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1、哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤液压传动之液压传动之液压油液液压油液 ( 5687026 - Hydraulic Fluids1哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤第第2 2章章 液压液液压液2哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤第第2 2章章 液压液液压液 在在液液压压系系统统中中，液液压压液液是是传传递递运运动动和和动动力力的工作介质。它影响着液压系统的工作性能。的工作介质。它影响着液压系统的工作性能。3哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤
2、主讲：贾宝贤2-12-1液压油液的特性和选择液压油液的特性和选择一、液压液的分类一、液压液的分类液液压压系系统统中中使使用用的的液液压压液液按按国国际际标标准准ISO6743-4 1999的的分分类类（我国国家标准（我国国家标准GB/T7631.22003与此等效）如表与此等效）如表2-1所示。所示。4哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤二、液压油液的物理性质二、液压油液的物理性质1.密度和重度密度和重度（1）密度）密度：单位体积内液体的质量：单位体积内液体的质量=m/V, 油：油：=900kg/m3（2）重度：）重度：单位体积内液体的重量单位体积内液体
3、的重量=G/V, G=mg =g=8800N/m35哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤2.液体的压缩性和膨胀性 (1)可可压压缩缩性性：p，密密度度，V，叫叫做做液液体体的的可可压压缩缩性性。用用压压缩率来表示。它代表单位压力变化所产生的体积相对变化。缩率来表示。它代表单位压力变化所产生的体积相对变化。借助于气体状态方程借助于气体状态方程 P0 初始压力；初始压力；p 压力增量；压力增量；V0 原始体积（压力为原始体积（压力为P0 时的体积）；时的体积）；V 压力增大压力增大p时，体积的减少量；时，体积的减少量；“- -”压压力力增增大大时时，体体积积
4、减减少少，所所以以须须加加负负号号，以使以使k为正值。为正值。6哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤2.液体的压缩性和膨胀性体积弹性模量：体积弹性模量：压缩率的倒数压缩率的倒数、影响可压缩性的因素、影响可压缩性的因素温度TKk可压缩性（容易被压缩）压力pKk可压缩性(2)膨膨胀胀性性：温温度度时时，密密度度，体体积积，而而膨膨胀胀的的性性质质称为液体的膨胀性。用称为液体的膨胀性。用体积膨胀系数体积膨胀系数 t(1/oC) 表示。表示。7哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤习题2-12-1密密闭闭于于液液压压缸缸中中
5、的的液液压压油油，直直径径d=150mm，长长l=400mm，体体积积膨膨胀胀系系数数t=6.510- -4K- -1，此此密密闭闭容容积积一一端端的的活活塞塞可可以以移移动动。如如活活塞塞上上的的外外负负载载力力不不变变，油油温温从从- -20oC上升到上升到+ +25oC，试求活塞移动的距离。，试求活塞移动的距离。解：分四步解：分四步1.列原理性方程列原理性方程2.导出未知量，由导出未知量，由得得8哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤习题2-13.代入数据代入数据4.得出结果得出结果9哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主
6、讲：贾宝贤习题2-22-2上上题题中中，若若活活塞塞不不能能移移动动，液液压压缸缸又又是是刚刚性性的的，试试问问由由于于温温度度的的变变化化，油油液液的的膨膨胀胀使使液液压压缸缸中中的的液液压压油油压压力力上升多少？取液压油的体积模量上升多少？取液压油的体积模量K=2.0103MPa。解：分四步解：分四步1.列原理性方程列原理性方程2.导出未知量导出未知量3.代入数据代入数据4.得出结果得出结果10哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤3.液体的粘性和粘度液体的粘性和粘度1(1)粘性粘性阻碍液体分子间相对运动的内摩擦力阻碍液体分子间相对运动的内摩擦力(2)
