液压系统工作介质研究.pdf

RM CM 蘧 由 ～ 一 液 压 系统 工 作 介 质 研 究 Re s e a r c h o n W o r k i ng M e di um o f Hydr a ul i c S ys t e m 周 志 刚 ZHO U Zhi gan g 广 东 省 水 利 水 电 第 三 工 程 局 ， 广 东东 莞 5 2 3 71 0 Gu a n g d o n g No． 3 W a t e r Co n s e r v a n c y a n d H y dr o - e l e c t r i c E n g i n e e r i n g Bu r e a u， Don g gu a n 5 2 3 71 0 ， Gu a n g d o n g ， Ch i n a 【 摘要 】 对液 压 系统 工作 介 质 的性 能 、 物理 化 学 性质 进行 分 析 ， 探讨 了液压 油 的选 用 原则 、 污染 控制 及 预 防措 施 ； 提 出要根 据 机械 的 具体 情 况选 择合 适 的液 压油 ， 可 为减 少液 压 系统故 障 及设 备 零部 件 损坏 提供 理 论依 据 。 【 Ab s t r a c t】 T h e p e r f o r ma n c e a n d p h y s i c o c h e mic a l p r o p e r t ie s o f wo r k i n g me d i u m o f h y d r a u l i c s y s t e m we r e a n a l yz ed，and t he s el ec t i on pr i nci pl e，pol l ut i on cont r ol and pr event i ve m easur e s w er e di scussed．I t w a s put f or w ar d t ha t t he suit abl e hydr auli c oi I should be chos en a ccor di ng t o t he si t ua t i on of m achi ne，w hich can pr ovide t heor et i- cal b asi s f or r educi ng hydr aul i c s yst em f ai l ur e and equi pm ent par t s’dam age． 【 关键 词 】 液压 系统 ； 工作 介质 ； 污 染控 制 ； 预 防措 施 【 K e y wo r d s】 h y d r a u l ic s y s t e m； wo r k i n g me d i u m； p o ll u t i o n c o n t r o l ； p r e v e n t i v e me a s u r e 中 图 分 类 号 U4 1 5 ． 5 文 献 标 志 码 B 文 章 编 号 1 0 0 0 - 0 3 3 X 2 0 1 2 0 6 - 0 0 8 6 -0 3 0 引 言 据调 查 ． 目前使 用的液压 系统 工作 介质 主要 有三 类。 第一 类是石油 型液 压油 ， 这种液压 介质 的主 要成 分是精 炼 后 的机械油 。 其 优点 是润 滑性 能好 、 腐蚀 性小 、 化 学稳定 性 较 好 、 粘 度等 级 范围 宽 ， 缺 点 是抗 燃性 较 差 ， 据统 计9 0 ％以 上 的液压 系统 都用 它作为 工作 介质 。 第 二类是 乳化型传 动 液 ． 它包括 水包 油 乳化 液和 油 包水 乳 化液 两 大类 ， 这种 液 压 介质 的 主要成 分是 水 。 优 点是 价格 实惠 、 抗燃 性强 ， 缺 点 是润 滑性 不太好 、 腐 蚀性 较大 ， 一般 适用 于温差 要 求小 、 用 液量特 别 大 的液 压 系统。第 三类是 合成 型传动 液 ， 其优 点 是抗 燃性好 ． 适用于 高温 、 高压 下 的液压 系统 。 