中M1--液压马达输出的理论转矩，Nm; Δp－－液压马达进、出液口压力差，Pa; pτ-液压马达进液口压力，Pa; pb-液压马达回液口压力，Pa; q-液压马达的排量，L/r。 由此可见，液压马达的输出转矩与排量、压力差成正比，与输入流量无关。在实际工作中要增大液压马达的输出转矩，可用提高工作压力和增大排量（采用变量马达）的方法来实现。 （三）摆线液压马达 摆线液压马达是国产采煤机上常用的一种牵引马达。它具有结构简单、体积小、重盘轻、维修方便、耐冲击性好等优点。 摆线液压马达是一种内啮合的多点接触的齿轮液压马达。由于齿轮的齿廓曲线为摆线，所以称为摆线液压马达。它分为内、外转子式和行星轮式两种类型。现仅介绍后者的工作原理和结构。 1.摆线液压马达的结构 1-补偿盘；2-配流盘；3-辅助配流板；4-定子；5-转子；6-长花键联轴器；7-短花键联轴器；8-前侧板；9-滚柱；10-弹簧；11-后壳体；12-定位销；13-前壳体 图2-23摆线液压马达 BM型摆线液压马达结构如图2-23所示。该液压马达采用端面配流，转子5上有8个短幅外摆线齿形的轮齿。转子的中心是花键，右端与两端带有渐开线鼓形花键的长花键联轴器6相连，以驱动工作机构；左端与短花键联轴器7相连，带动配流盘2。定子4上装有9个滚柱9，以代替圆弧形齿，左、右分别靠辅助配流板3和前侧板8封住，形成密封的工作容积。辅助配流板3、配流盘2和补偿盘1组成配流装置。辅助配流板3靠定位销12和定子4固定，以保证正常配流。定子4与前壳体13和后壳体11用螺栓连接在一起。弹簧10压在补偿盘1上，以保证配流副具有良好的密封性和自动补偿其轴向间隙的能力。 摆线液压马达定子的结构如图2-24所示。定子内装有滚柱2、以代替圆弧形齿。滚柱2可以在定子1中转动。液压马达1工作时，位于进、出液腔分界处的滚柱被液体压力压向出液侧，使滚柱与定子和转子3都紧贴，从而提高了进、出液腔的密封性，使泄漏减少，容积效率得到提高；同时，当滚柱与转子3齿廓啮合时，由于摩擦力的作用，使滚柱按图示方向自转，形成滚动摩擦，这样既可提高液压马达的机械效率，又可使滚柱磨损均匀。 配流装置的结构如图2-25所示。图2-25a位为辅助配流板，其上有9个孔，用定位销和定子固定，各孔分别与各密封腔对应相通。图2-25b为配流盘，其上有16个孔，间隔分为两组，其中一组孔向中心倾斜一定角度，并且与补偿盘上的孔相对应，接通T；另一组则向外倾斜一定角度，与外圆相通，接通P。中间是花键孔，与短花键联轴器连接，和转子同步转动。图2-25c为补偿盘，其上和配流盘相对应有9个孔，这9个孔恒与T相通。 图2-24定子结构图 1-定