液压与气压传动技术 第四版 课件 任务一 液压油的性质和选用要求

液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求液压油不仅是液压系统中传递能量的工作介质，而且还对液压系统中元件起润滑、冷却和防锈等作用。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染物，也要靠工作液体带走。液压油质量的优劣直接影响液压系统的工作性能，合理选用液压油是十分必要的。油箱液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求1.液体的密度：单位体积的液体质量称为密度，通常用ρ

(单位:kg/m3

)表示一、液压油的主要性质式中：m——液体质量,kg;

V——液体体积,

m3;液压油的密度随压力的增加而加大，随温度的升高而减小，一般情况下，由压力和温度引起的这种变化都较小，可以忽略不计。通常取矿物质液压油的密度为900kg/m3。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求2.液体的黏性：液体在外力作用下流动或有流动趋势时，分子间的内聚力会阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这一特性称为液体的黏性。黏性是液体重要的物理特性，也是选择液压油的主要依据。一、液压油的主要性质液体只有在流动或有流动趋势时才呈现黏性，静止液体不呈现黏性。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求一、液压油的主要性质如图所示，两平行平板间充满液体，下平板不动，而上平板以速度u0

向右平动。由于黏性，紧贴于下平板的液体层速度为零，紧贴于上平板的液体层速度为u0，而中间各液体层的速度按线性分布。因此，不同速度流层相互制约而产生内摩擦力，该力对上层液体起阻滞作用，而对下层液体起拖曳作用。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求液体流动时，相邻液层间的内摩擦力F与液层间的接触面积A和液层间的相对运动速度du成正比，而与液层间的距离dy成反比。一、液压油的主要性质

式中：μ——比例常数，称为黏性系数或动力黏度；

du/dy——速度梯度；

如以τ表示切应力，即液层间单位面积上的内摩擦力，则：该式为牛顿的液体内摩擦定律。在液体静止时，由于du/

dy=0，液体内摩擦力F为0，因此，静止的液体不呈现黏性。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求液体黏性的大小用黏度来表示。常用的液体黏度表示方法有三种，即动力黏度、运动黏度和相对黏度。（1）动力黏度μ一、液压油的主要性质

动力黏度的物理意义：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力黏度μ

又称绝对黏度。动力黏度的单位为Pa·s

(1Pa·s=1N·s/m2)。以前沿用的单位为dyn·s/cm2，又称P（泊）。1Pa·s=10P=103cP。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求（2）运动黏度ν液体的动力黏度μ

与液体密度ρ

的比值称做液体的运动黏度，即：一、液压油的主要性质

液体的运动黏度ν没有明确的物理意义。但它在工程实际中经常用到。因为它的单位是只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，故称为运动黏度。运动黏度的单位为m2/s。以前沿用的单位为St（斯）。1

m2/s=104St=106cSt。工程上常用运动黏度ν作为液体黏度的标志。例如，国产液压油的牌号就是该种油液在40℃时运动黏度ν的平均值。如牌号L-HL-46的的液压油，其数字46表示该液压油在40℃

时的运动黏度平均值为46

cSt。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求

一、液压油的主要性质

液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求3.黏度与压力、温度的关系：

对液压油来说，压力增大时，其分子间距离减小，内摩擦力增大，黏度随之增大。但在一般液压系统使用的压力范围内，黏度增大的数值很小，可以忽略不计。液压油液的黏度对温度的变化十分敏感。温度升高，黏度显著下降，液压油的黏度随温度变化的关系称为液压油的黏温特性。液压油黏度的变化直接影响液压系统的性能和泄漏量。因此希望黏度随温度的变化越小越好，即黏温特性要好。黏温特性用黏度指数（VI）表示。液压油的黏度指数（VI）表明被测油液的黏度随温度变化的程度与标准油的黏度变化程度比值的相对值。VI值越高，表示液压油黏度随温度变化越小，即黏温特性越好。一般液压油的黏度指数要求在90以上。优异的在100以上。一、液压油的主要性质液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求4.液体的可压缩性：液体体积随压力变化而变化。在一定温度下，每增加一个单位压力，液体体积的相对变化值称为液体的压缩性。压缩性用体积压缩系数κ表示，并定义为单位压力变化下液体体积的相对变化量。设体积为V的液体，其压力变化量△p，液体体积减小△V，则一、液压油的主要性质

