液壓油基礎知識

液壓油、液力傳動油的作用

  • 內容:

    液壓油是借助于處在密閉容積內的液體壓力能來傳遞能量或動力的工作介質。液力傳動油是借助于處在密閉容積內的液體動能來傳遞能量或動力的工作介質。

    液壓油、液力傳動油的作用一方面是實現能量傳遞、轉換和控制的工作介質,另一方面還同時起著潤滑、防銹、冷卻、減震等作用。

液壓油質量與液壓系統故障

  • 內容:

    液壓系統發生故障主要是設備的機械故障和操作失誤造成的,與液壓油質量相關的系統故障大致分以下幾個方面:

    (1)液壓油系統油溫過高而自動停機,可能是液壓油黏度過高,摩擦阻力增大而發熱;又因油溫太高使油品黏度變低,造成系統內泄漏,油泵容積效率下降,磨損增加。

    (2)液壓系統壓力不穩或不足,可能是選用液壓油黏度過低,油中混人空氣或油品抗泡性差,油品空氣釋放性差。

    (3)系統內混入空氣、水或其他油品,特別是混入含有清凈劑較多的柴油機油。

如何防止液壓油使用中被污染

  • 內容:

    (1)應注意及時更換不良的密封件,例如采用降低液壓油泵的安裝高度,正確選擇合適黏度、質量等級液壓油,防止空氣混入;

    (2)使用過程中或保管過程中要防止混入水,注意油箱、桶加蓋,盛油容器保持清潔;

    (3)防止固體雜質混入油中,加油前要清潔油箱內部,管線要清洗吹通,定期換油濾器;

    (4)防止液壓油中產生膠質狀物質,這種物質產生于油箱涂漆層,要選擇耐油的接觸物;

    ? ? ? (5)根據系統要求,選用不同過濾精度的過濾器。

如何解決液壓系統中混入水問題

  • 內容:

    1)?水進入液壓系統大致有3個途徑

    機械故障如密封不好,冷卻盤管滲漏使水進入油中;

    在濕熱的氣候下,油箱呼吸而帶人;

    工作環境潮濕,雨、雪、融冰產生水的污染。

    2)?水對液壓系統的危害

    能夠與液壓油起反應,形成酸、膠質和油泥,水也能析出油中的添加劑;水的最主要影響是降低潤滑性,溶于液壓油中的微量水能加速高應力部件的磨損,僅從含水(100~400)×10-6的礦物油滾動軸承疲勞壽命研究表明,軸承壽命降低了30%-70%。水能造成控制閥的黏結,在泵人口或其他低壓部位產生氣蝕損害,腐蝕、銹蝕金屬。

    3)?解決的辦法

    加強油中水含量的監測;室外使用的液壓設備,最好用防風雨帳篷;加強系統密封措施、防水進入。油箱呼吸孔裝干燥器;有條件的系統可安裝“超級吸附型”干燥過濾器。

液壓油在使用中應監測哪些項目?液壓油的換油標準是什么?

  • 內容:

    液壓油在使用中主要監測油品的外觀、黏度變化、色度變化、酸值變化、水分、雜質、戊烷不溶物、腐蝕等項目,定期檢測這些項目可以提早發現問題,采取相應措施,避免發生故障。中國已頒布布了HL、HM油換油指標,分別為SI-I/or?0476和SitT 0599,原則上,使用中的液壓油有一項指標達到換油指標時應更換新油。

液壓油的選用原則是什么?

  • 內容:

    根據工作環境和工況條件來選用油,見表5—2。

    5—2根據工作環境和工況條件來選用液壓油

    環境(工況)

    系統壓力7.0Mpa以下系統溫度50℃以下

    系統壓力7~14Mpa以下系統溫度50℃以下

    系統壓力7~14Mpa以下系統溫度50~80℃

    系統壓力14Mpa以上系統溫度80~100℃

    室內固定液壓設備

    HL液壓油

    HL或HM液壓油

    HM液壓油

    HM液壓油

    露天寒區和嚴寒區

    HV或HS液壓油

    HV或HS液壓油

    HV或HS液壓油

    HV或HS液壓油

    地下、水上

    HL液壓油

    HL或HM液壓油

    HL或HM液壓油

    HM液壓油

    高溫熱源或旺火附近

    HFAE HFAS液壓油

    HFB HFC液壓油

    HFDR液壓油

    HFDR液壓油

    根據摩擦副的形式及其材料選用液壓油,見表5-3.

