液压油的选择和使用中的养护

液压油的选用和使用中的养护引言液压传动设备由于结构紧凑、传递功率大、能够实现无级调速和便于实现自动化，在机械设备中得到广泛应用；液压系统以液压油为工作介质，以液压泵为能源装置，通过控制调节装置、辅助装置，从而控制执行装置完成预定的工作要求。也就是说，液压油贯穿整个工作过程，所以液压油的好坏对液压系统能否正常工作起着决定性的作用，而液压油的好坏则与对液压油的选择和使用中的养护工作做的是否到位有着密不可分的关系。一、液压油的主要性能如果说油泵（主油泵）是整个液压系统的心脏，那么液压油就是整个液压系统的血液。作为工作介质，液压油在液压传动系统中起传递和转换能量的作用，同时还起着液压系统内部部件的润滑、冷却、防腐蚀和冲洗等作用，它对整个液压系统有很大的影响。即使是一台设计先进、制造精度很高的液压设备，如果不能正确选择和使用液压油，也不能发挥设备的效率，甚至会造成严重事故，使设备损坏或缩短使用寿命。液压系统能否可靠、有效而经济的工作，在相当程度上取决于液压油的性能。有的液压设备工况条件十分恶劣，如高温、潮湿、粉尘、水分和杂质等，这就对液压油提出了更高的要求。因此，要求液压油必须具有以下特性：1）、合适的粘度，良好的粘温特性 粘度是液压油的主要指标，在相同的工作压力下，粘度过低，会使液压元件内漏和外漏增加，泵容积效率降低，并使滑动部件油腊变薄，支撑能力下降。若粘度过高，液压泵吸油困难，液压部件运动阻力增加，温升加快，管道压力降和功率损失增大。由于液压油在温度、压力和剪切力作用下粘度变化不能过高，因此要求油的粘温特性好，不同地区下、不同季节时使用的液压油，粘度要求有所不同。2）、良好的润滑性（抗磨性） 液压系统有大量运动部件需要润滑以防止相对运动表面的磨损，特别是压力较高的系统，对液压油的抗磨性要求要高得多。3）、良好的氧化安定性 液压油在使用过程中都不可避免地发生氧化。液压油氧化后产生的酸性物质会增加对金属的腐蚀性，产生的油泥沉淀物，使液压系统失灵或工作不正常，因此要求油具有良好的抗氧化性。4）、良好的抗剪切安定性 在高压、高速工作条件下的液压油，经过泵、阀件、微孔等系统时，要受到剧烈的剪切作用，导致油中一些大分子聚合物的分子断裂，使油品粘度降低。当粘度降低到一定限度时，油就不能再使用。因此要求油具有良好的抗剪切安定性。5）、良好的防锈和防腐性 液压系统在工作过程中，不可避免地要混入水分、空气和油在使用过程中氧化而产生的酸性物质等而引起液压元件的腐蚀或生锈，影响液压系统的正常工作。因此要求液压油具有良好的防锈和防腐性。6）、良好的抗乳化性和水解安定性 液压系统在工作过程中从不同途径混入的水分在受到调节装置、泵和其他元件的剧烈搅动后，容易与水形成乳化、破坏油的原有性能，降低油的润滑性和抗磨性，产生元件的锈蚀、腐蚀，因此要求液压油具有良好的抗乳化性和水解安定性。7）、良好的抗泡沫性和空气释放性 混有空气的液压油在工作时，不仅会使系统压力降低，润滑条件恶化，还会产生异常的噪音、振动和工作不正常。此外空气还增加了油与空气的接触面积，加速油的氧化。因此要求液压油具有良好的抗泡沫性和空气释放性。8）、对密封材料的适应性 如果液压油与密封材料的适应性不好，会使密封材料溶胀、软化或变硬而失去密封性能，或使油变质。因此要求液压油与密封材料能彼此相适应，不会产生不良影响。除了以上几点要求外，对于在寒冷区或严寒区工作的液压系统还要求液压油有良好的低温流动性，能在低温下起动，即油的倾点要足够低，另外，又例如在冶金、热加工、煤矿等行业的高温、高压或接近明火的液压系统，为防止外泄露引起火灾，要求使用抗燃性介质。因此高性能液压系统，要求液压油的清洁度好和可滤性优良等。二、液压油的选择依据1、系统工况如果对执行机构速度、系统压力和机构动作精确度要求越高，则对液压油的耐磨和承载能力等的要求也越高。根据系统可能的工作温度、连续运转时间和工作的环境卫生情况等进行液压油的选择，选择液压油时应注意油的粘度、高温性能和热稳定性，以减少油泥等的形成和沉积。2、环境温度针对在地下、水上、室内、室外、寒区、或是处于温度变化的严寒区，以及附近有无高温热源或明火等环境温度特点，合理选用液压油。若附近无明火，工作温度在60以下，承载较轻时，可选用普通液压油；如果设备须在很低的温度下启动时，须选用低凝液压油。