《第1章液压传动介质知识讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章液压传动介质知识讲解（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,液压技术第1章 液压油,讲授:张晓军,在液压传动中，最常用的工作介质是液压油。液压系统能否按设计要求可靠有效地工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油。 511液压油的作用、性能和分类 512 液压油的物理性质 513 液压油的选择 514 液压油的污染与控制,返回,11液压油,液压油的作用、性能和分类,1 液压油的作用 作为液压传动介质的液压油主要有以下功能： l 传动：把由泵产生的压力能传递给执行部件 l 润滑：对泵、阀、执行元件等运动部件进行润滑 l 密封：保持由泵所产生的压力 l 冷却：吸收并带出液压装置所产生的热量 l 防锈：防止液压系统中所用的各种金属部件锈蚀 l 传递信号：
2、传递信号元件或控制元件发出的信号 l 吸收冲击：吸收液压回路中产生的压力冲击,下一页,返回,11液压油的作用、性能和分类,（2）具有良好的润滑性，能对元件的滑动部位进行充分润滑，能在零件的滑动表面上形成强度较高的油膜，避免干磨擦，能防止异常磨损和卡咬等现象的发生。 （3）具有良好的安定性，不易因热、氧化或水解而生成腐蚀性物质、胶质或沥青质，沉渣生成量小，使用寿命长。 （4）具有良好的抗锈性和耐腐蚀性，不会造成金属和非金属的锈蚀和腐蚀。 （5）具有良好的相容性，不会引起密封件、橡胶软管、涂料等的变质。 (6) 油液质地纯净，尽可能少包含污染物；当污染物从外部侵入时，能迅速分离。,下一页,上一页,
3、返回,11液压油的作用、性能和分类,液压油中如含有酸碱，会造成机件和密封件腐蚀；含有固体杂质，会对滑动表面造成磨损，并易使油路发生堵塞；如含有挥发性物质，在长期使用后会使油液粘度变大，同时在油液中产生气泡。 （7）应有良好的消泡性、脱气性，油液中裹携的气泡及液面上的泡沫应比较少，且容易消除。油液中的泡沫会造成系统断油或出现空穴现象，影响系统正常工作。 （8）具有良好的抗乳化性，对于非含水液压油，油液中的水分容易分离。在油液中混入水分会使油液乳化，降低油的润滑性能，增加油的酸值，缩短油液的使用寿命。 （9）油液在工作中发热和体积膨胀都会造成工况的恶化，所以油液应有较低的的体积膨胀系数和较高比热容
4、。,下一页,上一页,返回,11液压油的作用、性能和分类,（10）具有良好的防火性，闪点（即明火能使油面上的蒸气燃烧，但油液本身不燃烧的温度）和燃点高，挥发性小。 （11）压缩性尽可能小，响应性好。 （12）不得有毒性和异味，易排放处理。 3 液压油的分类 液压油在液压设备中除了传递能量外，还具有润滑、冷却、密封、防锈等多种作用，并且不同的应用场合和系统组成对油液的要求也各不相同，所以液压油的成分受到严格限制。随着液压技术的发展，液压油的使用条件日益复杂，液压油的种类也日益繁多。,下一页,上一页,返回,511液压油的作用、性能和分类,关于液压油的品种，国内外曾采用过许多不同的标准进行分类。198
5、7年我国等效采用ISO标准制定了国家标准GB/T 7631.2-1987，对液压油进行了品种分类。我国液压油（液）的分类、品种符号以及随后的产品代号、名称和质量水平与世界主要国家的表示方法完全相同。 目前，我国各种液压设备所采用的液压油，按抗燃烧性可分矿物油型（石油基液压油）和不燃或难燃油型（抗燃油型）。 矿物油系的主要成分是提炼后的石油制品加入各种添加剂精制而成。这种液压油润滑性好，腐蚀性小，化学稳定性好，是目前最常用的液压油，几乎90%以上的液压设备中都是使用这种类型的液压油。为满足液压装置的特别要求可以在基油中配合添加剂来改善性能。,下一页,上一页,返回,511液压油的作用、性能和分类,