    5-3 根據摩擦副的形式及其材料選用液壓油

    工況條件

    液壓油類型

    壓力大于7MPa的精密機床,14Mpa的不含青銅件的液壓系統,高壓葉片系統

    含鋅油

    壓力大于15Mpa的葉片泵和大于34Mpa的柱塞泵

    無灰油

    有電液伺候閥的系統

    清凈油

    含銀部件液壓系統

    抗銀油

    不同類型泵滿足運行的黏度界限見表5-4

    ?

    5-4 不同類型泵滿足運行的黏度界限

    泵 型

    最高黏度/(mm2/s)

    最低黏度/(mm2/s)

    齒輪泵

    2000

    20

    柱塞泵

    1000

    8

    葉片泵

    500~700

    12

    (1)一般對于室內固定設備,液壓系統壓力≤7 0MPa、溫度50%以下選用HL油;系統壓力7 O~14.0MPa、溫度50℃以下選HL或HM油,溫度50~80℃選HM;系統壓力≥14.0MPa選HM或高壓抗磨液壓油。

    (2)對于露天寒區或嚴寒區選HV或HS油。

    (3)對于高溫熱源附近設備,選抗燃液壓油。

    (4)對于環保要求較高的設備(如食品機械),選環境可接受液壓油。

    (5)對于要求使用周期長、環境條件惡劣的液壓設備選用液壓油優等品;對于要求使用周期短、工況緩和的液壓設備選用液壓油一等品。

    (6)液壓及導軌潤滑共用一個系統,應選用液壓導軌油。

    (7)使用電液脈沖馬達的開環數控機床選用數控機床液壓油,使用電液伺服機構的閉環系統,選用清凈液壓油。

    (8)含銀部件的液壓系統,選用抗銀液壓油。

液壓油的基本性能要求是什么?

  • 內容:

    1)?具有適宜的黏度和良好的黏溫性能

    ????黏度偏大,會使運行系統壓力損失增加;黏度偏小,泵的內泄漏增大,容積效率降低;黏度過低,會使系統壓力下降,磨損增加。液壓系統工作的工作溫度及環境溫度差異較大,溫度的變化必然引起油品黏度的變化,這就要求油品的黏度隨溫度的變化要小,即油品的黏溫性能較好。

    2)?良好的潤滑性

    ????隨著液壓系統的工作壓力、溫度、精度、功率和自動化程度的不斷提高,以及液壓元件的小型化、輕型化,使得液壓系統滑動部位在啟動和停運時大多處于邊界潤滑狀態。為防止磨損及擦傷常在油品中添加抗磨劑,以提高油品的抗磨性能,滿足潤滑的要求。

    3)?良好的穩定性

    ????穩定性應包括:熱穩定性、氧化安定性、抗腐蝕性、剪切穩定性、水解安定性、低溫穩定性和存儲穩定性。

    4)?良好的抗泡沫性和空氣釋放性

    ????液壓系統由于各種原因可能混入空氣,空氣在液壓油中以摻混和溶解兩種狀態存在。溶解在油中的空氣在液壓油中可能引起氣穴和氣蝕;摻混到油中的空氣,以氣泡狀態懸浮在油中,它對液壓油的黏度和壓縮性都有影響。

    5)?與密封材料的適應性

    ????液壓系統漏油是一個重大問題,因此要求液壓油對密封墊圈等塑性材料具有不侵蝕、不收縮、不膨脹的性能。

    6)?良好的過濾性

    液壓油的過濾性受油中不溶性膠質、瀝青質和污染粒子的影響。隨著液壓技術的發展,液壓控制元件的精密度要求越來越高。高壓化使泵的間隙很小,這都增加了裝置對油中雜質的敏感性,微小的雜質顆粒都會引起液壓元件的異常磨損和失靈,所以油在進入控制元件前,必須經過過濾。這就要求液壓油要具有良好的過濾性。

HV、HS液壓油性能特點有何異同?

  • 內容:

    ? ? ? ?HV、HS液壓油均被稱為低溫抗磨液壓油,即是在HM基礎上改善其低溫性能的液壓油,具有良好的低溫性能和黏溫特性。HV油黏度指數高達130以上,傾點比HM油低,適用于寒區;HS比HE油具有更好的黏溫特性和低溫性能,黏度指數高,傾點更低,適用于嚴寒區。

國內目前專用液壓油有哪幾種?

  • 內容:

    ? 為滿足特殊液壓機械和特殊應用場合,國內生產的不屬于標準分類范疇的專用液壓油,主要包括航空液壓油、艦用液壓油、抗銀液壓油、清凈液壓油、數控液壓油、采煤機油、炮用液壓油等,其質量性能大部分介于HL~HM之間或近于HV。

鋅型抗磨液壓油(有灰型)和無灰型抗磨液壓油的區別?

