润滑油知识液压油应用

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1、技 术 交 流 材 料 之 四 液 压 油 产 品 及 技 术 1、 液 压 系 统 的 工 作 原 理n 液 压 系 统 虽 然 多 种 多 样 ， 但 从 能 量 转 换 的 角 度 来 看 ，它 们 的 工 作 原 理 和 组 成 基 本 相 同 ， 均 是 由 动 力 元 件 、 操纵 元 件 、 执 行 元 件 、 辅 助 元 件 四 个 部 分 组 成 ， 即 由 电 机带 动 油 泵 (齿 轮 泵 、 叶 片 泵 、 柱 塞 泵 )， 将 原 动 机 的 机 械能 转 换 成 液 体 的 压 力 能 ， 这 时 油 经 过 过 滤 器 、 溢 流 阀 、流 量 控 制 阀 、 定

2、 向 控 制 阀 等 进 入 油 缸 ， 再 由 液 压 缸 将 液体 压 力 能 转 变 为 往 复 运 动 的 机 械 能 ， 从 而 推 动 活 塞 运 动并 操 纵 工 作 部 件 实 现 各 种 不 同 的 工 作 循 环 。 由 此 可 见 ，液 压 油 的 工 作 原 理 是 借 助 于 处 在 密 闭 容 积 内 的 液 体 压 力能 来 传 递 能 量 或 动 力 的 ， 液 压 油 在 系 统 中 不 仅 担 负 着 实现 能 量 传 递 、 转 换 和 控 制 的 工 作 介 质 ， 还 同 时 起 着 润 滑 、防 锈 、 冷 却 和 减 震 等 作 用 。 1.1 液

3、 压 系 统 工 作 原 理 示 例 n 1-泵n 2-油 缸n 3-单 向 阀n 4-油 箱n 5-滤 油 器n 6-溢 流 阀 n 7-节 流 阀n 9-蓄 能 器 n 8-换 向 阀 n 1.2液 压 系 统组 成 压 力 阀方 向 阀流 量 阀原 动 机 油 泵 油 缸油 马 达 油 箱液 压 能 液 压 能 工 件 部 件机 械 能操 纵 元 件动 力 元 件 执 行 元 件辅 助 元 件机 械 能 1.3 液 压 系 统 的 工 况n 液 压 系 统 因 为 应 用 领 域 宽 ， 涉 及 范 围 大 ， 所 以 其 工况 也 因 其 设 备 本 身 的 性 能 以 及 操 作 环

4、 境 不 同 而 变 化 较大 。 液 压 系 统 工 况 比 较 复 杂 ， 但 是 液 压 泵 的 温 度 和 压力 是 两 个 最 为 主 要 的 参 数 ， 温 度 有 工 作 温 度 和 工 作 环境 温 度 ， 一 般 的 工 作 温 度 为 50-60 ， 最 高 可 达 到 80-110 ， 工 作 环 境 温 度 一 般 在 室 内 变 化 不 大 ， 但 对 于 户外 移 动 液 压 机 械 来 说 ， 则 温 度 变 化 范 围 教 宽 ， 对 油 品的 低 温 流 动 性 能 和 高 温 稳 定 性 有 较 高 要 求 。 压 力 是 选择 液 压 油 品 种 和 级

5、别 需 要 考 虑 的 另 一 重 要 因 素 ， 按 压力 大 小 可 分 为 低 压 、 中 -高 压 和 高 压 三 种 情 况 ， 一 般 小于 7Mpa为 低 压 ， 7-21Mpa为 中 -高 压 ， 大 于 21Mpa为 高 压 ，高 压 现 在 最 高 可 达 到 35-40Mpa。 1.4 液 压 系 统 对 液 压 油 的 质 量要 求n 液 压 油 质 量 的 优 劣 将 直 接 影 响 系 统 的 灵 活 性 、 准 确 性 和可 靠 性 ， 随 着 液 压 技 术 的 发 展 (大 功 率 、 体 积 小 、 压 力 高 )，液 压 系 统 根 据 其 结 构 、 工

