采掘机械与液压传动

液压传动系统包括5个部分：⑴动力源元件，⑵执行元件，⑶控制元件，⑷辅助元件，⑸工作液体。压力液体流经管路或液压元件时要受到阻力，引起压力损失。液体流经圆形直管的压力损失称为沿程损失；流经管路接头、弯管和阀门等局部障碍时，由于产生撞击和漩涡等现象而造成的压力损失，则称为局部损失。液体流动时，液体分子与固体壁面之间的附着力和液体分子间内聚力的作用，导致液体分子间产生相对运动，从而在液体内部产生内摩擦力。内摩擦力体现了油液流动的特性，称为油液的粘性。表示油液粘性大小的指标称为粘度。采掘机械对工作液体的要求：⑴有较好的粘温特性，⑵有良好的抗磨性能即润滑性能，⑶抗氧化性好，⑷有良好的防锈性，⑸有良好的抗乳化性，⑹抗泡沫性能好，⑺经济性好。齿轮泵的困油现象：液压泵的密闭工作容积吸满油之后向压油腔转移的过程中，形成了一个闭死容积。如果这个闭死容积的大小发生变化，在闭死容积由大变小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到周期性的压力冲击，而且导致油液发热，在闭死容积由小变大时又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声。这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击的气蚀的现象称为困油现象。困油现象将严重影响泵的使用寿命。原则上液压泵都会产生困油现象。单作用叶片泵的定子一般都做成可以相对于转子轴心移动，即可改变偏心距的大小，因此多为变量泵。而双作用叶片泵都是定量泵。叶片泵的叶片里、外两端的结构并不一致：插入转子槽一端是平的，与定子接触的一端则加工成斜面或单边倒棱。安装时，必须使斜面或倒棱边朝后，以防叶片在运转时憋卡或折断。改变斜盘的倾角，就可以改变柱塞的行程，从而改变泵的排量。当斜盘倾角γ=0时，柱塞不再往复运动，油泵的流量为零。当柱塞数和直径一定时，径向柱塞泵的排量与偏心距e的大小有关。/10、起溢流稳压作用的溢流阀与起安全保护作用的安全阀的工作状态不同：前者在工作过程中处于常开状态，且调定压力较低；而后者则处于常闭状态，且调定压力为系统最高压力，只有当系统压力超载时才动作。11、按减压阀调节要求的不同，分为定压、定比和定差减压阀三种。减压阀也有直动式和先导式两种。12、节流阀的作用：节流阀主要应用于由定量泵供油的小流量系统中。它利用改变通流面积来改变通过节流阀的流量，从而改变液压缸或液压马达的运动速度。节流阀也可以用来进行加载和提供背压。13、液控单向阀常用于执行元件的闭锁回路中。实际往往使用两个液控单向阀构成组合阀，称为双向液压锁。液压锁可以在液压泵停止工作以后，仍使液压缸或其他执行元件长时间地停在某一位置。14、滑阀式换向阀是目前应用最普遍的一种换向阀。它是靠直线移动阀芯，改变阀芯在阀体内的相对位置来改变油流方向的。15、三位换向阀的滑阀机能：O型机能、H型机能、Y型机能、P型机能、K型机能、J型机能、M型机能。机能特点：O型机能——阀芯处于中间位置时，各油口全闭，又称中间封闭型。此时与之连接的油缸或油马达被锁紧，油泵不能卸荷，因此与之并联的执行元件动作不受影响。由于执行元件的进、出油腔内部充满油液，因此在启动时比较平稳。H型机能——阀芯处于中间位置时，各油口全通，又称中间开启型。此时所连接的执行元件处于浮动状态，油泵卸荷，其他执行元件不能与之并联使用。由于执行元件进、出油腔的油已流回油箱，启动时会有冲击。M型机能——阀芯处于中间位置时，A、B两油口分别关闭，而P和O连通，又称PO连接型。