3、液压元件不同的液压元件对所使用的液压油都有一个最低配置要求，因此选择液压油时，应注意液压元件种类及其使用的材质、密封件和涂料或油漆等与液压油的相容性，保证各运动副润滑良好，使元件达到设计寿命，满足使用性能的要求。在液压系统中，液压泵的工作条件最为严峻，不但压力大、转速高，而且对液压油的粘度和耐温性能的反应最为敏感，所以，各种泵都规定了使用液压油的粘度范围（见表1），在此粘度范围内，可以选取一个适当的粘度值。表1 各种液压泵选用的液压油泵 型适用的液压油品种和粘度等级运动粘度（40）/mm2s-15404080叶片泵7Mpa以下HM油，32、46、68305040757Mpa以上HM油，46、68、10050705590螺杆泵HL或HM油，32、46、6830504080齿轮泵HL或HM油（中、高压），32、46、68、100、150307095165径向柱塞泵HL或HM油（中、高压），32、46、68、100、150305065240轴向柱塞泵HL或HM油（中、高压），32、46、68、100、1504070150注：540、4080系指液压系统工作温度。高速高压时可将HL油改选为HM油。综上所述，若液压油的质量合格，系统执行机构运行速度很高时，油液的流速也高，液压损失随之增大，而泄露相对减少，故宜选择粘度较低的液压油；反之，当油的流速低时，泄漏量相对增大，将对工作机构运动速度产生影响，这时宜选用粘度较高的液压油。通常，当工作压力高时，宜选用粘度高的液压油，因为解决高压时的泄漏问题比克服其粘阻力更应优先；当工作压力较低时，宜选用低粘度液压油。环境温度高时，应采用粘度较高的液压油，反之，应采用粘度较低的液压油。三、液压油粘度的选择液压油粘度的选择主要取决于所用液压泵的类型、工作压力、启动温度、工作温度及环境温度等。不同地区、不同季节使用的液压油，粘度要求有所不同。若粘度过大，管阻力损失大，液压泵吸入性能差，易产生气蚀现象，甚至会使液压泵受到损坏；同时也降低了系统效率和元件动作的灵活性。若粘度过小，则泄漏增多，使容积效率降低；同时润滑性能差，造成磨损加剧，甚至发生烧结现象。中、低压液压系统的工作温度一般较环境温度高4050，在此温度下液压油的粘度应为1316mm2/s，为了避免磨损，液压油的粘度不得低于10mm2/s。高压液压系统，其工作温度比低压系统约高10，为了减少与压力有关的高漏失率，工作粘度应选大一点，约为25 mm2/s。液压泵允许的液压油最大粘度是由长期停置后系统的启动温度和泵的类型所限定的，同时还受吸油管路压力降（由吸油高度、吸油管路、弯头及吸油滤清器等决定）所产生的阻力的限制。为防止泵磨损过大，需对液压油的最小粘度进行限制。液压泵所允许的最小粘度是由泵的轴承润滑最小许用粘度、配合面磨损的最小许用粘度及泵内泄漏允许的最低粘度所限定的。液压泵最适宜的粘度是在容积效率与机械效率达到最佳平衡时的粘度，液压系统实际工作温度时的液压油的粘度应满足液压泵在最适宜的粘度范围内运转。四、液压油选择的经济分析选择液压油时，不能只注意油价，而忽视了品种、质量、维护与再生等情况，如在高温热源附近的液压系统，要选用磷酸酯液抗燃液压油，不能因价贵而用价廉的含水抗燃液代替，这样会使液压泵过早的磨损，降低系统精度；又如，在高压液压系统中，应选用抗磨液压油，若选用便宜的机械油或防锈、抗氧液压油，则液压泵寿命会缩短。以ISO粘度等级为VG46的品种L-HH和L-HM油为例，分别用于相同的YB-D25型叶片泵（压力为125Mpa，温度为65，转速为1500r/min），连续运行250h后测量其磨损量，用L-HH油时泵的磨损量是用L-HM油时磨损量的63倍。因此，在中高压系统中，不应该使用L-HH或L-HL油，而要选用L-HM抗磨液压油。如果液压系统用于严寒地区，由于气温低，环境温度变化大，应该选用高粘稠度指数（液体的粘度随温度变化的特性称之为粘温特性，通常用粘度指数表示；粘度指数即液体粘度随温度变化程度与标准液体粘度随温度变化程度进行比较的相对数值）的低温液压油，以使系统低温油液流动性好，冷启动容易，还会使系统在冬季用油一致，不至于更换频繁。高质量的抗磨液压油，在中、高压条件下能使摩擦面具有一定的油膜强度，降低摩擦和磨损，有良好的润滑性、防锈性和抗氧安定性，使用寿命长，可改善系统的运行状况，因此要求较高的液压系统应当用高质量的液压油。