1、第七章液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)、工作液體的主要理化性能工作液體的使用性能要求工作介質(zhì)的種類和技術(shù)性能液壓工作介質(zhì)的選擇液壓工作介質(zhì)的合理使用液壓工作介質(zhì)的污染控制，一、工作液體的主要物理性質(zhì)(1)粘性：粘性用粘度表示a、運(yùn)動粘度(絕對粘度) 單位： Pa .s可以由粘性流體的內(nèi)摩擦定律導(dǎo)出的b .運(yùn)動粘度(運(yùn)動粘度和液體密度的比)單位： m2 /s常用單位：斯(St )和分斯(1c ST=1mm2/s )1m2/s=10000 ST=100000 CSS c .條件我國以恩氏粘度使200mL被檢液體從恩氏粘度修正中流出所需要的時間t1與同體積的20以下的蒸餾水從該恩氏粘度修正中流出所需要的時間t2之比

2、稱為恩氏粘度，(2)液體的粘溫特性和粘壓特性粘度指數(shù)越大，液體的粘度越受溫度的影響，工作油的粘度和壓力， (3)液體的壓縮性壓縮系數(shù)：體積彈性系數(shù)k :(4)飽和蒸汽壓力(氣化壓力)在規(guī)定溫度下，使密閉容器通過減壓使油液在蒸汽中揮發(fā)時的壓力。 二、工作液體的使用性能要求、工作介質(zhì)的工作用：1)有效地傳遞能量和信號；2 )潤滑運(yùn)動部件，減少摩擦和磨損；3 )為對偶運(yùn)動子提供支持；4 )吸收、運(yùn)輸和傳遞系統(tǒng)產(chǎn)生的熱；5 )防銹；6 )系統(tǒng)中非可溶性污染物的運(yùn)輸分離沉淀；7 )可二、工作液體的使用性能要求、對工作介質(zhì)(主要是對礦物油)的要求： (1)適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦裕赫扯戎饕挠绊懀赫扯冗^

3、大導(dǎo)致、機(jī)械效率降低、泵的吸入性能降低粘度過低則容積效率降低、油膜變薄而不利于工件的潤滑。 粘溫特性用粘度指數(shù)表示。 粘度指數(shù)越高表示油液受溫度影響越小，液壓油可以通過添加粘度指數(shù)添加劑來改善粘溫特性。 例如，聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯等，二、工作液的使用性能要求、對工作介質(zhì)(主要是礦物油)的要求： (2)良好的耐磨損性(潤滑性): 耐磨損性與粘度無關(guān)，是通過在油中加入添加劑在摩擦副對偶面上形成油膜來減輕磨損的性能。 粘度高的話，潤滑性能不一定好，但粘度低的話，液體膜過薄，不能復(fù)蓋表面粗糙度，像水一樣的耐磨耗性差。 通過在液壓油中添加油性添加劑(油酸、硫化鯨油、硫化烯烴棉油、容易脫附、容易紊亂和

4、溶解，只能在低溫和低負(fù)荷下使用)和極壓劑(磷、硫、鋅等二烷基二硫代磷酸鋅、二硫化鉬等，可以在高溫重負(fù)荷下使用) 對工作介質(zhì)(主要是對礦物油)的要求： (3)良好的氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性：氧化穩(wěn)定性是指油液耐氧化的能力。 油液受熱，空氣中的氧、水和金屬物質(zhì)氧化生成有機(jī)酸和聚合物，液壓油的顏色變濃，酸值增加，粘度變化，生成沉淀物質(zhì)(焦油)，所以液壓油的腐蝕性增加，堵塞液壓機(jī)器的小孔，磨損加劇。 熱穩(wěn)定性是指油液在高溫下抵抗化學(xué)反應(yīng)和分解的能力。 油液在高溫下分解和聚合加速，金屬表面也起催化劑的作用。 因此，液壓必須能夠承受一定的高溫，避免在極高溫度下工作。一般通過添加抗氧化劑來提高工作油的氧化穩(wěn)定性