它具有O型和H型机能的综合特点，即执行机构锁紧，油泵卸荷，不能与其他执行元件并联使用，执行元件启动平稳。Y型机能——阀芯在中间位置时，P口关闭，其余油口连通，又称ABO连接型。此时和它连接的执行元件处于浮动状态，油泵不卸荷，因此可并联其他执行元件。P型机能——阀芯在中间位置时，回油口O关闭，泵口P和两油缸口A、B连通，又称PAB连接型。它可以形成差动回路。由于泵不卸荷，故可并联其他执行元件。16、漏油和油液污染时液压系统时常出现的毛病，密封的作用是防止油液的泄漏以及防止外界的脏物灰尘和空气进入液压系统。17、油箱的主要功用是储油和散热，此外还有沉淀杂质和分离油液中空气的作用。18、滤油器的作用：液压传动系统中的油液不可避免会混入杂质。这些污物的存在，会使液压元件中的相对滑动部分的磨损加剧，使阀芯卡死，堵塞节流小孔，加速密封材料的磨损，最终缩短液压系统和元件的使用寿命。滤油器的基本作用就是使系统中的油液保持清洁，以防止上述情况的出现。蓄能器的作用：⑴储蓄液压能，⑵缓和液压冲击和消除脉动的影响。19、用流量控制阀进行调速的回路叫节流调速回路。节流调速分为进油路节流调速、回油路节流调速和旁油路节流调速三种基本回路。20、机械化采煤工作面可分为普通机械化采煤工作面和综合机械化采煤工作面。普采工作面的采煤工艺过程：⑴采煤机的滚筒进入下缺口，然后由下向上采煤。⑵紧随采煤机之后，清理顶煤，挂顶梁。⑶在采煤机后面清出机道，并在距采煤机10~15m处开始推移刮板输送机。⑷当输送机移到新机道上以后，在悬挂的顶梁下面支撑金属支柱或单体液压支柱。综采工作面的采煤工艺过程：⑴采煤机自工作面一端开始向另一端采煤。⑵随着采煤机向前牵引，紧接着移动液压支架，以便及时支护顶板。⑶在采煤机后面一定距离处，推移工作面刮板输送机。21、当滚筒直径较大时，两个滚筒的转向一般为前顺后逆，这种方式装煤效果好，滚筒不向司机甩煤。当滚筒直径较小时，滚筒转向一般为前逆后顺，这时不经摇臂下面装煤，有利于提高装煤效率。22、无链牵引机构取消了固定在工作面两端的牵引链，以采煤机牵引部的驱动轮或再经中间轮与铺设在输送机槽帮上的齿轨相啮合，从而使采煤机沿工作面移动。无链牵引主要有3种：⑴齿轮—销轨型⑵滚轮—齿轨型⑶链轮—链轨型。23、牵引部传动装置的功用是将采煤机电动机的动力传到主动链轮或驱动轮并实现调速。牵引部传动装置分为：机械牵引，液压牵引和电牵引。24、《煤矿安全规程》规定，当煤层倾角大于10°时，采煤机应设防滑装置。常用防滑装置有防滑杆、制动器、液压安全绞车等。25、对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。具体要求为：⑴采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求。⑵工作机构能在所给煤层力学特性（硬度、截割阻抗）的条件下正常截割；装煤效果好；落煤块度大、煤尘小、能耗低。⑶能调节采高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口。⑷有足够的牵引力和良好的防滑、制动装置，能在所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随工作条件变化而调节，其大小能满足工作要求。⑸有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置，电气设备必须能够防爆。⑹采煤机械是机采工作面的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大。