6 液压系统工作介质.ppt

1、第七章液压系统工作介质、工作液体的主要理化性能工作液体的使用性能要求工作介质的种类和技术性能液压工作介质的选择液压工作介质的合理使用液压工作介质的污染控制，一、工作液体的主要物理性质(1)粘性：粘性用粘度表示a、运动粘度(绝对粘度) 单位： Pa .s可以由粘性流体的内摩擦定律导出的b .运动粘度(运动粘度和液体密度的比)单位： m2 /s常用单位：斯(St )和分斯(1c ST=1mm2/s )1m2/s=10000 ST=100000 CSS c .条件我国以恩氏粘度使200mL被检液体从恩氏粘度修正中流出所需要的时间t1与同体积的20以下的蒸馏水从该恩氏粘度修正中流出所需要的时间t2之比

2、称为恩氏粘度，(2)液体的粘温特性和粘压特性粘度指数越大，液体的粘度越受温度的影响，工作油的粘度和压力， (3)液体的压缩性压缩系数：体积弹性系数k :(4)饱和蒸汽压力(气化压力)在规定温度下，使密闭容器通过减压使油液在蒸汽中挥发时的压力。 二、工作液体的使用性能要求、工作介质的工作用：1)有效地传递能量和信号；2 )润滑运动部件，减少摩擦和磨损；3 )为对偶运动子提供支持；4 )吸收、运输和传递系统产生的热；5 )防锈；6 )系统中非可溶性污染物的运输分离沉淀；7 )可二、工作液体的使用性能要求、对工作介质(主要是对矿物油)的要求： (1)适当的粘度和良好的粘温特性：粘度主要的影响：粘度过

3、大导致、机械效率降低、泵的吸入性能降低粘度过低则容积效率降低、油膜变薄而不利于工件的润滑。 粘温特性用粘度指数表示。 粘度指数越高表示油液受温度影响越小，液压油可以通过添加粘度指数添加剂来改善粘温特性。 例如，聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯等，二、工作液的使用性能要求、对工作介质(主要是矿物油)的要求： (2)良好的耐磨损性(润滑性): 耐磨损性与粘度无关，是通过在油中加入添加剂在摩擦副对偶面上形成油膜来减轻磨损的性能。 粘度高的话，润滑性能不一定好，但粘度低的话，液体膜过薄，不能复盖表面粗糙度，像水一样的耐磨耗性差。 通过在液压油中添加油性添加剂(油酸、硫化鲸油、硫化烯烃棉油、容易脱附、容易紊乱和

4、溶解，只能在低温和低负荷下使用)和极压剂(磷、硫、锌等二烷基二硫代磷酸锌、二硫化钼等，可以在高温重负荷下使用) 对工作介质(主要是对矿物油)的要求： (3)良好的氧化稳定性和热稳定性：氧化稳定性是指油液耐氧化的能力。 油液受热，空气中的氧、水和金属物质氧化生成有机酸和聚合物，液压油的颜色变浓，酸值增加，粘度变化，生成沉淀物质(焦油)，所以液压油的腐蚀性增加，堵塞液压机器的小孔，磨损加剧。 热稳定性是指油液在高温下抵抗化学反应和分解的能力。 油液在高温下分解和聚合加速，金属表面也起催化剂的作用。 因此，液压必须能够承受一定的高温，避免在极高温度下工作。一般通过添加抗氧化剂来提高工作油的氧化稳定性

5、和热稳定性，二、工作液的使用性能要求、对工作介质(主要是矿物油)的要求： (4)良好的抗乳化性和水解稳定性油液接触水形成乳化液的能力称为抗乳化性。 油液阻力与水发生化学反应而分解的能力称为水解稳定性。 水是液压系统的污染物，通过湿空气从油箱的呼吸孔进入，或者气缸杆缩短进入系统。 液压油具有吸水性，吸水性取决于基础油的性能、添加剂和温度。 经过激烈搅拌，油中的水容易析出形成油和乳化液，此时的水在微小的水珠分散相中存在于油的连续相中。 水会引起腐蚀，加速油液(腐败)的变质，破坏油膜，降低液压油的润滑性。 加入破乳化剂(石油磺酸盐、表面活性剂)可以改善工作油的耐乳化性。 1.4.2工作液体的使用性能

