液压传动 课件 第二章 液压介质

液压液的性质第二章液压介质2内容提要液压液的作用及分类液压液的性质12一、液压液的作用及分类液压液的作用：传递动力和信号；润滑、冷却和防锈10号航空液压油一、液压液的作用及分类液压系统的工作介质90%以上为石油型：机械油、汽轮机油、普通液压油、专用液压油（其中抗磨液压油最常用）难燃液压液海水或淡水密度可压缩性粘度二、液压液的特性密度ρ和重度γ二、液压液的特性液体的质量密度重度液体的体积液体的重量密度ρ和重度γ二、液压液的特性1）因油的牌号而异；2）随温度的上升而减小；3）随压力的提高稍有增加.液压油密度和重度的影响因素：液压液密度/（kg·m-3）液压液密度/（kg·m-3）抗磨液压液L-HM320.87×103水-乙二醇液压液L-HFC1.06×103抗磨液压液L-HM460.875×103通用磷酸酯液压液L_HFDR1.15×103油包水乳化液L-HFB0.932×103飞机用磷酸酯液压液L_HFDR1.05×103水包油乳化液L-HFAE0.9977×10310#航空液压液0.85×103可压缩性二、液压液的特性体积压缩系数压力的增量被压缩的液体体积体积的增量体积弹性模量工程上常用可压缩性：液体因所受压力增高而发生体积缩小的

性质称为可压缩性。可压缩性——弹簧刚度二、液压液的特性

封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一根弹簧，外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。在液体承压面积A不变时，可以通过压力变化Δp=ΔF/A（ΔF为外力变化值）、体积变化ΔV=AΔl（Δl为液柱长度变化值）和体积模量求出它的液压弹簧刚度kh，即：

液压油液的可压缩性对液压传动系统的动态性能影响较大，但当液压传动系统在静态（稳态）下工作时，一般可以不予考虑。

但在高压下或者研究动态性能及进行远距离操纵时，则必须考虑可压缩性对液压系统的影响。体积弹性模量的影响因素纯油的可压缩性随压缩过程、温度及压力的变化而变动，但变动量不大；在一般情况下，油的可压缩性对液压系统性能影响不大，但在高压情况下以及在研究系统动态性能时则不能忽略。(与管路等有关系，综合弹性模量）由于空气的可压缩性很大，且与工作压力的改变而大幅度变化，所以游离空气对当量体积弹性模量影响很大二、液压液的特性HLP:ΔV/V≈1%

Δp=140bar11二、液压液的特性

牛顿在《自然哲学的数学原理》(1687)中指出：相邻两层流体作相对运动时存在内摩擦作用,称为粘性力。•

库仑实验(1784)库仑用液体内悬吊圆盘摆动实验证实流体存在内摩擦。粘性粘性液体在外力作用下流动时，其流动受到牵制，且在流动截面上各点的流速不同。各层液体间有相互牵制作用，这种相互牵制的力称作液体内的摩擦力或粘性力。二、液压液的特性牛顿内摩擦定律运动粘度静止的液体不体现粘性液体只有在流动时才显示其粘性。单位面积上的内摩擦力μ——液体粘度，也称为绝对粘度或动力粘度粘性粘性是流体抵抗变形的能力，

粘性是流体的固有属性，

粘性是运动流体产生机械能损失的根源二、液压液的特性牛顿流体绝对粘度只与流体种类有关，而与速度梯度无关非牛顿流体绝对粘度不仅与流体种类有关，还与速度梯度有关当压力增加时，粘度有所增加；液体的粘度对温度很敏感，温度略升高，粘度显著降低。

理想流体（无粘性流体）:τ=0

实际流体（粘性流体）:τ

0

当h很小时，阻力定律可写为，即速度为线性分布。

速度分布图形不同时，剪应力τ分布也不同。抛物线分布u直线分布u粘性二、液压液的特性粘性二、液压液的特性绝对粘度是液体在单位速度梯度流动时单位面积上的内摩擦力。运动粘度等于液体绝对粘度与其密度之比称为运动粘度沿用的单位为P（泊，dyn

s/cm2）1泊=1g/s.cm=0.1kg/s.m=0.1N.s/m2=0.102kgf.s/m2法定计量单位为m2/s，以前沿用的单位为St（斯），它们之间的关系是：

1m2/s=104St=106cSt（厘斯）在我国，液压液的牌号是用它在温度为40℃时的运动粘度（厘斯）平均值来表示的。例如32号液压液，就是指这种油在40℃时的运动粘度平均值为32cSt。粘性的影响因素温度对粘度的影响：液压液的粘度对温度的变化十分敏感。温度升高，粘度降低。我国常用粘温图表示油液粘度随温度变化的关系。粘温指数越高，粘度越大，说明该种液体的粘度随温度变化越小，其粘温特性越好。二、液压液的特性压力对粘度的影响：在一般情况下，压力对粘度的影响比较小，在工程中当压力低于5MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。气泡对粘度的影响：液体中混入直径为0.25~0.5mm悬浮状态气泡时，对液体的粘度有一定影响。【例】一底面积为45×50cm2，高1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜角为30º的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚度1cm，求油的粘度。