  • 內容:

    抗磨液壓油按抗磨添加劑組成主要分為含鋅型抗磨液壓油(有灰型)和無灰型抗磨液壓油兩種:含鋅型抗磨液壓油中所含抗磨劑主要是一烷基二硫代磷酸鋅,無灰型抗磨液壓油主要使用抗磨劑是硫代磷酸酯或磷酸脂類化合物,無灰型抗磨液壓油具有更好的水解安定性、過濾性,對鍍銀部件無腐蝕。兩種液壓油性能比較見表5-1。

    ????5-1有灰型與無灰型抗磨液壓油性能比較

    項 目

    有灰(鋅)型油

    無灰型油

    灰分

    金屬

    Zn、Ca或Ba

    總酸值(KOH)/(mg/g)

    約1.5

    約0.2

    熱穩定性

    水解安定型

    一般到好

    很好

    破乳化型

    氧化安定性

    對銅、青銅腐蝕

    可能性大

    可能性小

    泵適應性(葉片泵)

    適應

    適應

    柱塞泵

    不適應

    適應

    FZG齒輪試驗

    空穴

    可能

    環境污染

    可能性高

    可能性低

    多效能力

    一般到好

    極好

    成本

    中等

    較高

高壓抗磨液壓油與HM液壓油有哪些區別?滿足什么標準?

  • 內容:

    ? ?高壓抗磨液壓油理化指標與HM液壓油優等品完全相同,在此基礎上又增加了丹尼森高壓葉片泵(T5D 17 5MPa)和高壓柱塞泵(P46 35MPa)臺架試驗,完全滿足美國丹尼森(enison)HF一0規格,體現了當前液壓油最高水平,如MBMHF一0 46#高壓抗磨液壓油。

I-IM液壓油一等品和優等品有何區別?

  • 內容:

    ? ? ?GB 11118.1__94將HM油分為一等品和優等品,一等品具有較好的抗磨性、抗氧防銹性和抗乳化性,而優等品是參照美國丹尼森公司HF一0標準制定的,增加了水解安定性、熱穩定性、過濾性、剪切安定性等試驗,在銹蝕和抗磨性上也提高了苛刻度。

液壓油名稱是如何標記的?

  • 內容:

    ? 在GB 11118.1__94《礦物油型和合成烴型液壓油》產品標準中對液壓油產品名稱進行了統一的規范化的標記,標記示例:

    ????液壓油L-HM46(優等品),其中“L”表示潤滑劑類別,“HM”表示抗磨液壓油,“46”表示黏度等級(按GB 3141__94規定),“優等品”表不產品質量符合GB 11118.1中所規定的質量等級的檔次。在實際應用中,也可稱作L—HM46液壓油(優等品)。

液壓油的規格

  • 內容:

    ? ?歐美國家有代表性的液壓油規格主要有德國國家工業標準DIN 51524.(Ⅱ)-1985(HM級)、DIN 51524(Ⅲ)-1990(HV級);法國國家標準NF E48-603-1983,包括HH、HL、HM、HV;美國unison公司規格,HF-1為抗氧防銹HL型,HF-2、HF-0為HM抗磨型規格,其中HF-0規格對水解安定性和氧化腐蝕性提出高要求,還增設了熱穩定性、過濾性和高壓葉片泵及高壓柱塞泵試驗,代表了國際上液壓油產品的最高水平。

    ???美國Cincinnati—Milacron公司規格,其中P-38、P-55、P-57為抗氧防銹HL型;P-68(IS032)、P-69(IS()46)、P-70(:IS068)為抗磨HM型;P-75A、P-75B和P-75(:為抗磨專用型。

    ????美國Vickers公司規格,主要是抗磨液壓油Vickers M-2950-S(35VQ25t,)和Vickers I-286-S(V-104C)兩種規格。

    ???ISO國際標準化組織規格,ISO/T(:28/SC4分技術委員會已出臺了.[SO 11158—1997(包括HL、HM、HG、HV、HS)礦物油型和合成烴型液壓油產品標準,ISO 12922—1999難燃液壓液,ISO/I)IS 15380-2000環境可接受的液壓油產品標準。已將環保型綠色液壓油正式列到規格標準中。國外液壓油規格標準雖側重點有所不同,有些規格質量水平一般,但國外一些石油公司產品說明書中經常注明這些產品同時符合DIN 51524·NF E48603、Denison HF-O,ISO/D 11158等典型規格,說明這些產品實際水平高于官方水平。