选用高质量的液压油，虽然油价较贵，但油品的使用寿命长，液压元件磨损少，系统维护容易，生产效率高，因此，总的经济效益还是合算的。五、液压油的合理使用、检查和维护（1）、液压油的合理使用1、对长期适用的液压油，氧化、热稳定性是决定温度界限的因素，因此，应使液压油长期处于低于它开始氧化的温度下工作；2、在贮藏、搬运和加油过程中，应防止油液受到污染；3、对油液进行定期抽样检验，并建立定期换油制度；4、油箱的容量应尽量大，以便于系统进行散热；5、保持系统的密封性，不得有泄漏。（2）、液压油油液的检查1、含水量-放2cm33cm3油液到一个试管中，静置几分钟使气泡消失，然后对油加热，同时在试管口顶端注意倾听是否有水蒸气轻微的“嘭嘭”声，如有，则说明油中含有水分。一般没有条件进行系统有也含水量的检查，最简单的查验办法是等整机静置一夜后，将油箱底部放油螺塞打开，放出少许油液到一个容器中，现场观察油液中是否含有水分。2、气味和外观-将未使用过的油液和使用过的油液各取油样一份，在相同温度和器皿中进行比较，如果油液的颜色差别很大或者有特殊气味，说明用过的油液已变质，需更换。如果两种油样的颜色和气味无明显差别，此时可将两种油样同时放置一个晚上，若装有已用过油的容器底部出现沉淀，则系统中的油液就必须经过细滤油器过滤，并清洗油箱。（3）、液压油的维护1、预防液压系统油温过高因为液压系统油温过高，会使液压油粘度降低，使系统各运动部件之间润滑变差，磨损加剧，造成元件失灵或卡死、密封件变形老化而失去弹性，严重时会发生停机故障。造成液压油油温过高的原因除与系统设计、设备故障或操作不当等因素有关外，还与油液的粘度、散热性有关。如果油液的粘度高，那么会因其摩擦阻力增加而发热，同时因其散热差，因而造成油温升高。预防的方法是定时测量油温，发现油温过高应及时进行冷却。如发现油温异常升高，应停机查找原因，排除异常后再使用。2、防止大量空气进入油液大量空气进入系统会造成液压油压缩比例增大，系统动态响应大大降低，严重影响系统的控制精度，刚性下降反应迟钝。同时会造成液压油油质劣化，使系统产生噪声、振动和冲击，还会使液压元件因气蚀而损坏。为了防止气泡的产生，在平时应注意以下几个方面：a、经常检查吸油口的状况，必要时清洗或更换吸油口过滤器。b、经常检查各吸油管部分的接头、焊缝的密封状况。c、经常检查油箱油位。d、定期对液压缸及相关管路排气。e、条件许可情况下系统可配备除气装置。3、防止液压系统进水油液在存放过程中可能进入水分；在使用过程中，由于冷却管道破裂，也可能将水带入油液中；此外，在潮湿的环境下，由于油箱呼吸，湿空气中水蒸气有可能进入油液中而冷凝成水。含有较多水的液压油在长期的运行中会加速油液的变质，对元件有腐蚀作用。同时会降低油液的润滑性能，会造成运动部件卡死。因此应定期检查油质，如含水量超标时应及时更换液压油。4、防止液压油混入各种杂质油液中混入切屑、纤维、金属粉末、砂粒、灰尘、磨料等，或者由于密封件，涂漆等被液压油侵蚀及油液变质使油液中产生的胶状物质、沥青等杂质，能引起泵、阀件等液压元件中活动件卡死及小孔、缝隙的堵塞，导致故障的发生或严重地影响系统的工作性能。油中混入杂质，还会加快元件的磨损，引起内泄漏的增加，磨损严重时，阀件内串油，控制失效，造成液压设备不能正常工作，降低液压元件的使用寿命。油液的污染程度可以通过目测、手捻、鼻闻和油样检查来测定其污染程度。目测法即用肉眼观察油液颜色，是否浑浊，有无沉淀、析出物；手捻少许油液，感觉是否有磨糙感，如有磨糙感应过滤；鼻闻是否有刺激性臭味，如有应更换液压油。表2列出了油液污染的目测判断和处理措施。表3 油液污染度的目测判断和处理措施外观颜色状态处理措施颜色透明良好照常使用透明但颜色淡混入别种油液检查若符合要求，可用变成乳白色混入空气和水更换全部液压油变成黑褐色氧化变质更换全部液压油透明而有黑点混入杂质过滤后使用或更换全部液压油透明而闪光混入金属粉末过滤后使用或更换全部液压油并排除故障5、预防措施a、新的或修理好的液压设备，为了确保系统正常工作，在进入试车阶段，必须用液压油对管路、油箱等进行清洗。要求高的系统可以分两次进行。b、加注液压油时一定要通过过滤器，并在干燥洁净的环境中进行。c、检修或保养设备时，一定要在干燥、洁净的环境中进行。检修清洗液压设备元件时一般要用汽油（密封圈除外）。因为汽油易挥发，不易混入液压油中而造成污染。同时清洗时应使用不易掉纤维的毛巾清洗（最好使用