6、 作 条 件 和 周 围 环 境 以 及 所 起 的 作用 ， 对 液 压 油 提 出 了 严 格 的 性 能 要 求 ： 2、 液 压 系 统 对 液 压 油 的 性能 要 求 n 优 良 的 润 滑 性 n 适 宜 的 粘 度 和 粘 温 性 能 n 良 好 的 氧 化 安 定 性 和 热 稳 定 性 n 良 好 的 剪 切 安 定 性 n 良 好 的 防 锈 防 腐 性 能 n 良 好 的 抗 乳 化 性 和 水 解 安 定 性 n 良 好 的 密 封 材 料 适 应 性 n 良 好 的 抗 泡 性 和 空 气 释 放 性 n 良 好 的 过 滤 性 和 清 洁 性 n 其 它 2.1适

7、 宜 的 粘 度 和 粘 温性 能 粘 度 是 液 体 内 流 动 的 阻 力 ， 就 是 液 体 的 内 摩 擦 力 ，是 液 压 油 的 重 要 使 用 性 能 之 一 。 在 液 压 系 统 内 若 粘 度太 低 ， 会 造 成 机 械 内 部 漏 损 及 磨 损 增 大 ， 使 泵 的 容 积效 率 下 降 。 若 粘 度 太 高 ， 泵 的 吸 油 困 难 ， 造 成 气 蚀 ，使 进 入 系 统 内 的 供 油 压 力 不 足 ， 动 力 损 失 增 大 。 所 以必 须 选 择 合 适 的 粘 度 ， 既 照 顾 机 械 效 率 ， 又 顾 及 容 积效 率 。 n 温 度 是

8、影 响 液 压 油 粘 度 的 重 要 因 素 ， 液 压 系 统 工 作 温度 及 环 境 温 度 差 异 较 大 ， 温 度 的 变 化 必 然 引 起 油 品 粘度 变 化 ， 这 就 要 求 油 品 粘 度 随 温 度 变 化 越 小 越 好 ， 即要 求 粘 度 指 数 应 高 一 些 ， 通 常 是 靠 加 入 粘 度 指 数 改 进剂 来 提 高 油 品 的 粘 度 指 数 。 2.2 优 良 的 润 滑 性 液 压 泵 和 油 马 达 在 运 行 过 程 中 经 常 可 能 处 于 边 界 摩擦 状 态 ， 如 果 液 压 油 的 抗 磨 性 能 差 ， 会 发 生 粘 着 磨

9、 损 、磨 粒 磨 损 和 疲 劳 磨 损 ， 导 致 泵 和 油 马 达 性 能 降 低 ， 寿命 缩 短 ， 系 统 产 生 故 障 。 随 着 液 压 系 统 的 工 作 压 力 和 自 动 化 程 度 的 不 断提 高 ， 为 防 止 磨 损 及 擦 伤 ， 要 求 油 品 具 有 优 良 的 润 滑性 能 （ 抗 磨 性 能 ） ， 以 期 最 大 限 度 地 减 少 轴 承 及 传 动装 置 零 部 件 的 磨 损 ， 确 保 泵 和 系 统 的 使 用 寿 命 ， 使 之长 期 稳 定 运 行 。 2.3 良 好 的 氧 化 安 定 性 和 热稳 定 性n 油 品 在 使 用 过

10、 程 中 ， 与 空 气 接 触 即 发 生 氧 化 ， 氧 化 后的 油 品 颜 色 变 深 ， 粘 度 增 长 ， 生 成 沉 淀 ， 氧 化 后 的 酸生 成 物 腐 蚀 设 备 ， 增 加 磨 损 ， 特 别 是 氧 化 产 生 的 油 泥会 堵 塞 间 隙 很 小 的 润 滑 部 位 和 精 细 滤 器 ， 使 液 压 操 作失 灵 和 缩 短 寿 命 。n 液 压 油 经 常 处 于 高 温 下 运 行 ， 因 此 必 须 具 有 较 好 的 热稳 定 性 ， 否 则 油 品 因 受 热 分 解 使 系 统 出 现 大 量 油 泥 堵塞 过 滤 器 、 油 路 和 伺 服 阀 等