    ????中國已制定了GB 11118.1q4《礦物油型和合成烴型液壓油》產品標準,由于當時ISO僅發布了ISO/CD 11158_90礦油型液壓油標準草案,尚未轉為正式標準,中國HM、HV、HS液壓油產品標準一級品參照法國NF FA8-603制定,優級品參照美國I)enison HF一0—1983規格的理化指標制定,較一級品增加了水解安定性、熱穩定性、過濾性和剪切安定性等項目。

    ????高壓抗磨液壓油在GB 11 118.1__94 HM液壓油優等品基礎上增加了高壓柱塞泵(Denison P-46)和高壓葉片泵(Denison T5D)臺架試驗,各項性能指標完全滿足Denison HFl_0規格,MBM液壓油在質量標準及性能上已達到了國際水平,且品種齊全。

液壓油的分類

  • 內容:

    國際標準化組織

    國際標準化組織(IS0)提出了“潤滑劑、工業潤滑油和有關產品——第四部分H組”分類,中國則等采用ISO標準制定了H組分類標準GB 763 1 2一2003。

    ????國際液壓油通常分為兩大類:一類是烴類液壓油(礦物油型和合成烴型):另一類是抗燃(或難燃)液壓油。其中礦物型液壓油按分類標準GB 763 1 2一2003又可分為:

    1)?L-HH液壓油

    ????L-HH液壓油是一種無劑的精制礦物油,它比全損耗系統用油L-AN(機械油)質量高,這種油品雖列入分類中,但液壓系統不宜使用,中國不設此類油品,也無產品標準。

    2)?L-HL液壓油

    ????L-HL液壓油是由精制深度較高的中性油作為基礎油,加入抗氧、防銹和抗泡添加劑制成,適用于機床等設備的低壓潤滑系統。HL液壓油具有較好的抗氧化性、防銹性、抗乳化性和抗泡性等性能。使用表明,HL液壓油可以減少機床部件的磨損,降低溫度,防止銹蝕,延長油品使用壽命,換油期比機械油長一倍以上。中國在液壓油系統中曾使用的加有抗氧劑的各種牌號機械油現已廢除。目前中國L—HL油品種有15、22、32、46 68 100共六個黏度等級,只設一等品產品。

    3)?L-HM液壓油

    ????L-HM液壓油是在防銹、抗氧液壓油基礎上改善了抗磨性能發展而成的抗磨液壓油。L-HM液壓油采用深度精制和脫蠟的HVIs中性油為基礎油,加入抗氧劑、抗磨劑、防銹劑、金屬鈍化劑、抗泡沫劑等配制而成,可滿足中、高壓液壓系統油泵等部件的抗磨性要求,適用于使用性能要求高的進口大型液壓設備。從抗磨劑的組成來看,L-HM液壓油分含鋅型(以一烷基一硫代磷酸鋅為主劑)和無灰型(以硫、磷酸酯類等化合物為主劑)兩大類。不含金屬鹽的無灰型抗磨液壓油克服了由于鋅鹽

    抗磨劑所引起的如水解安定性、抗乳化性差等問題,目前國內該類產品質量水平與改進的鋅型抗磨液壓油基本相當,在液壓油產品標準GB 11118.1__94中,L HM液壓油一等品與法國NF E48-603和德國DIN51524(Ⅱ)規格相當,設有15、22、32、46、68、100、150七個黏度等級;優等品質量水平與美國Denison HF-0理化性能相當,比一級品增加了熱穩定性、水解安定性、過濾性、剪切安定性要求,并在葉片泵抗磨性試驗上提出高要求,設有黏度等級15、22、32、46、68五個。

    4)?L-HG液壓油

    ??L-HG液壓油亦稱液壓導軌油,是在L-HM液壓油基礎上添加抗黏滑劑(油性劑或減摩劑)將振動或間斷滑動(黏一滑)減為最小。GB 11118.1__94中規定HG液壓油設有32、68兩個黏度等級,只有一等品。

    5)?L-HV液壓油

    ????L-HV液壓油是具有良好黏溫特性的抗磨液壓油。該油是以深度精制的礦物油為基礎油并添加高性能的黏度指數改進劑和降凝劑,具有低的傾點、高的黏度指數(>130)和良好的低溫黏度。同時還具備抗磨液壓油的特性(如很好的抗磨性、水解安定性、空氣釋放性等),以及良好的低溫特性(低溫流動性、低溫泵送性、冷啟動性)和剪切安定性。該產品適用于寒區-30℃以上、作業環境溫度變化較大的室外中、高壓液壓系統的機械設備。HV的產品質量等級分別為優等品和一等品,優等品設有10、15、22、32、46、68、100共七個黏度等級,等品設有

