第二章工作介質(zhì)工作介質(zhì)的作用傳遞動力和信號的工作介質(zhì)；潤滑、冷卻和防銹；液壓油§2-1

液壓油的種類及代碼一、種類石油型難燃型機(jī)械油汽輪機(jī)油液壓油水-乙二醇液磷酸酯液水包油油包水乳化液合成型

工

業(yè)

液

壓

油

液

石

油

型機(jī)械油工業(yè)用潤滑油，價(jià)格低，理化性能差，易產(chǎn)生粘稠膠質(zhì)，堵塞元件。壓力高時(shí)，問題越嚴(yán)重。汽輪機(jī)油氧化穩(wěn)定性好，使用壽命長，與水混合后能迅速分離，純凈度高。普通液壓油加有抗氧化、防銹和抗泡等的添加劑專用液壓油抗磨液壓油

低溫液壓油

液壓導(dǎo)軌油

高粘度指數(shù)液壓油

其他液壓油

難

燃

型乳化型水包油乳化液少量油分散在大量水中，也稱高水基液油包水乳化液少量水分散在大量油中，潤滑性較好

合成型水－乙二醇液用于防火的液壓系統(tǒng)，低溫粘度小，潤滑性差，金屬和密封材料相容性好磷酸酯液自燃點(diǎn)高，氧化安定性好，潤滑性好，使用溫度寬，對大多數(shù)金屬不腐蝕，能溶解許多非金屬、材料，有毒其它

液壓油組成為了改善液壓油液的性能，常在油液中加入各種添加劑。添加劑有兩類：一類是改善油液化學(xué)性能的，如抗氧化劑、防腐劑、防銹劑等；另一類是改善油液物理性能的，如增粘性、抗泡劑、抗磨劑等。二、液壓油的代號最常用的液壓油名稱及代號是：基礎(chǔ)油（HH）普通液壓油（HL）抗磨液壓油（HM）低溫液壓油（HV）例如：L-HM32§2-2液壓油物理性質(zhì)一、可壓縮性液壓油的體積將隨壓力的增高而減小。體積壓縮系數(shù)即單位壓力變化下的體積相對變化量體積變化初始體積壓力變化體積彈性模量K

(體積壓縮系數(shù)的倒數(shù))

V0一定，在同樣Δp下，K越大,ΔV越小說明K越大，液體的抗壓能力越強(qiáng)礦物油K=(1.4~2.0)×109N/m

2

鋼K=2.06×1011N/m

2

k油=100~150k鋼

在靜態(tài)下工作時(shí)，不考慮液體的可壓縮性。體積彈性模量K

(體積壓縮系數(shù)的倒數(shù))

液壓油液的體積彈性模量和溫度、壓力有關(guān)：溫度增大時(shí)，K值減??；壓力增大時(shí)，K值增大；二、粘性-粘度

液體在外力作用下流動（或有流動趨勢）時(shí)，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運(yùn)動而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩檫力，它使液體各層間的運(yùn)動速度不等，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。靜止液體不呈現(xiàn)粘性。二、粘性附著力液體與固體表面內(nèi)聚力液體分子與分子之間粘性示意圖下板固定上板以u0運(yùn)動附著力

A點(diǎn)：u=0

B點(diǎn)：u=u0內(nèi)摩擦力兩板之間液流速度逐漸減小BA內(nèi)摩擦力：式中：η—粘性系數(shù)(粘度)

A—液層接觸面積

du/dy—速度梯度—牛頓內(nèi)摩擦定律——兩液層的速度差——兩液層間的距離切應(yīng)力:2.粘度三種表示方法：2)運(yùn)動粘度單位：Pa.S（帕秒）單位：m2/s1)動力粘度機(jī)械油的牌號

是用40℃時(shí)運(yùn)動粘度的平均值來標(biāo)志的例：20號機(jī)械油ν=17~23

cSt（厘拖）換算關(guān)系：

1m2/s=104St=106

cSt(=106

mm2/s)

