第2章液压传动

1、第第2 2章章 工作介质工作介质 工作介质是液压系统的不可缺少的组成部分，其主要工作介质是液压系统的不可缺少的组成部分，其主要作用是完成能量的转换和传递，除此之外，还有散热、润作用是完成能量的转换和传递，除此之外，还有散热、润滑、防止锈腐、减少磨损和摩擦、沉淀和分离不可溶污物滑、防止锈腐、减少磨损和摩擦、沉淀和分离不可溶污物等作用。等作用。 液压系统早期的工作介质主要是水，目前主要是矿物石液压系统早期的工作介质主要是水，目前主要是矿物石油基液压油，尽管纯水和其他难燃（抗燃）液压液也在应油基液压油，尽管纯水和其他难燃（抗燃）液压液也在应用。用。 （一）（一） 液压油液的主要物理特性液压油液的主要

2、物理特性1.1.密度和重度密度和重度2.2.黏性和黏度黏性和黏度 （1 1） 牛顿黏性定律牛顿黏性定律 （2 2） 黏度的表示方法和单位黏度的表示方法和单位 （3 3） 黏温特性黏温特性 （4 4） 黏压特性黏压特性3.3.可压缩性可压缩性4.4.热力学特性热力学特性5. 5. 饱和蒸汽压和空气分离压饱和蒸汽压和空气分离压 在一定温度下，当液压油液压力低于某值时，溶解在在一定温度下，当液压油液压力低于某值时，溶解在油液中的过饱和空气将会突然地迅速从油液中分离出来，油液中的过饱和空气将会突然地迅速从油液中分离出来，产生大量气泡，这个压力称为液压油液在该温度下的产生大量气泡，这个压力称为液压油液在

3、该温度下的空空气分离压气分离压。 含有气泡的液压油液的体积弹性模量将减小。含有气泡的液压油液的体积弹性模量将减小。气泡越气泡越多，液压油液的体积弹性模量越小。多，液压油液的体积弹性模量越小。 当液压油液在某温度下的压力低于一定数值时，油液当液压油液在某温度下的压力低于一定数值时，油液本身迅速汽化，产生大量蒸汽气泡，这时的压力称为液压本身迅速汽化，产生大量蒸汽气泡，这时的压力称为液压油液在该温度下的油液在该温度下的饱和蒸汽压饱和蒸汽压。 一般说来，液压油液的饱和蒸汽压相当小，比空气分一般说来，液压油液的饱和蒸汽压相当小，比空气分离压小得多。离压小得多。 要使液压油液不产生大量气泡，它的最低压力不

4、得低要使液压油液不产生大量气泡，它的最低压力不得低于液压油液所在温度下的空气分离压。于液压油液所在温度下的空气分离压。 （二）（二）液压油液的有关化学特性液压油液的有关化学特性1.1.防锈蚀性防锈蚀性：指油液阻止与其相接触的金属材料生锈和被：指油液阻止与其相接触的金属材料生锈和被腐蚀的能力。腐蚀的能力。 2.2.氧化稳定性氧化稳定性：指油液抵抗与含氧物质（如空气）起氧化：指油液抵抗与含氧物质（如空气）起氧化反应而引起性质发生永久变形的能力，或者说是油液与反应而引起性质发生永久变形的能力，或者说是油液与含氧物质接触条件下保持原有性质的能力。含氧物质接触条件下保持原有性质的能力。3.3.热稳定性热

5、稳定性：是油液抵抗热作用而引起性质发生永久变形：是油液抵抗热作用而引起性质发生永久变形的能力。的能力。 4.4.抗磨性抗磨性：是一种与润滑黏度无关，主要靠加入的添加剂：是一种与润滑黏度无关，主要靠加入的添加剂在对偶表面形成润滑膜而减少磨损的一种性能。在对偶表面形成润滑膜而减少磨损的一种性能。 5.5.密封相适应性密封相适应性 ：油液作用于密封弹性体时，对密封件尺：油液作用于密封弹性体时，对密封件尺寸和力学性能的影响程度和适应性能。寸和力学性能的影响程度和适应性能。6.6.材料的相容性材料的相容性 ：油液与它接触的金属、非金属及涂料之：油液与它接触的金属、非金属及涂料之间不发生相互损坏和显著影响