5、和熱穩(wěn)定性，二、工作液的使用性能要求、對工作介質(zhì)(主要是礦物油)的要求： (4)良好的抗乳化性和水解穩(wěn)定性油液接觸水形成乳化液的能力稱為抗乳化性。 油液阻力與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而分解的能力稱為水解穩(wěn)定性。 水是液壓系統(tǒng)的污染物，通過濕空氣從油箱的呼吸孔進(jìn)入，或者氣缸桿縮短進(jìn)入系統(tǒng)。 液壓油具有吸水性，吸水性取決于基礎(chǔ)油的性能、添加劑和溫度。 經(jīng)過激烈攪拌，油中的水容易析出形成油和乳化液，此時的水在微小的水珠分散相中存在于油的連續(xù)相中。 水會引起腐蝕，加速油液(腐敗)的變質(zhì)，破壞油膜，降低液壓油的潤滑性。 加入破乳化劑(石油磺酸鹽、表面活性劑)可以改善工作油的耐乳化性。 1.4.2工作液體的使用性能

6、要求、對工作介質(zhì)(主要對礦物油)的要求： (5)良好的耐泡性和空氣釋放性工作油阻力與空氣結(jié)合形成泡沫的能力稱為耐泡性。 放出液壓油分散的空氣的能力稱為空氣放出性。 空氣會引起油液油的彈性模量下降，降低系統(tǒng)的動態(tài)性能，引起振動和噪音，使氣蝕惡化。 添加了消泡劑(二甲基硅油) (6)的良好的防銹性液壓油中的空氣中的氧、水、各種添加劑和液壓油氧化分解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可能腐蝕金屬表面，促進(jìn)磨損。 防銹劑(十二烯基琥珀酸等)、二、工作介質(zhì)的使用性能要求、對工作介質(zhì)(主要對礦物油)的要求： (7)良好的剪切穩(wěn)定性工作油的剪切阻力、保持粘度和粘度性能的能力。 主要涉及增粘劑的抗剪性。 (8)與密封材料的相溶性

7、液壓油與密封材料之間不發(fā)生相互損傷。 主要意味著液壓油接觸密封件后，密封件不會破損，密封件的密封性能會降低。 (9)環(huán)境與產(chǎn)品的相容性(礦物油的軟肋)(10 )阻燃性(閃點(diǎn)、閃點(diǎn)高，可防火防爆) (礦物油的軟肋)、三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能1 .礦物油2 .阻燃液(1)合成液(磷酸酯HFD、水乙二醇HFC ) (2)油水乳化液高水基(HFA或HWBF、HWBF )液壓工作介質(zhì)相關(guān)的分類標(biāo)準(zhǔn)： ISO標(biāo)準(zhǔn)： ISO6743/41982潤滑劑，工業(yè)潤滑油和相關(guān)產(chǎn)品(l類)的分類第四部分： h組(液壓系統(tǒng))國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7631.21987等效地采用上述標(biāo)準(zhǔn)。 上述標(biāo)準(zhǔn)很早制定，該標(biāo)準(zhǔn)不包含3

8、種液壓介質(zhì)： (1)天然水(包括海水和淡水) (2)可以快速生物分解的液壓液(3)我國曾經(jīng)廣泛使用的特殊液體，如航空工作油、航空阻燃液、艦用工作油、炮用工作油和合成主軸油、汽車抖動三、就工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能而言，工作油的分類標(biāo)準(zhǔn)： GB11118.11994礦物油型和合成烴型工作油將中國長期工作油產(chǎn)品的品種匯集在一個國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，形成新的工作油品種系列，包括HH、HL、HM、HR、HV、HG、HG 常用礦物液壓油：常添加耐磨、防銹、抗氧化、抗泡和抗乳化，三、液壓介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能，(1)液壓油(L-HH )中不添加抗氧化劑和其他添加劑的精煉礦物油，不適合作為液壓油，比潤滑油(低溫，低溫