拖(cm2/s)厘拖(mm2/s)3)相對粘度(恩氏粘度)式中：t1

–

油流出的時(shí)間

t2－20OC蒸餾水流出時(shí)間恩氏粘度與運(yùn)動粘度的換算關(guān)系

通常以20、50、100OC作為標(biāo)準(zhǔn)測定溫度，記為：200mlφ=2.8mm恩氏粘度計(jì)3.粘度與壓力的關(guān)系

p↑η↑

應(yīng)用時(shí)忽略影響4.粘度與溫度的關(guān)系

T↑η↓影響：η大，阻力大，能耗↑

η小，油變稀，泄漏↑限制油溫：T↑↑，加冷卻器

T↓↓，加熱器粘溫圖三、其他性質(zhì)穩(wěn)定性(熱、氧化、水解、剪切）抗泡沫性防銹性相容性（金屬、密封、涂料）通過添加劑控制四、對液壓油的要求1.合適的粘度，粘溫性好2.潤滑性能好3.雜質(zhì)少4.相容性好5.穩(wěn)定性好6.抗泡性好、防銹性好7.凝點(diǎn)低,閃點(diǎn)、燃點(diǎn)高8.無公害、成本低§2-3液壓油液的選擇和使用一、液壓油液選擇依據(jù)1、正確而合理地選擇液壓油液，對液壓系統(tǒng)適應(yīng)各種工作環(huán)境的能力，延長系統(tǒng)和元件的壽命，提高系統(tǒng)工作的可靠性都有重要的影響。2、最重要的因素是液壓油液的粘度，粘度大，液流的壓力損失和發(fā)熱大，系統(tǒng)效率下降。粘度小，泄漏增大也影響系統(tǒng)效率。3、在液壓系統(tǒng)中，液壓泵的工作條件最為嚴(yán)峻，一般根據(jù)液壓泵的要求來確定液壓油液的粘度。4、油溫對粘度影響極大，應(yīng)根據(jù)具體情況控制油溫，使泵和系統(tǒng)在油液的最佳粘度范圍內(nèi)工作。§2-3液壓油液的選擇和使用二、液壓油液的選擇1.優(yōu)先考慮粘性

ν=11.5~41.3cSt

即20、30、40號機(jī)械油2.按工作壓力p高，選η大；p低，選η小3.按環(huán)境溫度T高，選η大；T

低，選η小4.按運(yùn)動速度

v高，選η??；v

低，選η大5.其他環(huán)境（污染、抗燃）經(jīng)濟(jì)（價(jià)格、使用壽命）特殊要求（精密機(jī)床、野外工作的工程機(jī)械）三、液壓油的使用1.控制油溫2.防止污染3.定期抽檢、定期更換4.油箱儲油充分5.確保密封§2-4液壓油液的污染控制

實(shí)踐和統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，液壓油液的污染是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，發(fā)達(dá)國家70％左右液壓系統(tǒng)的故障是由于油液污染造成的，國內(nèi)則高達(dá)90％的液壓系統(tǒng)的故障是由于油液污染造成的。油液的污染導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命大大降低。液壓油液的正確使用、管理以及污染控制，是提高系統(tǒng)可靠性及延長元件使用壽命的重要手段。

一、污染物的種類和危害

污染物的種類：包含在油液中的固體顆粒、水、空氣、化學(xué)物質(zhì)、微生物和污染能量等雜物。

液壓油液被污染后，將對系統(tǒng)及元件產(chǎn)生下下述不良后果：

固體顆粒加速元件磨損，堵塞縫隙及濾油器，使泵、閥性能下降，產(chǎn)生噪聲；

水的侵入加速油液的氧化，并和添加劑超作用產(chǎn)生粘性膠質(zhì)，使濾芯堵塞；

空氣的混入降低油液的體積彈性模量，引起氣蝕，降低油液的潤滑性；

金屬腐蝕；

微生物的生成使油液變質(zhì)。

二、污染的成因外界侵入的污染物

液壓油液運(yùn)輸過程中帶來的污染物；

液壓裝置組裝時(shí)殘留下來的污染物；

從周圍環(huán)境混入的污染物；

工作過程中產(chǎn)生的污染物

元件中相對運(yùn)動件磨損時(shí)產(chǎn)生的污染物；

液壓油液物理化學(xué)性能變化時(shí)產(chǎn)生的污染物；

三、污染的測定

對液壓系統(tǒng)工作影響最大的是固體顆粒，對油液污染的測定也主要是針對固體顆粒。

油液的污染度是指單位容積油液中固體顆粒污染物的含量，可以用重量或顆粒數(shù)表示，相應(yīng)的污染物測試方法有稱重法和顆粒計(jì)數(shù)法。

1）稱重法：100mL油液樣品真空過濾并烘干后，稱重。2）顆粒計(jì)數(shù)法：測定油液樣品單位容積中不尺寸范圍內(nèi)顆粒污染物的顆粒數(shù)，從而查明其區(qū)間顆粒濃度。顯微鏡法,100mL油液真空過濾，把所得顆粒進(jìn)行溶劑處理后，放在顯微鏡下，找出其尺寸大小及數(shù)量。自動顆粒計(jì)數(shù)器法，利用光源照射油液樣品，油液中顆粒在光電傳感器上投影所發(fā)出的脈沖信號來測定油液污染度。

四、污染度的等級

描述和評定油液污染的程度，目前常用兩種標(biāo)準(zhǔn)：美國的NAS1638和中國的國家標(biāo)準(zhǔn)（ISO4406）。

四、污染度的等級

NAS1638污染度等級按100mL油液中在五個(gè)給定顆粒尺寸區(qū)間(5-15um,15-25um,25-50um,50-100um,>100um)的最大允許顆粒數(shù)劃分為14個(gè)等級，最清潔為00級，污染度最高為12級。

四、污染度的等級

中國采用的ISO4406標(biāo)準(zhǔn)，用兩個(gè)代號表示油液的污染度，前面的代號表示1mL油液中大于5um顆粒數(shù)的等級，后面的代號表示1mL油液中大于15um顆粒數(shù)的等級。兩個(gè)代號間用一斜線隔開。5um左右的顆粒容易堵塞元件的縫隙，15um左右的顆粒對元件的磨損影響較大。

四、污染度的等級

四、污染度的控制

液壓油液污染的原因很復(fù)雜，液壓系統(tǒng)自身也在不斷產(chǎn)生污染物，要徹底解決液壓系