1 液 压 工 作 介 质 的 性 能 1 粘 度 要适 当 ， 主要 是保 持 良好 的粘 温特 性 。过高 会增 加压 力损 失 ． 降低 效 率 ； 过 低 ， 既降低 效率 ， 又 会影 响 润 滑 性 能 2 油液 需质 地纯 净 ， 杂 质少 。不 能含 有酸 性和碱 性 物质 ， 以免 腐蚀 管道 及密 封 元件 ； 不 能含 有高 温分 解物 如 沥 青等 ， 以免堵 塞 油管 和 元件 d ＼ T L 而影 响正 常工作 ； 不能 含 有挥 发性物质 ． 否则 会使油 液变稠 ， 影 响质量 。 3 具 有较 好 的相 容 性 ， 对 金 属 、 密 封 件 、 软 管 及 缸 内涂 料层 不 产 生溶解 等 有害 影 响 。 4 具 有 良好 的化学 稳 定 性和 热 稳定 性 。油 液 在 使 用 过 程 中 ， 不 因 温 度 升 高 而 发 生 氧 化 ， 以 免 产 生 胶 质 和 沥 青质 ， 使 油 液 变质 ， 或 使油 路堵 塞 而 影 响工作 ； 此 外 ， 油 液 在 高 速通 过 缝 隙或 4 ＼ 7 L 后 ．应仍 能 良好 地保 持 原 有 的化 学成 分 不变 抗 剪切 性 好 l l _ 。 5流 动 点 和 凝 固 点 低 ． 闪 点 和 燃 点 高 。 在 需 要 防 火 、 防爆 的工作 场合 ， 油 液 的 闪点 和 燃 点 要 高 在 北 方气 候 寒 冷 的条件 下 ， 油液 的流 动 点和 凝 固点 要低 。 6 对人 体 无害 ， 成 本低 。油液 应 无毒 ， 或 对 皮肤 无 刺激 性 ， 以免对 人体 造 成 危害 。 2 液 压 工 作 介 质 的 主要 物 理 化 学 性 质 2 ． 1 密 度 常用液压 传 动 工作 介质 的密度 值 见表 1 。 液压 油 的密 度 因牌号 而 异 ． 并 且 随着 温度 上 升而 略 有减 小 ． 随着压 力 的增 加 而 略有增 大 ， 但 其 变化 量 一般 很 小 ， 在 工程 计 算 中 可 以 忽 略 不 计 。 RM CM 术 血 l⋯ ⋯山 交换 对温 度 的变化率称 为流体 的热 容量 。 单位 质量流 体 的 热容量 则称 为 比热。把 流体 密 闭在 容器 内加 热 ， 加热 时如 果保持 流体体 积 不变 。由此 而得 的 比热 称 为定容 比热 ； 如 果 保 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 3 工 作 介 质 的 选 用 液压 油 对液 压 系统 的运动 有着 显 著 影 响 ，所 以要根 据 其 工作 性 质和 工作 环 境选 择 合 适 的介质 类 型 。根 据其 具体 情 况和 系统 要 求选 择 合 适 的油 液 粘 度 。 1 按 工作 机械 的不 同 要 求选 用 。精 密机 械 与 一般 机械 的液压 系统 对介质 粘 度 的要 求 不 同 ．对 于精 密 机械 应 采 用 低 粘 度 的 液 压 油 。 2 按 液压 泵 的 类型 选 用 。液 压 系统 的核 心元 件 就 是 液压 泵 ，在 整个 液压 系统 中 它运动 速 度最 快 、压 力 最 大 、 温 升 最 高 、 工 作 时 间 最 长 ， 对 粘 度 的 要 求 也 很 严 格 ， 所 以通 常选择 液 压 系统 的液 压 油粘 度 时 ．以液压 泵要 求 的 液 压 油 粘 度 为 基 准 。 3 其 他 因 素 。对 于 系 统 工 作 环 境 过 低 的 高 压 、 高 速 机械 ， 可选 用粘 温特 性好 的低温 液压 油 对于 有 防磨 要 求 的 中、 高压 液 压 系 统 ， 可选 用 抗 磨 液压 油 对 于 有抗 燃 要 求 、 油 液 用 量 大 且 泄 漏 严 重 的 系统 ． 可 选 用 水 包 油 乳 化 液 ； 对 于环 境 温 度 过 高 ， 且 有 防火 要 求 的场 合 ， 则 应 选 用 合成 型乳 化液 。 4 T作 介 质 的 污 染 控 制 4 ． 