液压液

复习液压传动的概念系统组成：动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件、工作介质系统工作原理：动力元件—控制调节元件—执行元件（以液压液为介质）第二章液压液液压液的特性和选择液压液的污染及其控制作用粘性可压缩性液压系统中完全靠液压液把动力从液压泵经管路、控制阀传递到执行元件。根据统计，许多液压设备的故障，皆起因于液压液的使用不当，故应对液压液要有一清晰的了解。传递动力和信号：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，由于液压油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的动力损失。润滑：液压元件内各移动部位，都可受到液压油充分润滑，从而减低元件磨耗。冷却：系统损失的能量会变成热，被油带出。防锈：防止液压元件生锈液压液的用途2.1.1液压液的分类按ISO6743/4:1999(与GB/T7631.2-2003等效)进行分类，主要有石油基液压液(90%以上液压设备采用)和难燃液压液两大类。石油基液压液(1)HL液压油(又名普通液压油，L代表防锈、抗氧化型)：采用精制石油润滑油作基油，加入抗氧、抗腐、抗泡、防锈等添加剂调合而成，是当前我国供需量最大的主品种，用于一般液压系统，但只适于0℃以上的工作环境。(2)HM液压油(又名抗磨液压油，M代表抗磨型)：其基油与HL液压油同，除添加有抗氧、防锈剂外，主剂是极压抗磨剂，以减少液压件的磨损。适用于-15℃以上的高压、高速工程机械和车辆液压系统。(3)HV液压油：用深度脱蜡的精制矿物油，加抗氧、抗腐、抗磨、抗泡、防锈、降凝和增粘等添加剂调合而成。基油为HM液压油，其粘温特性好，有较好的润滑性，以保证不发生低速爬行和低速不稳定现象。适用于低温地区的户外高压系统及数控精密机床液压系统。(4)HG液压油(又名液压导轨油)：其基础油与HM液压油同，除HM液压油所具有的全部添加剂外，还加有油性剂，用于导轨润滑时有良好的防爬性能，抗粘-滑性好。适用于机床液压和滑动轴承导轨润滑合用的系统。(5)其它专用液压油：如航空液压油(红油)、炮用液压油、舰用液压油等。石油基液压液(1)合成型抗燃液压液①含聚合物水溶液(HFC液压液)：这种液体含有35％～55％的水，其余为乙二醇及各种添加剂(增稠剂、抗磨剂、抗腐蚀剂等)。其优点是凝点低(－50℃)，有一定的粘性，而且粘度指数高，抗燃。适用于要求防火的液压系统，使用温度范围为-18～65℃。②磷酸酯无水合成液(HFDR液压液)：这种液体的优点是，使用的温度范围宽(-54～～135℃)，抗燃性好，抗氧化安定性和润滑性都很好。允许使用现有元件在高压下工作。难燃液压液(2)油水乳化型抗燃工作液(HFB、HFAE液压液)油水乳化液是指互不相溶的油和水，使其中的一种液体以极小的液滴均匀地分散在另一种液体中所形成的抗燃液体。分水包油乳化液和油包水乳化液两大类。(3)高水基型抗燃工作液(HFAS液压液)这种工作液不是油水乳化液。其主体为水，占95％，其余5％为各种添加剂(抗磨剂、防锈剂、抗腐剂、乳化剂、抗泡剂、极压剂、增粘剂等)。其优点是成本低，抗燃性好，不污染环境。其缺点是粘度低，润滑性差。难燃液压液市场行情18L塑料桶装170KG钢桶装（2000元左右）使用年限：一般为1年液压油品牌国外品牌美孚壳牌国内品牌长城昆仑型号L-HM46品牌长城特性抗磨液压油闪点240（℃）40℃运动粘度45.88（cSt）粘度指数103倾点-15（℃）产品名称比重倾点℃闪点℃粘度(40℃)厘斯粘度(100℃)厘斯ISO粘度度等级美孚DTE21-抗磨液压油MobilDTE210.849-2416610.42.710美孚DTE22-抗磨液压油MobilDTE220.868-24166214.522美孚DTE24-抗磨液压油MobilDTE240.879-1820031.55.332美孚DTE25-抗磨液压油MobilDTE250.885-1820044.26.746美孚DTE26-抗磨液压油MobilDTE260.891-1820471.28.568美孚DTE27-抗磨液压油MobilDTE270.890-1521295.310.9100型号粘度闪点倾点闪点闪点是指石油产品在规定条件下，加热到它的蒸汽与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。