由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边加负号，以使κ为正值。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求κ值越小，即K

值越大，则液体的可压缩性越小。一般矿物油型液压油的体积弹性模量为K=（1.4~2.0）×103MPa，数值很大，它的抗压缩性是钢的100~150倍，因此对于一般液压系统，可认为油液是不可压缩的。

在压力变化较大或有动态特性要求的高压系统中，应考虑液体压缩性对系统的影响。当液压油中混有一定空气时，其可压缩性显著提高，并严重影响液压系统性能，故应将液压系统中油液中的空气含量减少到最低限量。一、液压油的主要性质液体的压缩系数κ的倒数称为液体的体积弹性模量，用K来表示。

液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求5.其它性质：液压油还有其它一些物理化学性质，如抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、相容性（主要是指对密封材料不侵蚀、不溶胀的性质）以及纯净性等，都对液压系统工作性能有重要影响。对于不同品种的液压油，这些性质的指标也有不同，具体可见油类产品手册。一、液压油的主要性质液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求1.对液压油的性能要求：液压系统中，液压油既是传动介质，又兼起润滑作用，对液压油的性能提出如下要求。1）适宜的黏度和良好的黏温特性；2）润滑性能良好；3）热稳定性和氧化稳定性良好；4）防腐性、抗磨性和防锈性良好；5）质量纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等；6）良好的抗乳化性(液压油乳化会降低其润滑性，使酸性增加、使用寿命缩短)；7）在高温环境下具有较高的闪点，起防火作用；在低温环境下具有较低的凝点。二、对液压油的性能要求及选用液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求2.液压油的选用：合理选用液压油是液压设备正常工作的基础。一般应根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油的品种。当品种确定后，应根据液压系统的工作压力、环境温度及工作部件的运动速度等因素选择合适黏度的液压油。黏度等级的选择十分重要，因为黏度对液压系统的稳定性、可靠性、效率、温升以及磨损都有显著的影响。若黏度过大，油液的压力损失和发热大，系统的效率降低；若黏度过小，泄漏增加，也会降低系统的工作效率。二、液压油的要求及选用液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求2.液压油的选用：在选用液压油黏度大小时，要考虑以下因素：（1）液压系统的工作压力。工作压力较高时，宜选用黏度较高的液压油，因为高压时的泄漏问题比克服黏性阻力问题更突出；反之，选用黏度较低的液压油。（2）液压系统的环境温度。当系统的环境温度较高时，宜选用黏度较高的液压油；反之，选用黏度较低的液压油。（3）工作部件的运动速度。当工作部件运动速度较高时，油流速度也很高，能量损失也随之增大，而漏油率相对减少，宜选用黏度较低的液压油；反之流速低，相对漏油率较大，将对工作装置的运动速度产生影响，宜选用黏度较高的液压油。二、液压油的要求及选用在液压传动系统中，液压泵的工作条件最为严峻。它不但压力大，转速和温度高，而且液压油被泵吸入和被泵压出时要受到剪切作用，所以一般根据液压泵的要求来确定液压油液的黏度及品种。按照泵选择的油液一般来讲对液压阀及其它元件也适用。液压传动基础知识任务一液压油的性质和选用要求1.液压油污染的原因：（1）残留物污染。液压系统中各元件的型砂、切屑、焊渣、磨料、灰尘等因使用前未冲洗干净而流入液压油中。（2）侵入性污染。外界灰尘、沙粒等进入油箱或者落在外露的活塞杆等处带入系统中对液压油造成污染。（3）生成物污染。液压系统自身产生的污垢进入油液中，如金属零件、密封件、齿轮的磨损颗粒及油液因油温升高氧化变质而生成的胶状物等对液压油造成的污染。三、液压油的污染与控制为保证液压系统高效、可靠地工作，不仅要正确选用液压油，还要合理使用和维护好液压油。液压系统出现的种种故障多数与液压油使用不当、污染变质有关。因此，控制液压油的污染非常重要。上述各类污染中的颗粒通过液压油在系统中循环，将会划伤液压元件运动部位表面和密封件，堵塞节流孔、阻尼孔，卡住阀类元件，是液压系统运行困难，降低液压元件的使用寿命，使液压系统的工作性能降低，最终丧失系统的工作能力。