6、液压油的添加剂主要有抗氧化剂、防锈剂、抗磨剂、消泡剂等。 不燃或难燃液压油系可分水基液压液（含水液压液）和合成液压液两种。水基液压液的主要成份是水，加入了某些具有防锈和润滑等作用的添加剂。它具有价格便宜、抗燃等优点，但润滑性能差，腐蚀性大，适用温度范围小。因此，它一般用于水压机、矿山机械和液压支架等特殊场合。合成液压液是由多种磷酸脂和添加剂用化学方法合成，其优点是润滑性能好、凝固点低、防火性能好，缺点是粘温性和低温性能差，价格昂贵、有毒。因此，这种合成液压油一般用于钢铁厂、压铸车间、火力发电厂和飞机等有高等级防火要求的场合。目前以水作为液压传动介质的研究，也得到了越来越多的重视。 液压油按IS
7、O的分类见表5-1。,上一页,返回,表5-1,返回,512 液压油的物理性质,1 密度 密度是指单位体积油液的质量，单位为kg/m3或g/mL。体积为V，质量为m的液体密度 r= m/V。对于常用的矿物油型液压油，它的体积随着温度的上升而增大，随着压力的提高而减小，所以其密度随着温度的上升而减小，随着压力增大而稍有增加。但由于其随压力的变化较小，一般中低压系统中可以认为其为常数。在相同的流量下，系统的压力损失和油液的密度成正比，它对泵的自吸能力也有影响。 2 粘度 液体受外力作用而流动时，由于液体与固体壁面之间的附着力和液体本身之间的分子间内聚力的存在，使液体的流动受到牵制，导致在流动截面上各
8、点的液体分子的流速各不相同。,下一页,返回,512 液压油的物理性质,运动快的液体分子带动运动慢的，运动慢的对运动快的起阻滞作用。这种由于流动时液体分子间存在相对运动而导致相互牵制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力，而液体流动时产生内摩擦力的这种特性称为液体的粘性。从它的定义可以看出，液体只有在流动（或有流动趋势）时才呈现出粘性，处于静止状态时是不呈现粘性的。 粘度是表征液体流动时内摩擦力大小的系数，是衡量液体粘性大小的指标，也是液压油最重要的性质。油液粘度大可以降低泄漏，提高润滑效果，但会使压力损失增大，动作反应变慢，机械效率降低，功率损耗变大；油液粘度低可实现高效率小阻力的动作，但会增加磨损和
9、泄漏，降低容积效率。,下一页,上一页,返回,512 液压油的物理性质,通常用粘度单位来表示粘度的大小，我国常用的粘度单位有三种：动力粘度、运动粘度和相对粘度。 （1） 动力粘度 动力粘度指的是液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的摩擦力。它的物理意义是：面积为1cm2,相距为1cm的两层液体，以1cm/s的速度相对运动，此时所产生的内摩擦力大小。动力粘度用表示。从动力粘度的物理意义中可以看出，液体粘性越大，其动力粘度值也越大。动力粘度在法定计量单位中，是用帕秒（Pas）表示。 （2） 运动粘度 运动粘度是指在相同温度下，液体的动力粘度与它的密度r之比，用表示，即： =/r 51,下一页,上
10、一页,返回,512 液压油的物理性质,运动粘度的法定计量单位为m2/s，目前使用的单位还有斯（符号为st）和厘斯（符号为cst），1cst(mm2/s)=10-2st(cm2/s)=10-6m2/s。就物理意义而言，并不是一个直接反映液体粘性的量，但习惯上常用它标志液体的粘度。液压传动介质的粘度等级是以40时的运动粘度（以mm2/s计)的中心值来划分的。如L-HL22型液压油在40时运动粘度中心值为22mm2/s。 （3）相对粘度 液体粘度可以通过旋转粘度计直接测定，也可先测出液体的相对粘度，然后再根据关系式换算出动力粘度或运动粘度。相对粘度又称条件粘度，是根据一定的测量条件测定的。我国采用的
11、是恩氏粘度E，它是用恩氏粘度计测量得到的。,下一页,上一页,返回,512 液压油的物理性质,恩氏粘度的测量方法是：将200ml的被测油液放入特制的容器（恩氏粘度计）内，加热到温度t后，让它从容器底部一个直径=2.8mm的小孔中流出，测出液体全部流出所用的时间t1；然后与流出同样体积的20的蒸馏水所需时间t2相比，比值即为该油液在温度t时的恩氏粘度，用Et表示。一般常以20、50和100作为测定液体粘度的标准温度，由此得到的恩氏粘度用E20、E50和E100标记。 液体的粘度是随液体的温度和压力的变化而变化的。液压油对温度的变化十分敏感，温度上升，粘度下降；温度下降，粘度上升。这主要是由于温度的