11、， 造 成 液 压 系 统 失 灵 。 2.4 良 好 的 剪 切 安 定 性n 液 压 油 经 过 液 压 元 件 (如 泵 、 阀 、 微 孔 )时 ， 经 受 剧 烈机 械 剪 切 作 用 ， 油 品 中 的 高 分 子 聚 合 物 会 被 剪 断 ， 引起 油 品 粘 度 下 降 。 这 种 粘 度 下 降 包 括 暂 时 性 粘 度 下 降和 永 久 性 粘 度 下 降 两 种 。 暂 时 性 粘 度 下 降 在 剪 应 力 撤除 后 ， 能 恢 复 到 原 粘 度 值 。 永 久 性 粘 度 下 降 在 剪 应 力撤 除 后 粘 度 不 能 恢 复 原 粘 度 值 。 n 为 了

12、防 止 液 压 油 在 机 械 剪 切 作 用 下 的 粘 度 下 降 ， 一 般选 择 性 能 优 良 的 高 分 子 聚 合 物 (稠 化 剂 )加 入 到 液 压 油中 ， 来 提 高 油 品 的 抗 剪 切 性 能 2.5 良 好 的 防 锈 防 腐 性 能n 液 压 油 使 用 过 程 中 ， 由 于 与 水 、 空 气 作 用 ， 会 使 液 压 元件 发 生 锈 蚀 ， 影 响 液 压 系 统 正 常 工 作 ， 锈 蚀 产 生 的 金 属粒 子 在 随 油 循 环 中 ， 作 为 磨 料 而 加 重 系 统 的 磨 损 ， 同 时又 进 一 步 促 使 油 品 的 催 化 氧

13、化 ， 使 液 压 元 件 和 油 品 寿 命都 受 到 影 响 ， 所 以 在 油 中 添 加 适 量 的 防 锈 剂 ， 以 提 高 油品 的 防 锈 性 能 。 2.6 良 好 的 抗 乳 化 性 和 水 解 安 定性 n 液 压 油 在 工 作 过 程 中 ， 可 能 从 不 同 途 径 混 入 水 分 ， 在 液压 元 件 的 剧 烈 搅 动 下 与 油 形 成 乳 化 液 ， 乳 化 液 能 引 起 金属 锈 蚀 甚 至 相 互 作 用 生 成 沉 淀 或 腐 蚀 性 物 质 ， 降 低 了 油品 的 润 滑 性 ， 因 此 具 有 良 好 的 抗 乳 化 性 能 是 液 压 油

14、极 为重 要 的 指 标 。 n 液 压 油 中 的 游 离 水 能 引 起 油 中 某 些 皂 类 、 醋 类 添 加 剂 的水 解 ， 水 解 产 生 的 酸 性 物 质 会 腐 蚀 金 属 元 件 如 柱 塞 泵 的铜 及 铜 合 金 元 件 ， 同 时 油 品 降 解 后 质 量 下 降 ， 水 解 后 不溶 物 会 堵 塞 过 滤 网 ， 使 液 压 系 统 运 转 失 灵 。 因 此 ， 要 求液 压 油 还 同 时 具 有 良 好 的 水 解 安 定 性 。 2.7 良 好 的 抗 泡 性 和 空 气 释放 性 液 压 系 统 在 工 作 时 ， 如 果 负 压 的 吸 油 口

15、和 油 泵 处 泄 漏 而 吸入 空 气 ， 或 油 箱 中 油 过 分 地 飞 溅 都 会 使 空 气 存 留 在 油 中 。 混 有 空气 的 液 压 油 工 作 时 会 使 系 统 的 效 率 降 低 ， 润 滑 条 件 恶 化 ， 严 重 时产 生 异 常 的 噪 音 、 气 穴 、 震 动 ， 严 重 时 会 损 坏 设 备 。 夹 带 在 油 中 的 空 气 存 在 二 种 形 式 ： 一 是 较 大 气 泡 (直 径 大 于1mm)， 二 是 雾 沫 空 气 。 常 用 润 滑 油 泡 沫 性 能 测 定 油 中 较 大 气 泡 的生 成 及 消 泡 倾 向 ， 而 雾 沫 空