因此，要求采煤机械的性能必须可靠，维持正常工作所必需的各种消耗（动力、液压油、润滑油、易损件等）应较低。26、采高在1.1~2.0m左右的机采工作面，煤质中硬，应选用单滚筒采煤机；采高在1.3~2.5m时，应选用双滚筒采煤机或单滚筒采煤机。27、刨煤机的工作原理、结构与滚筒式采煤机不同，它是一种截深很小（一般为50~100mm）而牵引速度又很快（一般为1.5~2.0m/s）的采煤机械。刨煤机主要由刨头及其传动装置、工作面输送机两大部分组成，能同时完成落煤、装煤和运煤。28、液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用乳化液泵站提高的高压乳化液，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸来实现的。29、液压支架分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种。支撑式支架的结构特点是：呈框型结构——顶梁较长，一般都带有前探梁，其长度多在4m左右；立柱多，一般为4~6根，且垂直顶梁支撑；支架后部有简单的挡矸装置，一般设有立柱复位装置，以承受指向煤壁方向的不大的水平推力。其支护性能特点：支撑力大，支撑力作用点靠近支架后部，切顶能力强；对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎；由于顶梁与底座仅通过立柱联在一起，抵抗水平载荷的能力较差，不能带压移架；支架间不接触，不密封，矸石容易窜入工作空间。此外，这种支架的作业空间和通风断面较大。支撑式支架适用于直接顶稳定以上、基本顶有明显或强烈周期来压且水平力小的顶板条件。掩护式支架的性能特点：支撑力小，切顶能力弱，但支撑力集中作用于机道上方的顶板上，故支护强度较大，且均匀；对顶板的重复支撑次数少；密封掩护性好；能承受较大的水平力，且允许带压移架。由于立柱倾斜布置，且顶梁又较短，所以工作空间和通风断面较小。掩护式支架适用于顶板压力来自机道上方的不稳定或中等稳定的松散破碎顶板条件。支撑掩护式支架式性能特点：它保留了垛式支架支撑力大、切顶性能好、工作空间宽敞的优点，采用双排立柱支撑；同时又吸取了掩护式支架挡矸掩护性能好、抗水平力强、结构稳定的长处，而且采用坚固的掩护梁及侧护板，将工作空间与采空区完全隔开，并用前、后连杆连接掩护梁和底座。支撑掩护式支架可用于各种顶板条件，尤其适用于中等稳定以上的顶板条件和大采高的条件，有逐渐取代垛式支架的趋势。其缺点是：结构复杂，重量大，价格较贵。30、乳化液泵站是向综采工作面液压支架（或高档普采工作面的外注式单体液压支柱）输送高压乳化液的设备，液压支架的动力源。它工作的好坏直接影响液压支架的工作性能和使用效果。乳化液泵站由乳化液泵组和乳化液箱组成。它具有较完善的控制装置及过滤系统。31、顶板根据岩层和煤层的相对位置及其特性分为三种：伪顶，直接顶，基本顶。32、选择架型主要是根据顶板条件，考虑因素有：⑴煤层厚度；⑵煤层倾角；⑶底板强度；⑷瓦斯涌出量；⑸地质构造；⑹设备成本。33、冲击配气机构是风动凿岩机的关键部件。配气机构的作用是将由操纵阀输入的压气依次输送到气缸的后腔和前腔中，推动活塞作往复运动，从而获得活塞对钎尾的连续冲击动作。34、MG300—W牵引部液压系统的低压保护系统的原理：低压保护的作用是使驱动液压马达的出油口维持一定的背压，一方面可使液压马达运转平衡；另一方面可保证热交换回路的正常运行。