9、通稱機(jī)油(L-AN ) )質(zhì)量偏差(2)普通液壓油(L-HL )添加防銹和抗氧化穩(wěn)定劑，用于機(jī)床主軸箱和齒輪箱的潤滑油，對高壓系統(tǒng)有要求。 作為機(jī)械油(L-AN )的代替品。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能，(3)耐磨液壓油(L-HM )防銹，抗氧化型液壓油中添加極壓添加劑(油性劑、二烷基二硫代磷酸鋅、含磷硫物質(zhì))，輔助消泡劑、破乳劑、金屬鈍化劑等。 適用中高壓系統(tǒng)和承受中負(fù)荷的潤滑油。 鋅型(有灰型，添加二烷基二硫代磷酸鋅):高鋅型(質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.07% )適用鋼-鋼對研。 但是，含有銀和銅的零件存在腐蝕。 低鋅型對材料的適應(yīng)性高，適用于葉片泵和含銅及銅合金零件的柱塞泵。 無灰型(僅含磷硫

10、物質(zhì))的性能優(yōu)于有灰型，但在技術(shù)上要求高和昂貴。 (4)液壓導(dǎo)軌油(L-HG )供油性劑防止低速蠕變，在一個系統(tǒng)中并用液壓和機(jī)床的靜壓導(dǎo)軌時使用。 高壓液壓系統(tǒng)不適用。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能，(5)低凝固工作油(L-HV )低溫使用。 在低流動點(diǎn)礦物油中添加粘度指數(shù)提高劑、極壓劑、抗氧化劑、防銹劑、降凝劑等多種添加劑調(diào)制而成。 具有耐磨性、低溫流動性。 粘度指數(shù)達(dá)到130以上，工作溫度變化范圍廣，適用于高寒野外作業(yè)的低壓、中壓到高壓系統(tǒng)的機(jī)械。 (6)高粘度指數(shù)工作油(L-HR )的粘溫特性良好，粘度指數(shù)達(dá)到175。 適用于野外、船舶等環(huán)境溫度變化較大的應(yīng)用。 這種類型的油使用量少，

11、可以代替低凝固液壓油(L-HV )。 (7)L-HS液壓油以低溫性能良好的烯烴合成油為基礎(chǔ)油，添加與低凝固液壓油(L-HV )相似的添加劑，構(gòu)成流動點(diǎn)為-45以下的低溫液壓油。 適用于寒冷地區(qū)冬天的野外作業(yè)。 (8)專用液壓油、航空液壓油、艦船液壓油等，根據(jù)三、液壓介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃液： ISO6743/4:1982”的規(guī)定，阻燃液主要有以下4種類型(HFA、HFB、HFC、)的95%左右的水和礦物油(或者其他類型) 由于乳化劑的作用，油液在作為連續(xù)相的水中以分散粒子的形式分布，油粒尺寸比較大(8m以上)，呈乳白色。 其缺點(diǎn)是乳化穩(wěn)定性差，油水容易分離，潤滑性差，過濾性差，目前國外很

12、少用作液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃液：1HFA液壓液(2)HFAS HFAS別名高水基合成液。 其中不含油，由含有95%左右的水和多個水溶性(或半水溶性)添加劑的濃縮液調(diào)制，為透明狀。 潤滑性、過濾性能等優(yōu)于HFAE。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃液：1HFA液壓液(3)HFAM HFAM別名高水基微乳化液。 由約95%的水、礦物油(或其他類型的油)和多種化學(xué)添加劑組成的濃縮液制成。 HFAM既不是真正的溶解液也不是完全的乳化液。 與HFAE的主要區(qū)別在于油液作為極微小的粒子(2m以下)分布在水中。 呈半透明狀。 HFAM同時具有HFAE和HFAS的優(yōu)點(diǎn)：