【解】木块重量沿斜坡分力F

与切力T平衡时，等速下滑。由于油层厚度很小，速度分布可看成线性分布。粘性二、液压液的特性膨胀性二、液压液的特性油的体积随温度升高而增加的特性称之为膨胀性，其膨胀量可表示为其中vt-温度t0C时的油的体积；

v0-温度t0

0C时的油的体积；

αt-油的体积膨胀系数。二、液压液的特性物理特性：

抗燃性

抗凝性

抗泡沫性

抗乳化性

防锈性

润滑性其他特性化学特性：

热稳定性

氧化稳定性

水解稳定性

相容性THEEND!液压液的污染控制及选用第二章液压介质22内容提要液压液的主要污染源控制液压液污染的措施常见问题及解决措施液压液的选用1234一、液压液的主要污染源据统计，液压系统的故障有70%以上是由严重污染的液压油引起的，其中伺服系统中，这一比例更高达80%。液压系统固有污染物外界入侵污染物内部生成污染物固体颗粒物污染加速元件磨损削减使用寿命引起系统突然失效破坏工作性能液压油水污染造成油液乳化加速氧化产生沉淀腐蚀金属表面混入空气污染降低弹性模量和刚性降低润滑性引起振动和噪声气蚀加剧表面剥蚀液压液被污染的原因二、控制液压液污染的措施使用前保持液压液清洁保持液压系统在装配后、运转前清洁保持液压液在工作中清洁采用合适的过滤器定期更换液压液控制液压液的工作温度污染等级二、液压液的特性美国NAS1638100mL、5个颗粒尺寸区内最大允许颗粒数，分14级，00~12ISO4406

双代号法，1mL中大于5μm颗粒数／大于15μm颗粒数GB/T14039—同ISO4406目前我国普通工艺生产的液压油一般只能达到NAS8～10液压系统的清洗及换油有些液压设备维修后，用金属清洗剂或肥皂水清洗系统，再加液压油进行试机，发现泡沫大，油压不稳。这时，用户通常认为该品牌的液压油质量差，把油排净后换另一品牌的油工作正常，因此就断定前一油差后一油好。其实这是冤案，前油替后油“受了过”，由于系统中残存的金属清洗剂、肥皂水中的表面活性组分污染了前油而使其抗泡性变差，使设备工作异常，前油排干净时也同时把系统冲刷干净，后油也就正常了，类似的情况经常发生。三、常见问题及解决措施液压油进水有何危害？1.能够与液压油起反应，形成酸、胶质和油泥，水也能析出油中的添加剂，影响油品的过滤性能2.水的最主要影响是降低润滑性，溶于液压油中的微量水能加速高应力部件的磨损，仅从含水（100~400）×10-6的矿物油滚动轴承疲劳寿命研究表明，轴承寿命降低了30%~70%；3.腐蚀、锈蚀金属。内燃机油与矿物液压油有何主要区别？二者是否可以代用？内燃机油是根据发动机油的工况生产，内燃机油要求有较高的清净分散性等，液压油主要用于各类液压系统中，由于液压油中缺乏清净分散性不能用做内燃机油。而内燃机油在破乳化、水解安定性等达不到液压油的要求，因此内燃机油也不能代用液压油。清净分散剂的作用不仅是清净性，还有良好的分散性。它能抑制减少沉积物的生成，使发动机内部清洁，同时还能将油泥和颗粒分散于油中。另外还能中和油中的酸性物质。清净分散剂的作用概括起来就是洗涤、分散、增溶、中和四点。三、常见问题及解决措施工业齿轮油能否代替矿物液压油来用？工业齿轮油中添加剂的主要成分为活性硫、磷等化合物，它一般粘度大，极压性好，但对铜腐蚀敏感，水解安定性达不到液压油的要求，一般不能随意用来顶替矿物液压油。同种类、同粘度级的不同厂家的液压油品可以随意混合使用吗？一般不能。因为尽管两种油的种类和粘度完全相同，但二者的化学组成不明，混到一起后，添加剂之间是否起对抗效应不得而知，因此，面对这种情况，处理方法有如下两种：第一，先做互溶储存稳定性试验，并测定其互溶后的主要性能，再抉择。第二，放净设备中的旧油，用新装油冲洗干净系统，再注入新油运行。三、常见问题及解决措施液压液的选择包括：品种和粘度四、液压液的选用选择液压液时考虑的因素系统工作环境系统工作条件液压液的品质经济性是否阻燃抑制噪声的能力废液再生处理及环保要求压力范围温度范围转速物理化学指标对金属和密封件等的相容性过滤性能、吸气情况、去垢能力锈蚀性抗氧化稳定性剪切稳定性价格及使用寿命货源情况维护、更换的难易程度30对液压油的要求四、液压液的选用1、良好的化学稳定性。2、良好的润滑性能，以减小元件之间的磨损。3、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和水溶性酸碱等。4、适当的粘度和良好的粘温特性。5、凝固点和流动温度较低，以保证油液能在较低温度下使用。6、自燃点和闪点要高。7、有较快地排除油中游离空气和较好地与油中水份分离的能力。8、没有腐蚀性，防锈性能好，有良好的相容性。31纯水（海水）与液压油的区别四、液压液的选用抗蚀减摩技术、高效密封及润滑技术、减振降噪设计技术水润滑摩擦副的材料优选配对方案不同材料如不锈钢、陶瓷、塑料及复合材料的摩擦特性研究SEM照片摩擦副材料纯水液压柱塞泵最大压力：14MPa排量：63mL/rev最大容积效率：90％总效率：72％32使用高水基液的液压系统注意事项四、液压液的选用(1)由于粘度低、泄漏大，系统的最高压力不要超过14MPa。(2)要防止气蚀现象，可用高置油箱以增大泵进油口处压力，泵的转速不要超过1200r/min。(3)系统浸渍不到油液的部位，金属的气相锈蚀较为严重，因此应使系统