12、升高会使油液中的分子间的内聚力减小，降低了流动时液体分子间的内摩擦力。不同种类的液压油其粘度随温度变化的规律也不相同。通常用粘度指数度量粘度随温度变化的程度。,下一页,上一页,返回,512 液压油的物理性质,液压油的粘度指数越高，它的粘度随温度的变化就越小，其粘温特性也越好，该液压油应用的温度范围也就越广。液压油随压力的变化相对较小。压力增大时，液体分子间的距离变小，粘度增大。但在低压系统中其变化量很小，可以忽略不计。但在高压时，液压油的粘性会急剧增大。 3 压缩率和体积弹性模量 液体受压力作用而发生体积变小的性质称为液体的可压缩性。在压力作用下液压油的体积变化，用压缩率表示，即单位压力变化下
13、的体积相对变化量来表示。而油液的体积弹性模量K则是压缩率的倒数。,下一页,上一页,返回,512 液压油的物理性质,一般情况下可以把液压油当成是不可压缩的。但在需要精密控制的高压系统中，油液的压缩率或体积弹性模量就不能忽略不计。由于压缩率随压力和温度而增加，所以它对带有高压泵和马达的液压系统也有着重要的影响。另外在液压设备工作过程中，液压油中总会混进一些空气，由于空气具有很强的可压缩性，所以这些气泡的混入会使油液的压缩率大大提高，所以在进行液压系统设计时应考虑到这方面的因素。 温度对油液体积的影响一般也可以忽略不计，但对于容积很大的密闭液体，则应注意因温度升高而引起的膨胀，这种膨胀能产生很高的压
14、力，往往会使液压系统的某些薄弱部位破裂，造成设备损坏或引发事故。,下一页,上一页,返回,512 液压油的物理性质,4. 其它性质 液压油除以上的几项主要性质外，还有比热容、润滑性、抗磨性、稳定性、挥发性、材料相容性、难燃性、消泡性等多项其它性质。这些性质对液压油的选择和使用都有着重要影响，其中大多数性质可以通过在油液中加入各种添加剂来获得，具体说明请参见相关资料或产品说明。,上一页,返回,513 液压油的选择,正确合理的选择液压油是保证液压元件和液压系统正常运行的前提。合适的液压油不仅能适应液压系统各种环境条件和工作情况，对延长系统和元件的使用寿命，保证设备可靠运行，防止事故发生也有着重要作用
15、。 选择液压油通常按以下三个基本步骤进行： 1 列出液压系统对液压油（液）各方面性能的变化范围要求：粘度、密度、温度范围、压力范围、抗燃性、润滑性、可压缩性等。 2. 能够同时满足所有性能要求的液压油是不存在的，应尽可能选出接近要求的液压油品种。我们可以从液压件生产企业及其产品样本中获得工作介质的推荐资料。,下一页,返回,13 液压油的选择,3. 综合、权衡、调整各方面的要求参数，决定所采用的液压油类型。 对于各类液压油，需要考虑的因素很多，其中粘度是液压油的最重要的性能指标之一。它的选择合理与否，对液压系统的运动平稳性、工作可靠性与灵敏性、系统效率、功率损耗、气蚀现象、温升和磨损等都有显著影
16、响。选择了粘度不符合要求的液压油，无法保证系统正常工作甚至可能造成系统不工作。所以要想充分发挥液压设备作用，保证其正常良好运作，在选用液压油时，就应根据具体情况或系统要求选择合适粘度的液压油和适当的油液种类。通常，液压油可以根据以下几方面进行选择：,下一页,上一页,返回,513 液压油的选择,1 根据环境条件选用 选用液压油时应考虑液压系统使用的环境温度和环境恶劣程度。矿物油的粘度由于受温度的影响变化很大，为保证在工作温度时有较适宜的粘度，必须考虑周围环境温度的影响。当温度高时，宜选用粘度较高的油液；周围环境温度低时，宜选用粘度低的油液。对于恶劣环境（潮湿、野外、温差大）就应对液压油的防锈性、抗乳化性及粘度指数重点考虑。油液抗燃性、环境污染的要求、毒性和气味也是应考虑到的因素。 2 根据工作压力选用 选择液压油时，应根据液压系统工作压力的大小选用。,下一页,上一页,返回,13 液压油的选择,通常，当工作压力较高时，宜选用粘度较高的油，以免系统泄漏过多，效率过低；工作压力较低时，可以用粘度较低的油，这样可以减少压力损失。凡在中、高压系统中使用的液压油还应具有良好的抗磨性。 3
