液压工作介质.pptx

第二章第二章 工作介质工作介质n工作介质的作用工作介质的作用n传递动力和信号的工作介质；传递动力和信号的工作介质；n润滑、冷却和防锈；润滑、冷却和防锈；液压油2-1 液压油的种类及代码一、种类石油型难燃型机械油汽轮机油液压油水-乙二醇液磷酸酯液水包油油包水乳化液合成型工业液压油液石油型机械油工业用润滑油，价格低，理化性能差，易产生粘稠胶质，堵塞元件。压力高时，问题越严重。汽轮机油氧化稳定性好，使用寿命长，与水混合后能迅速分离，纯净度高。普通液压油加有抗氧化、防锈和抗泡等的添加剂专用液压油抗磨液压油低温液压油液压导轨油高粘度指数液压油其他液压油难燃型乳化型水包油乳化液少量油分散在大量水中，也称高水基液油包水乳化液少量水分散在大量油中，润滑性较好合成型水乙二醇液用于防火的液压系统，低温粘度小，润滑性差，金属和密封材料相容性好磷酸酯液自燃点高，氧化安定性好，润滑性好，使用温度宽，对大多数金属不腐蚀，能溶解许多非金属、材料，有毒其它液压油组成n为了改善液压油液的性能，常在油液中加入各种添加剂。添加剂有两类：一类是改善油液化学性能的，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等；另一类是改善油液物理性能的，如增粘性、抗泡剂、抗磨剂等。二、液压油的代号最常用的液压油名称及代号是：n基础油（HH）n普通液压油（HL）n抗磨液压油（HM）n低温液压油（HV）例如：L-HM322-2 液压油物理性质液压油物理性质一可压缩性一、可压缩性 液压油的体积将随压力的增高而减小。体积压缩系数 即单位压力变化下的体积相对变化量体积变化初始体积压力变化体积弹性模量体积弹性模量K(体积压缩系数的倒数)V0一定，在同样p下，K 越大,V 越小说明K 越大，液体的抗压能力越强 矿物油 K=(1.42.0)109N/m2 钢 K=2.061011N/m2 k油=100150k钢在静态下工作时，不考虑液体的可压缩性。体积弹性模量体积弹性模量K(体积压缩系数的倒数)n液压油液的体积弹性模量和温度、压力有关：n温度增大时，K值减小；n压力增大时，K值增大；二、粘性粘性-粘度粘度 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩檫力，它使液体各层间的运动速度不等，这 种现象叫做液体的粘性。静止液体不呈现粘性。二、粘性n附着力附着力 液体与固体表面 n内聚力内聚力 液体分子与分子之间粘性示意图n下板固定n上板以u0运动n附着力A点：u=0B点：u=u0n内摩擦力 两板之间液流速度逐渐减小B BA A内摩擦力：式中：粘性系数(粘度)A 液层接触面积 du/dy速度梯度牛顿内摩擦定律两液层的速度差两液层间的距离切应力:2.粘度三种表示方法：2)运动粘度 单位：Pa.S（帕秒）单位：m2/s1)动力粘度机械油的牌号 是用40时运动粘度的平均值来标志的例：20号机械油=1723 cSt（厘拖）换算关系：1 m2 2/s=104St=106 cSt(=106 mm2/s)拖(cm2/s)厘拖(mm2/s)3)相对粘度(恩氏粘度)式中：t1 油流出的时间 t220OC蒸馏水流出时间恩氏粘度与运动粘度的换算关系 通常以20、50、100OC作为标准测定温度，记为：200ml=2.8mm恩氏粘度计3.粘度与压力的关系粘度与压力的关系 p 应用时忽略影响4.粘度与温度的关系粘度与温度的关系 T影响：大，阻力大，能耗 小，油变稀，泄漏限制油温：T，加冷却器 T，加热器粘温图三、其他性质稳定性(热、氧化、水解、剪切）抗泡沫性防锈性相容性（金属、密封、涂料）通过添加剂控制四、对液压油的要求1.合适的粘度，粘温性好2.润滑性能好3.杂质少4.相容性好5.稳定性好6.抗泡性好、防锈性好7.凝点低,闪点、燃点高8.无公害、成本低2-3 液压油液的选择和使用一、液压油液选择依据一、液压油液选择依据1、正确而合理地选择液压油液，对液压系统适应各种工作环境的能力，延长系统和元件的寿命，提高系统工作的可靠性都有重要的影响。2、最重要的因素是液压油液的粘度，粘度大，液流的压力损失和发热大，系统效率下降。粘度小，泄漏增大也影响系统效率。3、在液压系统中，液压泵的工作条件最为严峻，一般根据液压泵的要求来确定液压油液的粘度。