13、穩(wěn)定、潤滑性好、過濾性好，對液壓泵有較好的適應(yīng)性。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃工作液：2HFB工作液HFB又稱油包水乳化液。 60%的礦物油、40%的水和多種添加劑在乳化劑的作用下形成比較穩(wěn)定的乳化混合體。 水作為分散粒子分布在作為連續(xù)相的油中，形成油包水乳化液。三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃工作液：2HFB工作液HFB的優(yōu)點(diǎn)1 )由于含有60%礦物油，因此具有礦物油型工作油的基本優(yōu)點(diǎn)，其潤滑性優(yōu)于HFA和HFC)液壓系統(tǒng)常用的密封材料、涂料和金屬材料(不含鎂) 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃工作液：2HFB工作液HFB的主要缺點(diǎn)是：1)乳化穩(wěn)定性差、塵埃污染、使用溫度高

14、或低、儲存時間長、反復(fù)通過細(xì)小過濾器等因素，乳化液有可能分離(該缺點(diǎn)也存在于HFAE中): 3 )過濾性能差4 )容易發(fā)生空穴現(xiàn)象。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能，阻燃液：3. HFC液HFC又稱水-乙二醇。 它含有35U%的水，其佟預(yù)為可溶于水的乙二醇、丙二醇或它們的聚合物、水溶性的增粘、耐磨損、防銹、消泡等添加劑。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃液：3. HFC液HFC的優(yōu)點(diǎn)凝固點(diǎn)低，適用于低溫環(huán)境下的工作，其使用溫度范圍為-20oC-50oC； 穩(wěn)定性好，壽命長，粘度大，接近液壓油粘度。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃工作液：3. HFC工作液HFC的缺點(diǎn)：潤滑性能差，特別

15、是使用滾動軸承時，軸承壽命大幅度降低，廢液難以處理的氣化壓力高，容易產(chǎn)生空蝕的鋅、錫、鎂、鎘、鋁石棉、聚氨酯橡膠等不相容的普通工業(yè)涂料容易軟化或脫落，三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能，阻燃液： 4，HFD無水合成液(主要為HFDR液) HFDR又稱磷酸酯液。 以磷酸酐酯為基礎(chǔ)液，加入粘度指數(shù)提高劑、抗氧防銹劑、防泡劑等多種添加劑配制而成。 根據(jù)磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)，制作的液體的粘度指數(shù)、低溫性能等存在較大差異。 除HFDR外，氯代烴酐合成液(HFDS )； HFDR和HFDS的混合液(HFDT )及其他成分的無水合成液(HFDU )等。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃工作液： 4、HFDR工作

16、液磷酸酯的主要優(yōu)點(diǎn)是潤滑性能好，接近礦物油型工作油，抗氧化性及揮發(fā)性比礦物油型工作油具有更強(qiáng)的突出阻燃性。 主要用于大型民用飛機(jī)的液壓系統(tǒng)。第二，在接近高溫?zé)嵩春突饸飧浇母邷馗邏合到y(tǒng)中使用工業(yè)阻燃液。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、阻燃工作液： 4、HFDR工作液磷酸酯的主要缺點(diǎn)是價格過高，水分混入后容易水解，生成磷酸，金屬腐蝕，具有很強(qiáng)的溶解能力，與許多非金屬材料和密封材料不相容。 氟橡膠(最合適)，丁基橡膠或硅橡膠必須密封一般的耐油性涂料，可以使用環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂，環(huán)境污染嚴(yán)重，有輕度毒性。 三、工作介質(zhì)的種類及其技術(shù)性能、水介質(zhì)：在合理解決液壓設(shè)備的選用(耐腐蝕和磨損)、合理設(shè)定保證容積效率(減少泄漏)和機(jī)械效率(摩擦磨損)的前提下加水是理想的液壓介質(zhì)。 水易于使用，易于獲得低成本、環(huán)境保護(hù)、消防安全等優(yōu)點(diǎn)，重新利用水壓技術(shù)。 特別有利于海洋環(huán)境和河川湖等場合。 生物降解液植物油：工作溫度受到限制。 合成酯油：與植物油相比，具有高溫性能和抗氧能力，粘溫特性，邊界潤滑性能，阻燃和低溫性能，可與礦物油混合。 超過50度的話對水變得敏感。四、液壓液的選擇、液壓液(