16、气 从 油 中 逸 出 的 能 力 用 空 气 释 放 值 测定 法 测 定 。 为 了 改 善 油 品 的 泡 沫 性 能 (即 生 成 泡 沫 倾 向 小 ， 生 成 泡 沫 后 又迅 速 消 泡 )， 常 加 入 硅 油 消 泡 剂 ， 但 硅 油 消 泡 剂 抑 制 了 油 中 雾 沫 空气 的 上 升 和 释 放 ， 空 气 释 放 性 能 变 差 。 因 此 目 前 人 们 采 用 所 谓 非硅 消 泡 剂 ， 它 不 仅 能 改 善 油 品 的 泡 沫 性 能 ， 而 且 对 空 气 释 放 性 影 响 极 小 。 2.8 良 好 的 密 封 材 料 适应 性n 液 压 系 统

17、的 密 封 是 保 证 系 统 安 全 可 靠 工 作 的 重 要 因素 。 如 果 密 封 不 良 ， 会 引 起 漏 油 或 混 入 空 气 ， 漏 油不 仅 增 加 液 压 油 的 损 耗 ， 还 能 破 坏 系 统 的 正 常 工 作 ，甚 至 引 起 爆 炸 。 所 以 ， 要 求 液 压 油 对 其 所 接 触 的 橡胶 、 涂 料 、 塑 料 等 密 封 材 料 无 侵 蚀 作 用 （ 过 分 膨 胀 、软 化 、 硬 化 ） ， 同 时 ， 这 些 材 料 也 不 会 使 油 品 变 质 。 2.9 良 好 的 过 滤 性 抗 磨 液 压 油 被 少 量 水 污 染 后 很 难

18、 过 滤 ， 这 样 会引 起 过 滤 系 统 堵 塞 和 污 染 泵 和 其 它 元 件 ； 此 外 ， 液 压系 统 的 精 密 度 越 来 越 高 ， 油 品 中 的 腐 蚀 颗 粒 极 易 使 系统 的 精 度 下 降 、 控 制 失 灵 。 因 此 ， 液 压 油 应 具 有 良 好的 过 滤 性 。 高 度 自 动 化 的 液 压 装 置 (如 数 控 机 床 ， 电 液 伺 服阀 )， 要 求 进 入 液 压 系 统 的 液 压 油 必 须 十 分 清 洁 ， 不允 许 含 有 超 过 限 度 的 固 体 颗 粒 和 其 它 可 溶 性 脏 物 ， 以保 证 液 压 装 置 的

19、正 常 工 作 。 3、 液 压 油 的 分 类 按 液 压 油 用 途 分 类 ： 航 空 液 压 油 、 舰 船 液 压 油 、 数 控 机 床 液 压 油 ， 特 种 液压 油 等按 使 用 温 度 范 围 分 类 ： 普 通 、 高 温 、 低 温 液 压 油 ， 宽 温 范 围 液 压 油按 液 压 油 的 组 成 分 类 ： 防 锈 抗 氧 型 、 抗 磨 型 、 高 粘 度 指 数 型 液 压 油 型 等按 使 用 特 性 分 类 ： 抗 燃 、 环 保 型 液 压 油 等按 使 用 压 力 分 类 ： 普 通 、 高 压 抗 磨 液 压 油 等按 添 加 剂 种 类 分 类 有

20、 灰 （ 低 锌 、 高 锌 ） 、 无 灰 （ 无 锌 、 无 灰 ） 液 压 油 等 3.1 GB 7631.2- （ 等 效 ISO 6743.4-1999 ）流 体 静 压 系 统 ：n 矿 油 型 和 合 成 烃 型 液 压 油 HH、 HL、 HM、 HR、 HV、HS n 环 境 可 接 受 液 压 液 HETG、 HEPG、 HEES、 HEPRn 液 压 导 轨 系 统 用 油 HG n 难 燃 液 压 液 HFAE、 HFAS、 HFB、 HFC、 HFDR、 HFDU流 体 动 力 系 统n 自 动 传 动 HAn 联 轴 节 和 转 换 器 HN 4、 液 压 油 的