4、油温对粘度影响极大，应根据具体情况控制油温，使泵和系统在油液的最佳粘度范围内工作。2-3 液压油液的选择和使用二、液压油液的选择二、液压油液的选择1.优先考虑粘性 =11.541.3cSt 即20、30、40号机械油2.按工作压力 p 高，选大；p 低，选小3.按环境温度 T 高，选大；T 低，选小4.按运动速度 v 高，选小；v 低，选大5.其他 环境（污染、抗燃）经济（价格、使用寿命）特殊要求（精密机床、野外工作的工程机械）三、液压油的使用1.控制油温2.防止污染3.定期抽检、定期更换4.油箱储油充分5.确保密封2-4 液压油液的污染控制 实践和统计数字表明，液压油液的污染实践和统计数字表明，液压油液的污染是系统发生故障的主要原因，发达国家是系统发生故障的主要原因发达国家7070左右液压系统的故障是由于油液污染造左右液压系统的故障是由于油液污染造成的，国内则高达成的，国内则高达9090的液压系统的故障的液压系统的故障是由于油液污染造成的。是由于油液污染造成的。油液的污染导致液压系统的可靠性和油液的污染导致液压系统的可靠性和使用寿命大大降低。液压油液的正确使用、使用寿命大大降低。液压油液的正确使用、管理以及污染控制，是提高系统可靠性及管理以及污染控制，是提高系统可靠性及延长元件使用寿命的重要手段。延长元件使用寿命的重要手段。一、污染物的种类和危害 n污染物的种类：包含在油液中的固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和污染能量等杂物。n液压油液被污染后，将对系统及元件产生下下述不良后果：n固体颗粒加速元件磨损，堵塞缝隙及滤油器，使泵、阀性能下降，产生噪声；n水的侵入加速油液的氧化，并和添加剂超作用产生粘性胶质，使滤芯堵塞；n空气的混入降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低油液的润滑性；n金属腐蚀；n微生物的生成使油液变质。二、污染的成因n外界侵入的污染物 n液压油液运输过程中带来的污染物；n液压装置组装时残留下来的污染物；n从周围环境混入的污染物；n工作过程中产生的污染物 n元件中相对运动件磨损时产生的污染物；n液压油液物理化学性能变化时产生的污染物；三、污染的测定 n对液压系统工作影响最大的是固体颗粒，对油液污染的测定也主要是针对固体颗粒。n油液的污染度是指单位容积油液中固体颗粒污染物的含量，可以用重量或颗粒数表示，相应的污染物测试方法有称重法和颗粒计数法。n1）称重法：100mL油液样品真空过滤并烘干后，称重。n2）颗粒计数法：测定油液样品单位容积中不尺寸范围内颗粒污染物的颗粒数，从而查明其区间颗粒浓度。n显微镜法,100mL油液真空过滤，把所得颗粒进行溶剂处理后，放在显微镜下，找出其尺寸大小及数量。n自动颗粒计数器法，利用光源照射油液样品，油液中颗粒在光电传感器上投影所发出的脉冲信号来测定油液污染度。四、污染度的等级 n描述和评定油液污染的程度，目前常用两种标准：美国的NAS1638和中国的国家标准（ISO4406）。四、污染度的等级 nNAS1638污染度等级按100mL油液中在五个给定颗粒尺寸区间(5-15um,15-25um,25-50um,50-100um,100um)的最大允许颗粒数划分为14个等级，最清洁为00级，污染度最高为12级。四、污染度的等级 n中国采用的ISO4406标准，用两个代号表示油液的污染度，前面的代号表示1mL油液中大于5um颗粒数的等级，后面的代号表示1mL油液中大于15um颗粒数的等级。两个代号间用一斜线隔开。n5um左右的颗粒容易堵塞元件的缝隙，15um左右的颗粒对元件的磨损影响较大。四、污染度的等级 四、污染度的控制 n液压油液污染的原因很复杂，液压系统自身也在不断产生污染物，要彻底解决液压系统油液的污染问题是较困难的。为了延长液压系统的寿命，保证液压系统可靠工作，将液压油液的污染控制在一个合理的范围内，使其不对系统的工作产生较大的影响，这样是切实可行的。四、污染度的控制 n为了减少油液的污染，常采取以下措施：n1）对元件和系统进行清洗，清除在加工和组装过程中残留的污染物；n2）防止污染物从外界侵入；n3）采用合理的过滤器；n4）控制油液的温度；n5）定期检查和更换液压油液。