工作介质液压PPT课件

1、液压传动及控制在工作、性能特点上和机械、电气传动之间液压传动及控制在工作、性能特点上和机械、电气传动之间的差异主要取决于载体的不同，前者采用工作介质。的差异主要取决于载体的不同，前者采用工作介质。液压传动系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于液压传动系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所使用的工作介质。系统中所使用的工作介质。第1页/共25页液压油液的特性和选择液压油液的特性和选择液压油液的污染及其控制液压油液的污染及其控制第2页/共25页对液压油液的要求在液压系统中，工作介质传递动力和信号。同时，它还起到润滑、冷却和防锈的作用。液压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取

2、决于系统中所用的工作介质。工作介质应当具备的性质如下：可压缩性粘性润滑性安定性防锈和抗腐蚀性抗泡沫性抗乳化性阻燃性洁净性相容性其它 无毒性和臭味；比热容和热导率要大；体胀系数要小等。第3页/共25页对液压油液的要求液压系统中使用的液压油液大多数是矿物油，但也有合成液体、水包油乳化液（也称为高水基，O/W）和油包水乳化液（W/O）等。第4页/共25页液压油液的某些物理化学性质1.密度密度液压油的密度 因油的牌号而异，并且随着温度上升而略有下降，随着压力的增加而略有增加。我国采用20、大气压力下的密度 20为标准密度。常用液压油的 20为850 890kg/m3（计算时可取其平均值870kg/m3

3、）。 单位体积的质量单位体积的质量第5页/共25页2. 可压缩性可压缩性如图所示，对于压力为p0时体积为V0的液压油，当压力升高 p，液压油的体积减少 V时，则此液压油的可压缩性可用体积压体积压缩系数缩系数 ，即单位压力变化下的体积相对变化量来表示。体积压缩系数 的倒数称为体积体积弹性模量弹性模量K。即pVV011K液压油液第6页/共25页2. 可压缩性可压缩性体积弹性模量体积弹性模量K的物理意义：反映了油柱弹簧刚度封闭在容器内的油液在外力作用下的情况极像封闭在容器内的油液在外力作用下的情况极像一个弹簧：外力增大，体积减小；外力减小，一个弹簧：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。体积增大。

4、液压油液由石油型液压油体积弹性模量的数值可知，它的由石油型液压油体积弹性模量的数值可知，它的可压缩性是钢的可压缩性是钢的100 150倍。倍。第7页/共25页2. 可压缩性可压缩性液压油液的体积弹性模量与温度、压力有关：温度增大时，K值减小，在液压油液正常的工作范围内，K值会有525的变化；压力增大时，K值增大，但这种变化不呈线性关系，当p3MPa时，K值基本上不再增大。液压油液中如混有气泡时，K值将大大减小。液压油液的可压缩性对在动态下工作的液压系统来说影响极大；但当液压系统在静态（稳态）下工作时，一般可以不予考虑。 液压油液第8页/共25页3. 粘性粘性粘性的概念和牛顿液体内摩擦定律液体在

5、外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。zuAFddzuAFdd这就是牛顿的液体内摩擦定律这就是牛顿的液体内摩擦定律 液压油液动画动画第9页/共25页zuAFddzuAFdd牛顿液体内摩擦定律牛顿液体内摩擦定律 式中为比例常数，称为粘性系数，又称为动力粘度、绝对粘度或粘度。 在我国， 的法定计量单位是帕秒（Pas或Ns/m2）。液压油液粘性的表示方法动力粘度、绝对粘度或粘度第10页/共25页液压油液粘性的表示方法运动粘度液体动力粘度与其密度之比，称为液体

6、的运动运动粘度粘度 ，即运动粘度的法定计量单位为m2/s。国际标准组织（ISO）规定统一采用运动粘度来表示油的粘度。我国生产的机械油和液压油采用40时的平均运动粘度（mm2/s）为其标号，例如YA-N32中YA是普通液压油，N32表示40时的平均运动粘度为32mm2/s。第11页/共25页液压油液粘性的表示方法条件粘度、相对粘度工业中还常采用条件粘度条件粘度来度量液体的粘性。它采用特定粘度计在规定条件下测定，又称相相对粘度对粘度。按各国的习惯，采用不同的条件粘度，如我国、德国等国采用恩氏粘度恩氏粘度 E E，美国用赛氏粘度赛氏粘度SSU，英国用雷氏粘度雷氏粘度RS，等等。它们与运动粘度间有确定

7、的换算关系，可参阅有关手册。第12页/共25页粘性的测量方法粘性的测量方法液压油液第13页/共25页液压油液粘压特性粘温特性液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液对液压油来说，压力增大时，粘度增大；但在一般压油来说，压力增大时，粘度增大；但在一般液压系统使用的压力范围内，增大的数值很小，液压系统使用的压力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。可以忽略不计。液压油液对温度的变化十分敏感，如图所示如图所示，温度升高，粘度下降。这个变化率的大小直接温度升高，粘度下降。这个变化率的大小直接影响液压油液的使用，其重要性不亚于粘度本影响液压油液的使用，其重要性不亚于粘度本身。身。第14页/共25页液压油液

8、4. 比热比热 流体与外界发生热量交换而使流体的温度变化，流体与外界发生热量交换而使流体的温度变化，热量交换对温度的变化率称为流体的热量交换对温度的变化率称为流体的热容量。单。单位质量流体的热容量则称为位质量流体的热容量则称为比热。如果把流体密。如果把流体密闭在容器内加热，加热时保持流体体积不变，由闭在容器内加热，加热时保持流体体积不变，由此而得的比热称为此而得的比热称为定容比热；如果流体加热时保；如果流体加热时保持压力不变，由此而得的比热称为持压力不变，由此而得的比热称为定压比热。对于液体，即使在等压条件下加热，它的体积变化也是非常小的，因此定压比热基本上与定容比热相同。第15页/共25页液