低压欠压保护由失压控制阀26和压力继电器47来实现，如图所示，当主回路低压侧低于1.5MPa时，失压阀在弹簧的作用下复位，回零油缸27的弹簧腔与油箱接通，使主泵缸体摆角回零；同时由于低压压力过低，使液压马达制动阀在弹簧的作用下实施抱闸，采煤机停止牵引。如若失压控制阀26失灵，当压力低于1.3MPa时，压力继电器47动作，切断电动机电源，采煤机停止牵引。35、液压支架的掩护梁与底座之间用前、后连杆连接形成的四连杆机构。四连杆机构有两种结构形式，一种为前、后连杆都为单杆式；另一种是后连杆为整体铸钢件或焊接件，前连杆为左右分置的单杆铸钢件或焊接件这样可增大支架的有效支护面积。四连杆机构是掩护式支架和支撑掩护式支架的最重要部件之一。其作用概括起来主要有两个：其一是当支架由高到低变化时，借助四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹呈近似双纽线，从而使支架顶梁前端点与煤壁见距离的变化大大减小，提高了管理顶板的性能；其二是使支架能承受较大的水平力。36、简要说明P—30B型耙斗式装载机是如何耙装岩石的？答：P—30B型耙斗式装载机工作时，耙斗靠自重插入岩堆，耙斗前端的工作钢丝绳和后端的返回钢丝绳分别缠绕在绞车的工作滚筒和回程滚筒上，司机按动电动机按钮使绞车主轴旋转，再搬动工作滚筒上的操纵手把，使工作滚筒旋转，工作钢丝绳不断缠绕到工作滚筒上，返回钢丝绳不断从回程滚筒上放出，牵引耙斗沿底板移动将岩石耙入机槽；由机槽尾部的卸载口卸入矿车；然后再搬动回程滚筒上的操纵手把，使回程滚筒旋转，返回钢丝绳不断缠绕到回程滚筒上，工作钢丝绳不断从工作滚筒上放出，牵引耙斗返回到岩堆处，重新开始耙装，耙斗不断地往返直到把岩石装完。37、滚筒采煤机截割部传动装置的特点：⑴采煤机电动机转速为1460r/min左右，而滚筒转速一般为30~50r/min，因此截割部总传动比为50~30。通常有3~5级齿轮减速。⑵多数采煤机电动机轴心线与滚筒轴心线垂直，因此传动装置高速级总有一级圆锥齿轮传动。⑶通常采煤机的电动机除驱动截割部外还要驱动牵引部，故截割部传动系统中必须设置离合器，使采煤机在调动或检修时将滚筒与电动机脱开，以保证作业安全。⑷为适应开采不同性质煤层的需要，有的采煤机备有两种或三种滚筒转速，利用变换齿轮变速。⑸为扩大调高范围，需加长摇臂，摇臂内常装有一串惰轮。⑹截割部承受很大的冲击载荷，为保护传动零件，在一些采煤机截割部中设有专门的安全保险箱。38、ELMB型掘进机：整个液压系统由一台45KW的双岀轴电动机驱动一台CBZ2063/032型双联齿轮泵和一台CBG1025/025型双联齿轮泵，分别向四个独立的开式液压回路供油。⑴装运系统回路动力源为CBZ2063/032型双联齿轮泵中的063泵，该泵经吸油过滤器从油箱中吸油，输出的压力油（14Mpa）通过手动换向阀控制装运机构的两个摆线油马达。在正常工作条件下，这两个马达都不能反转，故这个换向阀采用定位装置，以防止误操作。当滑阀处于中间位置时，油泵卸荷，油液经回油过滤器、冷却器回油箱。⑵行走系统回路CBZ2063/032泵中的032泵输出的压力油（16Mpa）通过分流阀以等流量流经两个手动换向阀，控制两台履带行走机构的内曲线油马达。两个手动换向阀组成并联阀组。回路中采用分流阀是为了保证两条履带的同步运行，防止履带单边打滑。⑶工作机构及铲板油缸系统回路动力源为CBG1025/025型双联齿轮泵中的前泵，通过四联操纵阀组A，控制工作机构的三组油缸和一组铲板升降油缸，回路压力为12Mpa。为了使工作机构的进给速度能适应不同硬度的煤岩，在CBG1025/025泵中的前泵出口处设置了一个调速阀，通过调速阀可改变工作机构三组油缸的工作速度。⑷转载及起重