二、液压传动工作液体

1.1液压与液力传动概述,1.2液压传动工作液体,1.3流体力学基本知识,第一章液压与液力传动基础,1.2液压传动工作液体,液压油是用来传动动力和运动的工作介质，而且对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。液压油的性质和性能在很大程度上决定了系统运动的可靠性和有效性。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(1)密度和重度密度：单位体积液体的质量；重度：单位体积液体所具有的重力。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(1)密度和重度两者关系：=g,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(1)密度和重度密度和重度受压力和温度的影响。随压力变化体现在压缩性上，随温度变化体现在热胀冷缩性上。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(1)密度和重度我国采用油温为20的液压油密度为其标准密度，用20表示，工程机械常用液压油密度为20=880Kg/m3。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(2)压缩性压缩性：液体受压后体积减小的性质。压缩性用体积压缩系数或体积弹性模量K来表示。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(2)压缩性体积压缩系数：液体受压每增加一个单位时其体积的相对变化量；,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(2)压缩性体积弹性模量K：液体产生单位体积相对变化量时所需要的压力增量；,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(2)压缩性两者之间的关系：K=1亦即两者呈反比关系。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(2)压缩性弹性模量K与温度、压力有关。温度升高或压力减小，K值减小。当压力大于3MPa时，K值基本不再增大。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(2)压缩性通常，液压油的可压缩性约为钢材的100-150倍。在系统压力不高的情况下，油液压缩性可以忽略不计。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(3)热膨胀性热膨胀性：液体因温度升高而体积增大的性质；热膨胀性用膨胀系数V表示。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(3)热膨胀性膨胀系数V：液体在一定压强下随单位温度的升高而产生的体积相对增加值。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(3)热膨胀性V值越大，液体就越易受热膨胀；但液体热膨胀性很小，且系统温升不能超过允许值，所以通常忽略。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性液体流动或具流动趋势时，其分子间内聚力会阻止其相对运动并产生一种内摩擦力，此即为液体黏性。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性黏性是流体的固有属性。其只在液体流动或具流动趋势时才呈现出来，静止液体不呈现黏性。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性如右图实验。上、下平板间充满液体。下平板保持不动，上平板以速度0向右平移。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性实验发现，紧贴上平板的流层速度为0，紧贴下平板的为零，中间层速度从上到下递减，呈线性分布。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性各层流速不等，运动较快的带动较慢的，运动较慢的阻滞较快的，各层存在相对运动，产生内摩擦力。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性黏性的大小用黏度表示。当黏度较低时，液体较稀，很容易流动，反之则难于流动。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性黏度分动力黏度、运动黏度、相对黏度。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性动力黏度即绝对黏度,用表示，单位为PaS，且：1PaS=1NS/m2,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性动力黏度物理意义是将两块距离为1米、面积同为1m2的板浸于液体中。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性若施加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此时液体的动力黏度为1PaS。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性工程常用运动黏度，用表示，单位为St(斯)；1St=1cm2/s=10-4m2/s=102cSt(厘斯，mm2/s),1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性我国用40时的运动黏度平均值cSt来标明液压油牌号。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性如L-HV32，表明该液压油在40时的运动黏度平均值为32mm2/s。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性相对黏度即条件黏度，以油液与水黏度比较的相对值表示。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性各国所采用的相对黏度不尽相同，如英国采用雷氏黏度，法国采用巴氏黏度，我国采用恩氏黏度。,1.2液压传动工作液体,1)物理性质(4)黏性黏度受压力和温度影响。所受压力增加时，黏度增大；温度升高，黏度下降(即黏温特性)。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(1)闪点闪点是指受热蒸发的油气与空气混合后，接触明火能发生闪光时的油液温度。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(1)闪点闪点是防火性能指标。闪点高，表明油液在高温下安全性好；反之，则不能在高温下使用。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(2)凝点凝点是在试验条件下，油液冷却到失去流动性时的最高温度。其是低温流动性能指标。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(2)凝点凝点高，表明油液在低温下流动性差。一般认为，油液在凝点以上10时的流动性是最好的。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(3)化学稳定性化学稳定性是指油液抵抗与含氧物质(特别是空气)起化学反应的能力。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(3)化学稳定性油液与空气或含氧物接触，会发生氧化并生成酸性物质而变坏。此外，还可能与其他物质发生反应。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(4)热稳定性因为油液温度升高时，化学反应加快。所以热稳定性是指油液在高温时抵抗化学反应的能力。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(4)热稳定性化学反应可能产生沥青焦油等树脂状物质。这些物质容易造成液压元件堵塞或卡滞，影响系统工作。,1.2液压传动工作液体,2)其他性质(5)酸值酸值是液压油使用性能的重要指标。酸值大的油液容易造成机件腐蚀，加快油液变质。,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类液压油按制成工艺，可分为石油型、合成型和乳化型三大种类。石油型液压油使用量约占总量的85%以上,汽车与筑路机械液压系统常用的液压油多属这类。,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类液压油分类有很多。有以用途分类，也有根据油品类型、化学组分或可燃性分类，而且每个液压油生产公司都有自己不同的命名方法。,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类如壳牌得力士(Tellus）S2M液压油。“S2”代表油液级别，数字越高品质越好。“M”代表适用场所为室内工厂。,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类为统一规范，国标规定，液压油采用统一的命名方式，如：L-HM32,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类其中：L石油类产品、H液压系统用、M油液品种、数字牌号，即为黏度等级(国标GB3141)。,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类,1.2液压传动工作液体,3)液压油的分类,1.2液压传动工作液体,4)液压油的选择液压油的选用要根据传动系统的工作环境及工作性质来选择。具体考虑方面如下：,1.2液压传动工作液体,4)液压油的选择(1)液压油类型选择根据使用要求和条件(防火、防锈、防蚀、工作环境温度等)、压力、油液寿命、品质和价格等选定。,1.2液压传动工作液体,4)液压油的选择(1)液压油类型选择如，系统若靠近高温表面热源或有明火场所，则要选择难燃型油液。,1.2液压传动工作液体,4)液压油的选择(1)液压油类型选择如，油液用量大的系统建议选用乳化型，小的选用合成型。,1.2液压传动工作液体,4)液压油的选择(2)液压油黏度选择工作环境温度高、工作压力高，或系统工作速度慢，应选择黏度高的油液；反之，则选择黏度低的。,1.2液压传动工作液体,4)液压油的选择(2)液压油黏度选择液压泵的要求是黏度选择的主要依据。通常，机械及泵、阀类元件的产品说明书皆有制定液压油品种。,1.2液压传动工作液体,5)液压油的检查液压油是液压机械的“血液”，大多数液压系统的故障都可以通过检测、观察液压油的状况来查找故障的原因，从而排除故障。,1.2液压传动工作液体,5)液压油的检查杂质主要有3种类型，即固态杂质(碎屑、颗粒、油液变质形成的固体杂质等)、液态杂质(主要是水，其次是油液变质形成的黏稠杂质)和气态杂质(空气)。,1.2液压传动工作液体,5)液压油的检查若有白色浑浊现象，则是水或空气造成，可取样检测。,1.2液压传动工作液体,5)液压油的检查将油样滴落在热铁板上，若有气