9、压油液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，溶解在油液中的过饱和空气将在一定温度下，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，产生大量气泡，这个压力称为液压油液在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该温度下的空气分离压空气分离压。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，油液本身迅速汽化，产生大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

10、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量蒸汽气泡，这时的压力称为液压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，它的最低压力不得低于液压油液所在温度下的空气分离压。 图图第16页/共25页正确而合理地选择液压油液，对液压系统适应各种工作环境的能力、延长系统和元件的寿命、提高系统工作的可靠性等都有重要的影响。选择液压油液时，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压油液的类型，然后再选择液压油液的粘度。 第17页/共25页液压油液在在选择液压油液类型选择液压油液类型时，最主要的是考

11、虑时，最主要的是考虑液压传动系统的工作环境和工作条件，液压传动系统的工作环境和工作条件，若若系统靠近系统靠近300300以上高温的表面热源或有明以上高温的表面热源或有明火场合，就要选择难燃型液压液。其中对火场合，就要选择难燃型液压液。其中对液压液用量大的液压传动系统，建议选用液压液用量大的液压传动系统，建议选用乳化型液压液；用量小的选用合成型液压乳化型液压液；用量小的选用合成型液压液。当选用了矿物油型液压油后，首选的液。当选用了矿物油型液压油后，首选的是专用液压油；在客观条件受到限制时，是专用液压油；在客观条件受到限制时，也可选用普通液压油或汽轮机油。也可选用普通液压油或汽轮机油。 第18页/

12、共25页液压油液众多的考虑因素中，最重要的因素是液压油液的粘度。粘度太大，液流的压力损失和发热大，使系统效率下降；粘度太小，泄漏增大也影响系统效率。因此，应选择使系统能正常、高效和可靠工作的油液粘度。在液压系统中，液压泵的工作条件最为严峻，不但压力大、转速高和温度高，而且油液在被吸入和由泵压出时要受到剪切作用，所以一般根据泵的要求来确定液压油液的粘度。油温对粘度的影响极大，因此应依具体情况控制油温，使系统在油液的最佳粘度范围内工作。第19页/共25页液压油液根据一定的要求选定或配置好液压油液后，不能认为液压系统工作介质的问题已全部解决了。使用不当还会使油液的性质发生变化。因此在使用液压油液时，

13、应注意以下几点：对长期使用的液压油液，氧化、热稳定性是决对长期使用的液压油液，氧化、热稳定性是决定温度界限的因素。因此，应使液压油液长期处定温度界限的因素。因此，应使液压油液长期处在低于它开始氧化的温度下工作。在低于它开始氧化的温度下工作。在贮存、搬运及加注过程中，应防止油液被污在贮存、搬运及加注过程中，应防止油液被污染。染。对油液定期抽样检验，并建立定期换油制度。对油液定期抽样检验，并建立定期换油制度。油箱的贮油量应充分，以利于系统的散热。油箱的贮油量应充分，以利于系统的散热。保持系统的密封，一旦有泄漏，就应立即排除。保持系统的密封，一旦有泄漏，就应立即排除。第20页/共25页液压油液的污染

14、是系统发生故障的主要原因之一，它严重影响着液压系统的可靠性及元件的寿命。 液压油液被污染后，将对系统及元件产生下述液压油液被污染后，将对系统及元件产生下述不良后果：固体颗粒加速元件磨损，堵塞缝隙及滤油器，使泵、阀性能下降，产生噪固体颗粒加速元件磨损，堵塞缝隙及滤油器，使泵、阀性能下降，产生噪声。声。水的侵入加速油液的氧化，并和添加剂起作用产生粘性胶质，使滤芯堵塞水的侵入加速油液的氧化，并和添加剂起作用产生粘性胶质，使滤芯堵塞。空气的混入降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低油液的润滑性。空气的混入降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低油液的润滑性。溶剂、表面活性化合物化学物质使金属腐蚀。溶剂、

15、表面活性化合物化学物质使金属腐蚀。微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。对高水基液压微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。对高水基液压液的危害更大。液的危害更大。第21页/共25页外界侵入的污染物外界侵入的污染物工作过程中产生工作过程中产生的污染物的污染物液压油液运液压油液运输过程中带输过程中带来的污染物来的污染物液压装置组液压装置组装时残留下装时残留下来的污染物来的污染物从周围环境从周围环境混入的污染混入的污染物物液压装置中液压装置中相对运动件相对运动件磨损时产生磨损时产生的污染物的污染物液压油液物液压油液物理化学性能理化学性能变化时产生变化时产生的污染物的污染物

16、液压油液液压油液遭受污染的原因很复杂，污染物的来源如表所示。 第22页/共25页液压油液液压油的污染程度可按国际标准ISO4406定量地描述和评定 对元件和系统进行清洗，清除在加工和组装过对元件和系统进行清洗，清除在加工和组装过程中残留的污染物。程中残留的污染物。防止污染物从外界侵入。防止污染物从外界侵入。采用合适的过滤器。这是控制液压油液污染的采用合适的过滤器。这是控制液压油液污染的重要手段，应根据系统的不同情况选用不同过滤重要手段，应根据系统的不同情况选用不同过滤精度、不同结构的过滤器，并定期检查和清洗。精度、不同结构的过滤器，并定期检查和清洗。控制液压油液的温度。控制液压油液的温度。定期检查和更换液压油液。定期检查和更换液压油液。为了减少液压油液的污染，常采取如下一些措施： 第23页/共25页小结小结目前最广泛使用的液压传动介质是石油型液压油。要根据系统中采用的元件结构形式