21、规 格n 德 国 国 家 标 准 DIN51524（ I） -1985、 51524( )-1985(HLP)， DIN 51524( )-1990(HVLP)n 法 国 国 家 标 准 AFNOR E 48-603-1983n 美 国 Denison公 司 规 格 ； HF-1/HF-2/HF-0为 HL、 HM规 格 ， 其 中 HF-0质 量 级 别 最 高 n 美 国 Cincinnati-Milacron公 司 规 格 ； 其 中 P-38/P-55/P-57为 HL型 ； P-68/P-69/P-70为 HM型 ； P-75A/ P-75B/ P-75C为 HM专 用 型 。n 美

22、 国 Vickers 公 司 规 格 ； Vickers M-2950-S(35VQ25A)、 Vickers I-286-S(V-104C) HM油 规 格 。n 中 国 GB 11118.1-94矿 物 型 和 合 成 烃 型 液 压 油 产 品 标 准 ，包 括 HL/HM/HG/HV/HS 4.4 我 国 GB 11118.1-94规 格 特 点n 我 国 1994年 修 订 了 液 压 油 规 格 GB11118.1 94。HM油 优 级 品 增 加 了 水 解 安 定 性 、 热 稳 定 性 、 过 滤 性等 指 标 ， 理 化 标 准 与 HF 0相 同 ， 泵 试 验 条 件

23、与Vickers I-286-S相 同 ， 所 要 求 FZG齿 轮 机 试 验 与DIN 51524 （ ） 相 同 ， 但 高 压 叶 片 泵 和 高 压 柱 塞泵 试 验 未 列 入 标 准 中 ， 因 此 该 规 格 不 适 用 于 高 压 液压 系 统 用 油 。 n GB11118.1 94抗 磨 液 压 油 的 一 等 品 规 格 与 DIN 51524（ ） 相 近 ， 达 到 ISO/FDIS 11158-1997标 准 ，优 等 品 规 格 与 HF 0相 近 ， 超 过 ISO指 标 。 5 液 压 油 应 用n 液 压 油 的 合 理 选 择n 液 压 油 的 使 用

24、管 理 与 维 护n 液 压 油 的 换 油 指 标n 液 压 油 常 见 问 题 解 答 5.1 液 压 油 的 合 理 选 择液 压 油 品 种 的 选 择 液 压 系 统 的 工 作 环 境 液 压 系 统 的 主 要 工 况 条 件 ， 如 压 力 、 温 度 、 排 量 液 压 系 统 的 特 殊 要 求 液 压 油 粘 度 的 选 择液 压 油 质 量 等 级 的 选 择 依 据 环 境 和 工 况 条 件 选 择 液 压 油 液 压 系 统 的 特 殊 要 求n 对 环 保 要 求 较 高 的 设 备 （ 食 品 机械 ） 选 环 境 可 接 受 液 压 液n 液 压 和 导 轨

25、 共 用 一 个 油 路 系 统 选用 液 压 导 轨 油n 含 有 银 部 件 的 液 压 系 统 选 用 抗 银液 压 油n 使 用 电 液 脉 冲 马 达 的 开 环 数 控 机床 选 用 数 控 机 床 液 压 油 ， 使 用 电液 伺 服 机 构 的 闭 环 系 统 选 用 清 净液 压 油 矿 油 型 液 压 油 粘 度 、 品 种 的 选 择 (参 考 ) 粘 度 (40 )， mm2/s 泵 型 5 40 40 80 品 种 叶 片 泵 7MPa以 下 7MPa以 上 螺 杆 泵 齿 轮 泵 径 向 柱 塞 泵 轴 向 柱 塞 泵 30 50 50 70 30 50 30 70 30 50 40 40 75 55 90 40 80 95 165 65 240 70 150 HL HM HL HL或 HM HL或 HM HL或 HM w注 ： 5 40 、 40 80 系 指 液 压 系 统 温 度 。 5.2液 压 油 的 使 用 管 理 与 维 护n 防 止 液 压 油 被 污 染n 防 止 空 气 混 入 n 防 止 水 分 混 入n 控 制 液 压 油 的 使 用 温 度