1 造 成 污 染 的 原 因 1 新油 液 在 运 输 和 储 存 过程 中 受 到 管 道 、 油 桶 和 f , g q 罐 的 污 染 2 液压 系统 和 液压 元件 在装 配和 冲 洗 中的残 留物 。 如 毛 刺 、 切 屑 、 型 砂 、 涂 料 、 胶 、 焊 星 和 棉 纱 纤 维 等 。 3 液压 系统 运 动 过 程 中 ， 由于 油 箱 密 封 不 完 善 及 元 件 密 封 装 置 损 坏 ， 由 系 统 外 部 侵 入 的 污 染 物 。 如 灰 尘 、 砂 土 、 切 屑 以及 水 分等 。 4 液压 系统运 行 中本 身所 生成 的污 染 物 。 4 ． 2 污 染 引 起 的 危 害 首先 ， 工作 介质 的污 染会造成 液压 系统 的故 障 。据 统 计 ， 8 0 ．4 液压 系统 的故 障都 是 由工 作介质 的污 染造成 的。 因 为污 染物 多数 是磨 粒性 的颗粒 ． 它们 与元件表 面相 互作 用 时 ， 就 会 产 生 磨 粒 磨 损 和 表 面 疲 劳 ， 最 终 导 致 元 件 失 效 l 4 l。 其 次 ， 较 大 颗 粒进 入 泵 或 阀 时 ， 可 能 使 泵 或 阀 卡 死 。 或堵 塞 阀的控 制 节流 孔 ， 或 出现 间歇 失效 现 象 ， 导致 液压 系统 不能 正 常工作 。 此外 ，污 染 物会 堵塞 过 滤器 ，使 液压 泵 运 转发 生 困 难 ， 产 生 噪 声 ； 水 分 和 空 气 大量 混 入 到 工作 介 质 中 ， 会 降 低 其 润 滑性 ， 使 其 变 质 ， 腐 蚀 液 压 元件 ， 导致 液 压 系 统 出 现 故 障 。 4 ． 3 预 防 措 施 1 对 元件 和 系统 进 行 清 洗 ， 清 除 在 加 工 和 装 配 过 程 中残 留的 污 染物 ，并 用 系统使 用 的工 作 介质 对 系统 进 行 彻 底 冲 洗 。 2 防 止 污 染 物 由外 部 侵 入 ， 可 以在 油 箱 呼 吸 孔 上 装 设 高 效 的 空 气 滤 清 器 ， 也 可 以考 虑 采 用 密 封 油 箱 ， 使 工 作 介 质通 过 过滤 器 进入 系统 。 活塞 杆 端应 装 设 防尘装 置 。 并要 及 时更 换 不 良密封 件 。 3 将 合 适 的过 滤 器 设 置 在 液 压 系 统 的 合 适 部 位 。 做 到 定期 检 查 、 定 期清 洗 、 定 期 更换 滤芯 。 4 控 制 工作 介质 的温 度 。工作 介质 温度 过高 ． 会加 速工作 介质 的氧化 变质 ， 容 易产 生生成 物 ， 缩短 使用 期 限。 5 定 期 检 查和 更 换工 作 介 质 。定 期对 液 压 系统 的 工作 介质 进 行检 查 ， 观 察 污染 度 的高 低 。 5 结 语 随着 科 技进 步和 工 业 发展 ，液 压传 动 技术 越来 越 广 泛地 应 用于 各个 工 业领 域 ， 而 合理 选 用工 作 介质 、 防止 工 作 介 质 的污 染是 保 证液 压 系统 正 常运 行 、减 少液压 系统 故 障及 设备 零部 件 损坏 的有 力措施 。 参 考 文献 [ 1 ] 庄欠伟 ． 大型下沉式盾构模拟试验平 台液压加载 系统的研 制【 I ] ． 筑路机械与施工机械 化 ， 2 0 0 9 ， 2 6 1 0 6 1 6 3 ． [ 2 ] 司癸 卯 ， 李晓宁 液压破 碎锤的发展现 状及研 究U]筑路机械 与 施 工机械化 ， 2 0 0 9 ， 2 6 8 7 6 7 7 ． [ 3 ] 杨 雪茹 ， 毕胜强． 基 于温升的工程机械 液压 系统故 障分析 [ J ] ． 筑 路机械与施工机械化 ， 2 0 0 9 ， 2 6 5 7 3 7 4 ． [ 4 ] 孟令军 ， 李 业刚， 厉 洋． wT u7 5 稳定土摊铺机 液压 系统污染防 治及系统保养_J ] ． 筑路机械与施工机械化， 2 0 0 9 ， 2 6 5 7 0 7 2 ． 收 稿 日 期 2 01 1 1 2 -0 4 [ 责 任 编 辑 王 玉 玲 ]