6、要求、对工作介质(主要对矿物油)的要求： (5)良好的耐泡性和空气释放性工作油阻力与空气结合形成泡沫的能力称为耐泡性。 放出液压油分散的空气的能力称为空气放出性。 空气会引起油液油的弹性模量下降，降低系统的动态性能，引起振动和噪音，使气蚀恶化。 添加了消泡剂(二甲基硅油) (6)的良好的防锈性液压油中的空气中的氧、水、各种添加剂和液压油氧化分解产生的酸性物质可能腐蚀金属表面，促进磨损。 防锈剂(十二烯基琥珀酸等)、二、工作介质的使用性能要求、对工作介质(主要对矿物油)的要求： (7)良好的剪切稳定性工作油的剪切阻力、保持粘度和粘度性能的能力。 主要涉及增粘剂的抗剪性。 (8)与密封材料的相溶性

7、液压油与密封材料之间不发生相互损伤。 主要意味着液压油接触密封件后，密封件不会破损，密封件的密封性能会降低。 (9)环境与产品的相容性(矿物油的软肋)(10 )阻燃性(闪点、闪点高，可防火防爆) (矿物油的软肋)、三、工作介质的种类及其技术性能1 .矿物油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 )液压工作介质相关的分类标准： ISO标准： ISO6743/41982润滑剂，工业润滑油和相关产品(l类)的分类第四部分： h组(液压系统)国家标准GB/T7631.21987等效地采用上述标准。 上述标准很早制定，该标准不包含3

8、种液压介质： (1)天然水(包括海水和淡水) (2)可以快速生物分解的液压液(3)我国曾经广泛使用的特殊液体，如航空工作油、航空阻燃液、舰用工作油、炮用工作油和合成主轴油、汽车抖动三、就工作介质的种类及其技术性能而言，工作油的分类标准： GB11118.11994矿物油型和合成烃型工作油将中国长期工作油产品的品种汇集在一个国家标准内，形成新的工作油品种系列，包括HH、HL、HM、HR、HV、HG、HG 常用矿物液压油：常添加耐磨、防锈、抗氧化、抗泡和抗乳化，三、液压介质的种类及其技术性能，(1)液压油(L-HH )中不添加抗氧化剂和其他添加剂的精炼矿物油，不适合作为液压油，比润滑油(低温，低温

9、通称机油(L-AN ) )质量偏差(2)普通液压油(L-HL )添加防锈和抗氧化稳定剂，用于机床主轴箱和齿轮箱的润滑油，对高压系统有要求。 作为机械油(L-AN )的代替品。 三、工作介质的种类及其技术性能，(3)耐磨液压油(L-HM )防锈，抗氧化型液压油中添加极压添加剂(油性剂、二烷基二硫代磷酸锌、含磷硫物质)，辅助消泡剂、破乳剂、金属钝化剂等。 适用中高压系统和承受中负荷的润滑油。 锌型(有灰型，添加二烷基二硫代磷酸锌):高锌型(质量分数超过0.07% )适用钢-钢对研。 但是，含有银和铜的零件存在腐蚀。 低锌型对材料的适应性高，适用于叶片泵和含铜及铜合金零件的柱塞泵。 无灰型(仅含磷硫

10、物质)的性能优于有灰型，但在技术上要求高和昂贵。 (4)液压导轨油(L-HG )供油性剂防止低速蠕变，在一个系统中并用液压和机床的静压导轨时使用。 高压液压系统不适用。 三、工作介质的种类及其技术性能，(5)低凝固工作油(L-HV )低温使用。 在低流动点矿物油中添加粘度指数提高剂、极压剂、抗氧化剂、防锈剂、降凝剂等多种添加剂调制而成。 具有耐磨性、低温流动性。 粘度指数达到130以上，工作温度变化范围广，适用于高寒野外作业的低压、中压到高压系统的机械。 (6)高粘度指数工作油(L-HR )的粘温特性良好，粘度指数达到175。 适用于野外、船舶等环境温度变化较大的应用。 这种类型的油使用量少，

11、可以代替低凝固液压油(L-HV )。 (7)L-HS液压油以低温性能良好的烯烃合成油为基础油，添加与低凝固液压油(L-HV )相似的添加剂，构成流动点为-45以下的低温液压油。 适用于寒冷地区冬天的野外作业。 (8)专用液压油、航空液压油、舰船液压油等，根据三、液压介质的种类及其技术性能、阻燃液： ISO6743/4:1982”的规定，阻燃液主要有以下4种类型(HFA、HFB、HFC、)的95%左右的水和矿物油(或者其他类型) 由于乳化剂的作用，油液在作为连续相的水中以分散粒子的形式分布，油粒尺寸比较大(8m以上)，呈乳白色。 其缺点是乳化稳定性差，油水容易分离，润滑性差，过滤性差，目前国外很

