液压系统在矿山机械中的应用

来源:用户上传      作者: 付红光　范孝杰

　　【摘要】液压传动技术是工业中最常见的一门技术，它是利用各种元件根据帕斯卡原理来达到力的传递所设计的一种技术。液压传动技术根据其自身的特点在工业上得到了广泛的应用。文章对液压传动原理及系统组成进行简单介绍，重点针对液压系统在矿山机械中的应用形式进行阐述并分析了适用范围。
　　【关键词】液压系统；矿山机械；应用；适用范围
　　液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。
　　1、液压传动原理及系统组成
　　1.1液压传动基本原理
　　液压传动技术主要是指利用液压泵将原动机产生的机械能转换为工作液体的压力能，然后通过液体压力能的变化来传递能量，最后通过各种类型的控制阀以及管路的传递，结合相关的液压执行元件（例如液压缸和马达），将液体压力能转换为机械能，进而驱动工作机构，实现工作机构的回转或者直线往复运动。
　　1.2系统的组成
　　液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。
　　2、液压系统在矿山机械中的应用
　　2.1在矿山机械中，主要应用液压传动系统的以下优点：
　　（1）在相同功率下，液压执行元件体积小，重量轻，结构紧凑。
　　液压传动一般使用的压力在7Mpa左右，也可高达50Mpa。而液压装置的体积比同样输出压力的电机及机械传动装置的体积小得多。（2）液压传动的各个元件，可根据需要方便，灵活地来布置。（3）易于自动化。液压设备配上电磁阀，电气元件，可编程控制器和计算机等，可装配成各式自动化机械。（4）速度调整容易。液压装置速度调整非常简单，只要调整流量控制阀即可轻易实行无级调速。
　　（5）不会有过载的危险。液压系统中装有溢流阀，当压力超过设定压力时，阀门开启，液压经由溢流阀流回油箱，此时液压油不处在密闭状态，故系统压力永远无法超过设定压力。
　　2.2矿山机械液压传动系统的形式很多，一般有以下几种应用形式
　　2.2.1开式系统和闭式系统
　　按照液压系统中油液循环方式的不同，矿山机械液压系统可分为开式循环系统和闭式循环系统。
　　（1）开式循环系统：开式是指液流具有开口，即执行元件的回油直接返回油箱。开式系统的特点是结构简单，散热条件好，但所需的油箱容积大，低压油路与空气接触机会多，空气易渗入管内并产生噪音和振动。
　　矿山机械开式循环系统常应用于以下几种情况：
　　1）散热条件好，适用于小功率定量泵节流调速系统。
　　2）适用于多液动机并联系统。
　　3）适用于整机安装尺寸不受严格限制的场合。
　　4）适用于工作环境较好的场合。
　　（2）闭式循环系统：闭式系统的油流被封闭，其执行元件的回油宜接返回油泵的入口。闭式系统的特点是油箱容积小、结构紧凑，高低压管路均有一定压力，空气渗入的机会少，故运动乎稳。但系统较复杂，有时还需设置专门的补油泵，散热条件较差。
　　矿山机械闭式循环系统常应用于以下场合：
　　1）适用于单务单浓动机矿山机械系统。此系统可用双向变量泵来实现液动机的换向和调速，装置简单，且换向平稳无冲击。
　　2）当利用双向变量泵进行容积调速时，系统效率高，调速范围广，能实现无级调速。因此，闭式系统多见于要求双向调速和功率较大的系统。
　　3）闭式循环系统适用于矿山机械空间尺寸较小和工作环境较差的场合。
　　2.2.2串联系统和并联系统
　　在单泵多液动机的液压传动系统中，浓动机在油路中的连接方式可以串联，也可以并联。因此，根据被动机的连接方式不同，液压传动系统又可以分为串联系统和并联系统。
　　（1）串联系统：串联系统是利用中开式换向阀（例如单个的M型换向阀或者是串联式多路阀）把多个液动机串联起来的供油系统。串联系统的浓动机可以同时动作，也可以单独工作。
　　串联系统只适用于负载不大、要求液动机同时动作、速度稳定、体积小的液压矿山机械系统。
　　（2）并联系统：并联系统是利用中闭式换向阀（如单个O型阀.或者并联多路换向阀）把几个液动机并联起来的供油系统。
　　并联系统适用于负载较大、要求液动机同时工作但对速度稳定性要求不高且矿山机械液压系统的安装尺寸不受限制的场合。
　　2.2.3单泵或多泵系统
　　双泵双回路系统与单泵系统比较，虽然成本较高，但是工作装置的功率分配可以设计得比较理想。如把同时工作的执行机构分别安排在不同的泊路中，则它们可以毫无干扰地实现复合动作，以缩短矿山机械的工作循环时间和提高生产效率，这种要求在单泵系统中是较难实现的。
　　2.2.4定量与变量系统
　　主油泵为变量泵的系统称为变量系统。它利用改变油泵的排量来调节波动机的工作速度，调速效果好，并能实现无级调速。它的缺点是：当系统负载小时，油泵的流量最大，因而矿山机械系统空载时的液力损失增加；此外变量系统结构较复杂，可靠性较差，制造成本较高。
　　结束语
　　近年来，液压技术迅速发展，液压元件日臻完善，使得液压传动在工程机械传动系统中的应用突飞猛进，液压传动所具有的优势也日渐凸现。可以相信，随着液压技术与微电子技术、计算机控制技术以及传感技术的紧密结合，液压传动技术必将在工程机械的发展中发挥出越来越重要的作用。
　　参考文献
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