6、性能的特性。间不发生相互损坏和显著影响性能的特性。 7.7.难燃性难燃性 ：油液受高温热源或明火影响而不着火或难于着：油液受高温热源或明火影响而不着火或难于着火并保持持续燃烧的能力。火并保持持续燃烧的能力。8.8.抗乳化性抗乳化性 ：油液阻止与水混合形成乳化液的能力：油液阻止与水混合形成乳化液的能力 。9.9.水解稳定性水解稳定性：是指油液抵抗与水起化学反应的能力。：是指油液抵抗与水起化学反应的能力。10.10.操作特性操作特性：是指油液的毒性、气味、颜色和贮存特性。：是指油液的毒性、气味、颜色和贮存特性。 各种液压系统的功能、工作参数、应用环境和使用各种液压系统的功能、工作参数、应用环境和使

7、用条件不同，对工作介质的要求也不同。条件不同，对工作介质的要求也不同。 （三）（三） 工作介质的种类及其技术性能工作介质的种类及其技术性能1. 1. 矿物油矿物油2. 2. 难燃液压液难燃液压液 （1 1）合成液（磷酸脂）合成液（磷酸脂HFD HFD 、水乙二醇、水乙二醇HFC HFC ） （2 2）油水乳化液（油包水）油水乳化液（油包水HFB HFB 、水包油）、水包油） （3 3）高水基（）高水基（HFA HFA 或或HWBFHWBF，HWCFHWCF）3. 3. 纯水或海水纯水或海水4. 4. 可生物降解的液压液可生物降解的液压液（四）（四）工作液体的选用工作液体的选用 正确选用工作液正

8、确选用工作液( (液压油液压油) )对提高液压设备的工作可靠对提高液压设备的工作可靠性、元件及系统的使用寿命和设备的安全都有重要的意义。性、元件及系统的使用寿命和设备的安全都有重要的意义。 工作液的选用有两种主要的考虑：工作液的选用有两种主要的考虑： 1. 1. 工作液的种类工作液的种类 2. 2. 工作液的粘度工作液的粘度1.1.正确选用工作液正确选用工作液( (液压油液压油) )种类需要考虑的问题种类需要考虑的问题（1 1）工作环境工作环境：环境温度、潮湿、消防防火和环保：环境温度、潮湿、消防防火和环保 环境温度低选用低温液压油；环境温度变化大选用高粘环境温度低选用低温液压油；环境温度变化

9、大选用高粘度指数液压油；环境温度高要选用高粘度的液压油。度指数液压油；环境温度高要选用高粘度的液压油。 环境潮湿则要求液压的防锈、抗乳化和抗水解的能力要环境潮湿则要求液压的防锈、抗乳化和抗水解的能力要强。强。 有火源和消防要求、易爆易燃的工作场所要选用难燃液有火源和消防要求、易爆易燃的工作场所要选用难燃液压液。压液。 有环保和产品卫生要求的应选用水介质。有环保和产品卫生要求的应选用水介质。 1.1.正确选用工作液正确选用工作液( (液压油液压油) )种类需要考虑的问题种类需要考虑的问题（2 2）工作条件工作条件（泵的类型、压力、工作温度）（泵的类型、压力、工作温度） 高压高速泵马达要选用抗磨液

10、压油；齿轮泵抗磨要求比高压高速泵马达要选用抗磨液压油；齿轮泵抗磨要求比叶片泵、柱塞泵低，可选用叶片泵、柱塞泵低，可选用HLHL或或HMHM，叶片泵和柱塞泵应选用，叶片泵和柱塞泵应选用HMHM 系统压力高，选择粘度较大的液压油液。系统压力高，选择粘度较大的液压油液。 泵（马达）速度高，选用粘度较低的液压油液。泵（马达）速度高，选用粘度较低的液压油液。 工作温度高，选用粘度较大的液压油液。工作温度高，选用粘度较大的液压油液。 与密封材料等液压元件选材的相容性也在考虑之列。与密封材料等液压元件选材的相容性也在考虑之列。 （3 3）经济性好经济性好购买价格和维护成本低购买价格和维护成本低2.2.工作液

11、工作液( (液压油液压油) ) 粘度的选择：粘度的选择： 决定工作液粘度的选择的关键因素是液压泵（马达）的决定工作液粘度的选择的关键因素是液压泵（马达）的类型、类型、 泵起动时的温度和系统的工作温度。泵起动时的温度和系统的工作温度。 液压系统中对介质粘度最敏感的元件是泵（马达）液压系统中对介质粘度最敏感的元件是泵（马达） 选用粘度必须参考泵制造厂家的推荐粘度值。制造厂一选用粘度必须参考泵制造厂家的推荐粘度值。制造厂一般规定了粘度范围值。综合考虑泵轴承、摩擦副的润滑要求，般规定了粘度范围值。综合考虑泵轴承、摩擦副的润滑要求， 泵低温起动时的吸入性能，正常工作温度和工作压力下的机泵低温起动时的吸入