12、少用作液压系统的工作介质。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃液：1HFA液压液(2)HFAS HFAS别名高水基合成液。 其中不含油，由含有95%左右的水和多个水溶性(或半水溶性)添加剂的浓缩液调制，为透明状。 润滑性、过滤性能等优于HFAE。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃液：1HFA液压液(3)HFAM HFAM别名高水基微乳化液。 由约95%的水、矿物油(或其他类型的油)和多种化学添加剂组成的浓缩液制成。 HFAM既不是真正的溶解液也不是完全的乳化液。 与HFAE的主要区别在于油液作为极微小的粒子(2m以下)分布在水中。 呈半透明状。 HFAM同时具有HFAE和HFAS的优点：

13、稳定、润滑性好、过滤性好，对液压泵有较好的适应性。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃工作液：2HFB工作液HFB又称油包水乳化液。 60%的矿物油、40%的水和多种添加剂在乳化剂的作用下形成比较稳定的乳化混合体。 水作为分散粒子分布在作为连续相的油中，形成油包水乳化液。三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃工作液：2HFB工作液HFB的优点1 )由于含有60%矿物油，因此具有矿物油型工作油的基本优点，其润滑性优于HFA和HFC)液压系统常用的密封材料、涂料和金属材料(不含镁) 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃工作液：2HFB工作液HFB的主要缺点是：1)乳化稳定性差、尘埃污染、使用温度高

14、或低、储存时间长、反复通过细小过滤器等因素，乳化液有可能分离(该缺点也存在于HFAE中): 3 )过滤性能差4 )容易发生空穴现象。 三、工作介质的种类及其技术性能，阻燃液：3. HFC液HFC又称水-乙二醇。 它含有35U%的水，其佟预为可溶于水的乙二醇、丙二醇或它们的聚合物、水溶性的增粘、耐磨损、防锈、消泡等添加剂。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃液：3. HFC液HFC的优点凝固点低，适用于低温环境下的工作，其使用温度范围为-20oC-50oC； 稳定性好，寿命长，粘度大，接近液压油粘度。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃工作液：3. HFC工作液HFC的缺点：润滑性能差，特别

15、是使用滚动轴承时，轴承寿命大幅度降低，废液难以处理的气化压力高，容易产生空蚀的锌、锡、镁、镉、铝石棉、聚氨酯橡胶等不相容的普通工业涂料容易软化或脱落，三、工作介质的种类及其技术性能，阻燃液： 4，HFD无水合成液(主要为HFDR液) HFDR又称磷酸酯液。 以磷酸酐酯为基础液，加入粘度指数提高剂、抗氧防锈剂、防泡剂等多种添加剂配制而成。 根据磷酸酯的分子结构，制作的液体的粘度指数、低温性能等存在较大差异。 除HFDR外，氯代烃酐合成液(HFDS )； HFDR和HFDS的混合液(HFDT )及其他成分的无水合成液(HFDU )等。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃工作液： 4、HFDR工作

16、液磷酸酯的主要优点是润滑性能好，接近矿物油型工作油，抗氧化性及挥发性比矿物油型工作油具有更强的突出阻燃性。 主要用于大型民用飞机的液压系统。第二，在接近高温热源和火气附近的高温高压系统中使用工业阻燃液。 三、工作介质的种类及其技术性能、阻燃工作液： 4、HFDR工作液磷酸酯的主要缺点是价格过高，水分混入后容易水解，生成磷酸，金属腐蚀，具有很强的溶解能力，与许多非金属材料和密封材料不相容。 氟橡胶(最合适)，丁基橡胶或硅橡胶必须密封一般的耐油性涂料，可以使用环氧树脂和酚醛树脂，环境污染严重，有轻度毒性。 三、工作介质的种类及其技术性能、水介质：在合理解决液压设备的选用(耐腐蚀和磨损)、合理设定保证容积效率(减少泄漏)和机械效率(摩擦磨损)的前提下加水是理想的液压介质。 水易于使用，易于获得低成本、环境保护、消防安全等优点，重新利用水压技术。 特别有利于海洋环境和河川湖等场合。 生物降解液植物油：工作温度受到限制。 合成酯油：与植物油相比，具有高温性能和抗氧能力，粘温特性，边界润滑性能，阻燃和低温性能，可与矿物油混合。 超过50度的话对水变得敏感。四、液压液的选择、液压液(