7、粘度粘度液体的粘稠程度，粘性大小的度量液体的粘稠程度，粘性大小的度量常用的粘度表示方法有动力粘度、运动粘度和相对粘度。常用的粘度表示方法有动力粘度、运动粘度和相对粘度。1)动力粘度动力粘度式式中中，为为比比例例常常数数，称称为为粘粘性性系系数数或或粘粘度度。如如以以表表示示液液体体内内摩摩擦擦切切应应力力，即即单单位位面面积积上上的内摩擦力，则的内摩擦力，则液体粘性液体粘性.swf11哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤牛顿液体内摩擦定律牛顿液体内摩擦定律液液体体内内摩摩擦擦切切应应力力与与速速度度梯梯度度成正比。成正比。这就是牛顿液体内摩擦定律。这就是
8、牛顿液体内摩擦定律。静止液体静止液体 ，不呈粘性。不呈粘性。12哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤3.液体的粘性和粘度液体的粘性和粘度2粘粘度度是是指指流流体体在在单单位位速速度度梯梯度度下下流流动动时时，单单位位面面积积上上产产生生的的内内摩摩接接力力。粘粘度度是是衡衡量量液液体体粘粘性性的的指指标标。这这里里的的粘粘度度又又称称绝绝对对粘粘度度，或或动动力力粘粘度度，它它的的法法定定计计量量单单位位为为帕帕.秒秒（Pa.s）。2）运动粘度）运动粘度动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度，即，即，=/。运
9、动粘度的法定计量单位为。运动粘度的法定计量单位为m2/s，以以前前沿沿用用的的单单位位为为St(沲沲)，1m2/s104St=106cSt(厘厘沲沲)。就就物物理理意意义义来来说说， St不不是是一一个个粘粘度度的的量量，但但习习惯惯上上常常用用它它来来标标志志液液体体粘粘度度，例例如如机机械械油油的的牌牌号号就就是是用用机机械械油油在在40时时运动粘度运动粘度 (以以mm2/s计计)的平均值来标志的的平均值来标志的。13哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤3.3.液体的粘性和粘度液体的粘性和粘度3 3动力粘度的单位为帕动力粘度的单位为帕.秒（秒（Pa.
10、s）运动粘度的单位：运动粘度的单位：m2/s, 斯（斯（St）以及厘斯（）以及厘斯（cSt）油的牌号用油在油的牌号用油在40C时的平均值表示时的平均值表示3）相对粘度）相对粘度又叫条件粘度又叫条件粘度用于油的粘度测量，我国采用的是恩氏粘度用于油的粘度测量，我国采用的是恩氏粘度14哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤(3)(3)粘粘温特性温特性(3)粘粘温特性：温特性：温度升高，粘度下降，图温度升高，粘度下降，图2-3粘温特性用粘度指数粘温特性用粘度指数VI表示表示15哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤(4)(4)
11、粘粘压特性压特性(4)粘粘压特性：压特性：压力增大，粘度上升，压力增大，粘度上升，16哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤(5)(5)气泡对粘度的影响气泡对粘度的影响b=0 (1+0.015b) (2-10)17哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤4其他性质其他性质 液液压压油油液液还还有有其其他他一一些些性性质质，如如稳稳定定性性( (热热稳稳定定性性、氧氧化化稳稳定定性性、水水解解稳稳定定性性、剪剪切切稳稳定定性性等等) )、抗抗泡泡沫沫性性、抗抗乳乳化化件件、防防锈锈性性、润润滑滑性性以以及及相相容容性性(
12、(对对所所接接触触的的金金属属、密密封封材材料料、涂涂料料等等不不起起作作用用便便是相容性好是相容性好) )等，都对它的选择和使用有重要影响。等，都对它的选择和使用有重要影响。 不不同同的的油油其其性性能能指指标标不不同同，有有些些指指标标可可以以通通过过加添加剂改变。加添加剂改变。18哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤三、对液压液的要求三、对液压液的要求不同的主机，对液压液的要求不同，一般要求不同的主机，对液压液的要求不同，一般要求1)粘度适当，粘温特性好；粘度适当，粘温特性好；2)润滑性能好；润滑性能好；3)成分纯净，杂质少；成分纯净，杂质少；4)
13、对液压元件材料的相容性好；对液压元件材料的相容性好；5)稳定；稳定；6)抗泡沫、抗乳化；抗泡沫、抗乳化；7)热膨胀系数小，比热容大；热膨胀系数小，比热容大；8)流动点和凝点低，闪点和燃点高；流动点和凝点低，闪点和燃点高；9)无毒无害，成本低。无毒无害，成本低。19哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤四、液压液的选用四、液压液的选用1液压液的选择液压液的选择先选类型，再选粘度先选类型，再选粘度粘度的选择原则：粘度的选择原则： =1750cSt；p高时，高时， 应高，以防泄漏；应高，以防泄漏；t高时，高时， 应高，以免油变稀；应高，以免油变稀；u大时，大时，