12、性能，正常工作温度和工作压力下的机械效率和容积效率等因数。一般说来：械效率和容积效率等因数。一般说来： 系统压力高，选择粘度较大的液压油液。系统压力高，选择粘度较大的液压油液。 泵（马达）转速高，选用粘度较低的液压油液。泵（马达）转速高，选用粘度较低的液压油液。 工作温度高，选用粘度较大的液压油液。工作温度高，选用粘度较大的液压油液。 （五）（五）工作介质的合理使用和维护工作介质的合理使用和维护（1 1）合理使用要点）合理使用要点 1 1）要验明油液的品种和牌号）要验明油液的品种和牌号 2 2）使用前必须过滤）使用前必须过滤 3 3）灌液前液压系统应彻底清洗干净）灌液前液压系统应彻底清洗干净

13、4 4）油液不能随意混用）油液不能随意混用 5 5）严格进行污染控制）严格进行污染控制 6 6）按换油周期或换油指标判断及时换油）按换油周期或换油指标判断及时换油（2 2）矿物油的更换）矿物油的更换 液压油在使用过程中，由于外部因素（空气、水、杂质、液压油在使用过程中，由于外部因素（空气、水、杂质、热、光、辐射、机械的剪切、搅动作用等）和内部因素（精制热、光、辐射、机械的剪切、搅动作用等）和内部因素（精制深度、化学组成、添加剂性质等）的影响，总是要或快或慢地深度、化学组成、添加剂性质等）的影响，总是要或快或慢地发生物理、化学变化，要逐步地老化变质。发生物理、化学变化，要逐步地老化变质。 液压油

14、性能的变化，可能有如下几种表现：液压油性能的变化，可能有如下几种表现： 油液水分油液水分增加；增加； 机械杂质增加；机械杂质增加； 粘度增加或减小；粘度增加或减小； 闪点降低；闪点降低； 酸值显著变化；酸值显著变化； 抗乳化性变差；抗泡性变差；抗乳化性变差；抗泡性变差； 稳稳定性变差。定性变差。（2 2）矿物油的更换）矿物油的更换 1 1）定期换油法）定期换油法 2 2）目测换油法）目测换油法 3 3）定期对油液进行取样化验）定期对油液进行取样化验（3 3）难燃液压液的维护）难燃液压液的维护 工作液体中污染物是影响液压系统工作可靠性的重要因工作液体中污染物是影响液压系统工作可靠性的重要因素。素

15、。（六）（六）工作液体的污染控制工作液体的污染控制污染物来源：污染物来源：（1 1）元件和系统制造、储运、安装和维修过程中：固体污染）元件和系统制造、储运、安装和维修过程中：固体污染物为主物为主（2 2）使用中外界侵入系统中：加油时污染物侵入，油缸杆部）使用中外界侵入系统中：加油时污染物侵入，油缸杆部带入、油箱呼吸孔侵入的尘埃、空气侵入、水侵入带入、油箱呼吸孔侵入的尘埃、空气侵入、水侵入（3 3）元件磨损）元件磨损（4 4）油液氧化）油液氧化污染控制措施污染控制措施（1 1）设计：油箱空气滤清器，油箱要有利于污物的沉淀，）设计：油箱空气滤清器，油箱要有利于污物的沉淀，合理设置过滤器合理设置过滤

16、器（2 2）安装：油箱和管道的清洗，元件的清洁安装，系统冲）安装：油箱和管道的清洗，元件的清洁安装，系统冲洗洗（3 3）使用：液压油温度控制（一般）使用：液压油温度控制（一般6565c c以下）防止氧化、以下）防止氧化、防水、防尘防水、防尘（4 4）维护：监测油液质量（色度、粘度、酸度、含水量和）维护：监测油液质量（色度、粘度、酸度、含水量和杂质含量），定期更换工作液和清洗系统，更换滤芯和清杂质含量），定期更换工作液和清洗系统，更换滤芯和清洗过滤器洗过滤器小结小结 目前最广泛使用的液压传动介质是矿物基液压液。要目前最广泛使用的液压传动介质是矿物基液压液。要根据系统中采用的元件结构形式（主要是泵）、运动速度、根据系统中采用的元件结构形式（主要是泵）、运动速度、使用温度和压力等因素来选用油液的品种和牌号，并注意使用温度和压力等因素来选用油液的品种和牌号，并注意对其污染严加控制。对其污染严加控制。 粘度实质上是液体的内摩擦系数，它影响液体流动时粘度实质上是液体的内摩擦系数，它影响液体流动时的阻力、运动副的摩擦力以及通过配合间隙的泄漏量。合的阻力、运动副的摩擦力以及通过配合间隙的泄漏量。合适的粘度对保证液压系统正