    10、15、22、32、46、68、100、150共八個黏度等級。

    6)?L-HS液壓油

    ????L-HS液壓油是具有更良好低溫特性的抗磨液壓油。該油是以合成烴油、加氫油或半合成烴油為基礎油,同樣加有高性能的黏度指數改進劑和降凝劑,具備更低的傾點、高的黏度指數(>130)和更良好的低溫黏度。同時具有抗磨液壓油應具備的一切性能和良好的低溫特性及剪切安定性。該產品適用于嚴寒區-40℃以上、環境溫度變化較大的室外作業中、高壓液壓系統的機械設備。HS液壓油的質量等級分優等品和一等品,均設有10、15、22、32、46共五個黏度等級。

    7)?L-HR液壓油

    ????L-HR液壓油是改善黏溫性的HL液壓油,用于環境變化大的中、低壓系統;但中國在GB 11118.1_94中不設此類油品,如果有使用L-HR液壓油的場合,可選用L-HV液壓油。

    8)?高壓抗磨液壓油

    ????高壓抗磨液壓油質量性能符合GB 11118.1_94中L-HM優級品規格,同時還增加了高壓葉片泵(unison?T5D)和高壓柱塞泵(Denison P46)臺架試驗,具有更良好的抗磨性能。產品設32、46、68、100四個黏度等級。滿足美國Denison HF-0規格和Cincinnati.-Milacron公司P-68、P-69、P-70規格要求,達到了當前國際同類產品標準的水平。高壓抗磨液壓油適用于裝配有葉片泵(工作壓力175MPa以上)及柱塞泵(工作壓力

    32MPa以上)的不同類型國產或進口高壓及超高壓液壓設備。

    9)?清凈液壓油

    ????清凈液壓油完全符合中國L-HM抗磨液壓油國家標準GB 11118.1—94。其質量達到DIN 51524(Ⅱ)和ISO L-HM規格,該油品特別在清凈性方面進行了嚴格規定。清凈液壓油可用做冶金、煤炭、電力、建筑行業引進及國產的中高壓(8~16MPa)及高壓(16~32MPa)液壓設備,對污染度有嚴格要求的精密液壓兀件的工作介質。

    10)?環境可接受液壓液

    ????液壓油可能通過溢出或泄漏(非燃燒)進入環境,一些國家立法禁止在環境敏感地區,如森林、水源、礦山等使用非生物降解潤滑油,尤其在公共土木工程機械的液壓設備中要求使用可生物降解液壓油。

    ????目前國外許多公司如ARAL公司、Mobil公司、BP公司相繼推出了一系列環境可接受的液壓油,占液壓油總量10%。些資料表明,各類油的生物降解率不同,其中以植物油生物降解性最好,且資源豐富,價格較低;合成酯各方面性能平衡較好,但成本太高;聚乙一醇易水溶滲入地下,造成地下水污染且與添加劑混合后會產生水系毒性。因此,在歐洲,以植物油為基礎油的生物降解潤滑油在市場中占有較大比例。中國是潤滑油生產和消費大國,研制環境可接受的液壓油是今后的發展

    趨勢。

    ????環境可接受的液壓油,除了具有可生物降解性、低毒性以外,還應添加抗氧劑、清凈分散劑、極壓抗磨劑等各種功能的添加劑來滿足液壓系統苛刻的要求。而這些添加劑也應是可生物降解的,并且對所選擇的基礎油的生物降解性影響要小。目前國內可生物降解液壓液正在研制中,其產品標準尚未制定。隨著時代的發展,環保型液壓油的品種將會不斷涌現,并推廣使用。

    11)?其他專用液壓油

    ????為滿足特殊液壓機械和特殊場合使用的液壓油,國內還生產了其他專用液壓油,它們的質量標準等級大多數為軍標或企業標準,質量等級基本上是HL~HM,或近于HV。由于習慣應用,故這些油仍有市場,可歸入HM、HV、HS的框架之中。

    12)?多級液壓油

    ????多級液壓油即HV(高黏度指數)液壓油,是具有良好的黏溫性能和低溫性能的液壓油,多級液壓油一般通過加入黏度指數改進劑來提高黏度指數,另外,合成油也具有高黏度指數特點。

    ????所謂多級液壓油是相對于單級油而言,單級液壓油的分類定義由ISO 3448和ASTM D2422給出,只規定了油品在40℃的黏度級別,多級液壓油由ASTM I)6080確定,該分類方法不僅給出了40℃的黏度級別,還規定了低溫性能、黏度指數、剪切性能。

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