14、 应低，以免发热大。应低，以免发热大。常根据泵的类型及其要求选择油的粘度。常根据泵的类型及其要求选择油的粘度。20哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤2.2.液压液的使用液压液的使用应注意以下几点：应注意以下几点：1)使用温度不宜过高；使用温度不宜过高；2)储运防污染；储运防污染；3)定期检验和更换；定期检验和更换；4)油箱容积足够大；油箱容积足够大；5)保证密封防泄漏。保证密封防泄漏。21哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤工作油液工作油液.mpg22哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝
15、贤主讲：贾宝贤2-2 油液的污染及其控制油液的污染及其控制一、一、污染物的种类及危害污染物的种类及危害液液压压液液被被污污染染后后，将将对对系系统统及及元元件件产产生生下下述述不不良良后果：后果：F固固体体颗颗粒粒加加速速元元件件磨磨损损，堵堵塞塞元元件件中中的的小小孔孔、缝缝隙及过滤器，使泵、阀性能下降，产生噪声。隙及过滤器，使泵、阀性能下降，产生噪声。F水水的的侵侵入入会会加加速速油油液液的的氧氧化化，并并和和添添加加剂剂起起作作用用产生粘性胶质，使滤心堵塞。产生粘性胶质，使滤心堵塞。F空空气气的的混混入入会会降降低低液液压压液液的的体体积积模模量量，引引起起气气蚀蚀，降低润滑性。降低润滑
16、性。F溶剂、表面活性化合物化学物质会使金属腐蚀。溶剂、表面活性化合物化学物质会使金属腐蚀。F微微生生物物的的生生成成使使液液压压液液变变质质，降降低低润润滑滑性性能能，加加速元件腐蚀。速元件腐蚀。23哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤二、二、污染的测定污染的测定质质量量测测定定法法 把把100mL100mL的的油油液液样样品品进进行行真真空空过过滤滤并并烘烘干干后后，在在精精密密天天平平上上称称出出颗颗粒粒的的质质量量，然然后后依依标标准定出污染等级。准定出污染等级。颗颗粒粒计计数数法法 颗颗粒粒计计数数法法是是测测定定液液压压油油液液样样品品单单位位
17、体体积积中中不不同同尺尺寸寸范范围围内内颗颗粒粒污污染染物物的的颗颗粒粒数数，借借以以查查明明其其区区间间颗颗粒粒浓浓度度（指指单单位位体体积积油油液液中中含含有有某某给给定定尺尺寸寸范范围围的的颗颗粒粒数数）或或累累计计颗颗粒粒浓浓度度（指指单单位位体体积油液中含有大于某给定尺寸的颗粒数）。积油液中含有大于某给定尺寸的颗粒数）。24哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤三、污染的等级三、污染的等级液压液的污染等级是按单位体积液压液中固体颗液压液的污染等级是按单位体积液压液中固体颗粒污染物的含量，即液压液中所含固体颗粒的浓粒污染物的含量，即液压液中所含固体
18、颗粒的浓度来划分的。度来划分的。为了定量地描述和评定液压液的污为了定量地描述和评定液压液的污染程度，以便对它实施控制，我国制定了国家标染程度，以便对它实施控制，我国制定了国家标准准GB/T 14039GB/T 1403920022002液压传动液压传动 油液油液 固体颗粒固体颗粒污染等级代号污染等级代号（ISO 4406ISO 4406：19991999，MODMOD）。）。25哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤四、液压液的污染控制四、液压液的污染控制常用的控制液压液污染的措施有：常用的控制液压液污染的措施有：严格严格清洗元件和系统。清洗元件和系统。防
19、止污染物从外界侵入。防止污染物从外界侵入。采用高性能的过滤器。采用高性能的过滤器。控制液压液的温度。控制液压液的温度。保持系统所有部位良好的密封性。保持系统所有部位良好的密封性。定期检查和更换液压液并形成制度。定期检查和更换液压液并形成制度。26哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤第第2 2章要点章要点1.液体的性质，液压油的种类及其性能。液体的性质，液压油的种类及其性能。2.液压油的密度和重度的定义及计算公式。液压油的密度和重度的定义及计算公式。3.液压油的压缩性和膨胀性的概念，影响因素。液压油的压缩性和膨胀性的概念，影响因素。4.牛顿液体内摩擦定律物理意义及公式，牛顿液体内摩擦定律物理意义及公式，液液压压油油的的粘粘度度及及其其物物理理意意义义。粘粘度度的的表表示示方方法法及及其单位其单位。5.粘度与压力、温度的定性关系。粘度与压力、温度的定性关系。6.液压油的一般选择原则和使用时的注意事项。液压油的一般选择原则和使用时的注意事项。7.油液污染的原因、危害和防止措施。油液污染的原因、危害和防止措施。27哈工大哈工大( (威海威海) ) 液压传动液压传动 主讲：贾宝贤主讲：贾宝贤第第2章作业章作业2-528