油品越轻，闪点越低。油品的危险等级是根据闪点来划分的。从闪点可判断油品组成的轻重，鉴定油品发生火灾的危险性。倾点指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度是用来衡量润滑油等低温流动性的常规指标项目工程机械液压系统工业设备液压系统液压泵类型柱塞泵、齿轮泵柱塞泵、齿轮泵，叶片泵压力，MPa20.6～41.213.7～31.4高温使用温度，℃80～100不高于60低温使用温度，℃不高于-30室温油箱容积小大HMHVHSHMHL2.1.2液压液的物理性质(1)密度密度ρ：单位体积液体的质量式中m：液体的质量（kg）；V：液体的体积（m3）；一般矿物油的密度为850~950kg/m3mV密度随压力或温度的变化量一般很小，在工程计算中通常忽略不计液体受压力作用而发生体积变化的性质（压力增大，体积减小）。可用体积压缩率k或体积弹性模量K表示。(2)可压缩性体积压缩率κ：单位压力变化所引起的体积相对变化量，（m2/N）式中V：液体加压前的体积（m3）；△V：加压后液体体积变化量（m3）；△p：液体压力变化量（N/m2）；1VpV体积弹性模量K（N/m2）：液体体积压缩系数κ的倒数。工程上常用液体体积弹性模量K来表示其可压缩性1K液体的体积弹性模量物理意义：表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。相同压力下，体积弹性模量越大，表示油液越难被压缩。(2)可压缩性石油基油液体积弹性模量与温度、压力有关：温度升高时，K值减小。压力增大时，K值增大，但当p≥3MPa时基本上不再增大。当液压液中有游离气泡时，K值将大大减小，且起始压力的影响明显增大，故应采取措施尽量减少液压系统液压液中的游离空气的含量。(2)可压缩性与气体相比可压缩性很小，这是液压设备准确性高的原因。液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力阻碍分子间的相对运动而产生内摩擦力的特性称为粘性，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。静止液体不呈现粘性！液体粘性的大小可用粘度来衡量。粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标。常用的粘度有三种不同单位：即绝对粘度、运动粘度和相对粘度。(3)粘性液体粘性实验粘性使流动液体内部各处的速度不相等。(3)粘性fduFAdy系数：称为绝对粘度实验结果：内摩擦力Ff∝A液层接触面积Ff∝du/dy液层间的速度梯度牛顿内摩擦定律液层间单位面积上的内摩擦力（内摩擦切应力）fFduAdy•静止液体绝对粘度（动力粘度）是表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数，SI制单位为Pa·s或N·s/m2du/dy=0，Ff=0，即静止液体不呈现粘性(3)粘性－①绝对粘度图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d=11.92cm，活塞长度L=14cm，间隙中充以=0.065Pa.S的油液，若施于活塞上的力F=8.44N，试求活塞的移动速度v。FdvvFAAdyy()21/mDdFFyvsAdL解：由内摩擦力表达式得运动粘度ν没有什么明确的物理意义，由于在理论分析和计算中常常碰到绝对粘度与密度的比值，为方便起见才采用运动粘度这个单位来代替/ρ。液体绝对粘度与其密度之比称为运动粘度。ν为液体的运动粘度，m2/s；ρ为液体的密度，kg/m3(3)粘性－②运动粘度国际标准油液粘度等级以运动粘度值命名，如VG15表示油在40℃时平均运动粘度为15mm2/s绝对粘度和运动粘度是理论分析和推导中经常使用的粘度单位。它们都难以直接测量，因此，工程上采用另一种可用仪器直接测量的粘度单位，即相对粘度。恩氏度0E——中国、德国、前苏联等用赛氏秒SUS——美、英国用雷氏秒R1S——美、英国用巴氏度0B——法国用(3)粘性－③相对粘度液体的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，其分子之间的内聚力减小，粘度下降，称为液体的粘-温特性。粘-温特性常用粘度指数VI来度量，VI表示该液体的粘度随温度变化的程度与标准液的粘度变化程度之比，粘度指数高，说明粘度随温度变化小，粘-温特性好。也可用粘温图表示油液的粘-温特性。(3)粘性－④温度对粘度的影响几种国产油液粘温图(3)粘性－④温度对粘度的影响油的粘度易受温度影响是液压传动技术的缺点温度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、效率降低等问题；温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题；运转时油液温度超过60度，就必须加装冷却器，因油温在60度以上，每超过10度，油的劣化速度就会加倍。当液压系统工作温度范围较大时，应选用粘度指数高的介质。(3)粘性－④温度对粘度的影响在一般情况下，压力对粘度的影响比较小，在工程中当压力低于32MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也随之增大。因此，在压力大于50MPa的情况下，粘度值的变化就不能忽视。(3)粘性－⑤压力对粘度的影响(3)粘性－⑤压力对粘度的影响液体中混入直径为0.25～0.5mm悬浮状态气泡时，对粘度有一定的影响。(3)粘性－⑥气泡对粘度的影响(4)其他物理化学性质稳定性：热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性抗泡沫性：油中气泡容易逸出并消除抗乳化性：油水分离要容易防锈性：对铁及非金属的腐蚀小润滑性：能对液压元件滑动部位充分润滑相容性：对所接触的金属、密封材料、涂料等不起作用抗燃性：指有较高的闪点、着火点和自燃点纯净性：质地纯净，尽量不含污染物合适的粘度和较好的粘温特性。良好的润滑性能，以减小元件之间的磨损。质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和水溶性酸碱等。对金属和密封件有良好的相容性。良好的化学稳定性。（氧化安定性，热安定性及不易氧化、变质）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀小，防锈性好。体积膨胀系数小，比热容大。流动点和凝固点低，闪点和燃点高。对人体无害，成本低。2.1.3对液压液的要求液压油有很多品种，可根据不同的使用场合选用合适的品种，在品种确定的情况下，最主要考虑的是油液的粘度，其选择考虑的因素如下。液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄漏；反之便选用粘度较低的油。运动速度：执行机构运动速度较高时，为了减小液流功率损失，宜选用粘度较低的液压油。工作环境温度：温度高时选用粘度较高的液压油，以减少泄漏。2.1.4液压液的选择和使用液压系统中的污染物指液压液中的固体颗粒、水、空气、化学物质和微生物等杂物以及污染能量。污染的危害—固体颗粒：加速元件磨损，堵塞小孔、缝隙及过滤器；—水：加速液压液的氧化，产生粘性胶质，使滤芯堵塞；—空气：降低体积模量，气蚀，降低润滑性；—化学物质：腐蚀金属；—微生物：降低润滑性，加速元件腐蚀。2.2液压液的污染及其控制污染的测定污染等级：单位体积液体中固体颗粒污染物的含量。国家标准GB/T14039-2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》2.2液压液的污染及其控制液压油污染等级—质量测定法—颗粒计数法：测定液压油液样品单位体积中不同尺寸范围内颗粒污染物的颗粒数液压液污染来源残留物污染元件在制造，储存，运输，安装，维修中残留。侵入物污染使用时周围环境中污染物侵入。生成物污染系统工作过程中产生。2.2液压液的污染及其控制控制措施2.2液压液的污染及其控制严格清洗元件和系统——加工和组装前后防止污染物从外界侵入——油箱装设空气过滤器——液压缸活塞杆端部安装防尘密封采用高性能的过滤器——滤除污染物控制液压液的温度——抗氧化、热稳定性保持系统良好的密封性——减少空气侵入定期检查和更换液压液——抽样分析小结液压液的用途和分类液压液的物理特性——密度、可压