工程机械用液压油的选择.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 2年 第 1 2期 工程机械用液压油的选择 陈惠卿 中国石化长城润滑油公司， 北京1 0 0 0 8 5 摘要 液压油常被 比喻为液压 系统 的血液 ， 在液压 系统 中液压油起着传递能量 、 润滑 、 密封 、 冷却等关键作用 。 工程机械液压系统和工 业设备的液压系统存 在较 多区别 。根据 I S O及我国国家标准 的分类 ， 液压油 的品种也有很多种 。 因此如何根据工程机械 的工 况条 件及 不同类型的液压油性 能特点 ， 合理选择液压油显得尤为重要。该文综述 了液压油 的分类标准 、 产 品标准及不 同类型 的液压油 的性 能特 点 ， 同时分析 了工程机械液压系统与工业设备液压系统的差异 ， 并对工程机械 液压油 的选择提 出了相关建议 。 关键词 工程机械 ； 液压油 ； 选择 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 1 2 0 0 4 6 0 6 The S e l e c t i o n o f Hy d r a u l i c Oi l f o r Co n s t r uc t i o n M a c h i ne CHEN Hu i qi n g S i n o p e c L u b r i c a t e C o mp a n y ， B e i j i n g 1 0 0 0 8 5 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e h y d r a u l i c o i l s a r e o f t e n c a l l e d t h e b l o o d o f t h e h y d r a u l i c s y s t e ms ．T h e h y d r a u l i c o i l s p l a y i mp o r t a n t r o l e s o n t h e h y d r a u l i c s y s t e ms s u c h a s t r a n s f e r e n e r g y ， l u b ric a t i o n ， s e a l i n g a n d c o o l i n g ． Th e r e a r e a l o t o f d i ff e r e n c e s b e t w e e n c o n s t r u c t i o n ma c h i n e h y d r a u l i c s y s t e ms a n d I n d u s t ri a l e q u i p me n t h y d r a u l i c s y s t e ms ． Al s o t h e r e a r e ma n y t y p e s o f h y d r a u l i c o i l s ． I t ’ S v e r y i mp o rt a n t h o w t o c h o o s e the h y d r a u l i c o i l s t o s u i t a b l e f o r t h e c o n s t r u c t i o n ma c h i n e ．T h i s p a p e r t e l l s the c l a s s i f i c a t i o n of t h e h y d r a u l i c o i l s a n d t h e p r o d u c t s s p e c i f i c a t i o n s ． T h i s p a p e r wi l l a l s o g i v e s o me a d v i c e s o n h o w to s e l e c t h y d r a u l i c o i l f o r c o n s t r u c t i o n ma c h i n e s ． Ke y wo r c o n s t r u c t i o n ma c h i n e ； h y d r a u l i c o i l ； s e l e c t i o n 1 液压油 的产品分类及 不 同类型 的产 品 性能特点 I S O 国际标准化组织制定 的 I S O 6 7 4 3 4 1 9 9 9 收稿 日期 2 o 1 2 0 6 0 7 作者简介 陈惠卿 1 9 6 7 一 ， 女 ， 河北石家庄人 ， 高级工程师 ， 硕士 ， 主要从 事润滑油的产品开发及应用研究工作 。 润滑剂 、 工业用油和相关产品 L类 的分类第 4部分 H组 液压系统 为最新的液压油国际分类标准 ， 该标 准 由 T C 2 8石油产品和润滑剂技术委员会 S C 4分类和 规格 分委 员会 WG 3液 压液 的分 类 和规格 工 作组 与 I S O ／ T C 1 3 1 液体动力系统工作组联合制定。 2 0 0 3年 ， 我国等同采用 了 I S O 6 7 4 3 4 1 9 9 9标准 ， 制定 了我国液压油的产品分类标准 ，标 准号为 G B ／ T 5 引入 电缆接线处必须相应采取防爆措施并检查 各线连接是否可靠 ，电缆的自由端在危险场所连接时， 必须采用与使用环境相适应的防爆接线盒过渡 ， 并接人 防爆产品内部 6 防爆线圈与电磁阀配套使用时 ， 介质温度不得 超过 6 0 ℃， 阀体外露表面最高温度不大于 1 3 0 ％； 7 安装现场不存在对产品外壳有腐蚀作用的气体； 8 E X 0 9 3 0 1 塑壳防爆线圈应避免机械冲击； 总之 ， 在使用前应仔细阅读使用说 明书 ， 严格按说 明书操作。 6 结束语 了解了防爆标志的含义 ，掌握 防爆电气选型 的要 点 ， 就可以根据产品使用危险场所的区域和危险介质种 46 类 ， 合理、 经济、 安全 、 可靠地选用相应的防爆线圈， 有效 防止 安全事 故 的发 生 。 参考 文 献 【 1 ] G B 3 8 3 6 ． 1 2 0 1 0 ， 爆炸性环境第一部分 设备通用要求[ s 】 ． [ 2 】 G B 3 8 3 6 ． 9 2 0 0 6 ， 爆 炸性气 体环境用 电气 设备第 9部 分 浇 封型“ m” I s ] ． 【 3 ] G B 3 8 3 6 ． 1 4 2 0 0 0 ， G B 3 8 3 6 ． 1 4 2 0 0 0 ， 爆 炸 性 气 体 环 境 用 电气设备第 1 4部分 危险场所分类[ S 1 ． [ 4 】 G B 3 8 3 6 ． 1 5 2 0 0 0 ， 爆 炸性气 体 环境用 电气 设备 第 1 5部分 危险场所电气安装 煤矿除外 【 S 】 ． [ 5 】 G B 1 2 4 7 6 ． 1 2 0 0 0可燃性 粉尘环 境用 电气 设备第 1部分 用 外壳和限制表 面温度保 护的电气设备第 1节 电气设备 的技 术要求『 S 1 ． 【 6 ] 张斌． 防爆 电气设备 的一些常识【 J 】 ． 电气 防爆 ， 2 0 1 0 ， 3 ． [ 7 】 吴长康． 防爆 电气产品铭牌 的技术要求【 J 】 ． 电气防爆 ， 2 0 1 0 ， 2 ． Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 1 2 ． 2 0 1 2 7 6 3 1 ． 2 2 0 0 3 ． 同 时 该 标 准 替 代 了 原 标 准 G B ／ T 7 631 ． 2 1 98 7。 G B ／ T 7 6 3 1 ． 2 2 0 0 3液压油 的分类标准将液压油做 了如下分类 ， 如 图 1 所示 。 与工程机械液压系统用油最相关 的液压油是矿物 油 型 及 合成 烃 型液 压 油 这一 大 类 ，我 国 国家 标 准 G B1 1 1 1 8 ． 1 对这类液压油 的性 能特点及指标要求做了 规定 ，国家标准 G B 1 1 1 1 8 ． 1包含的液压油性能特点如 表 1 所示 。 图 1 GB ， 1 _ 7 6 3 1 ． 2 2 0 0 3液压油 的分 类 表 1 国家标准 GB1 1 1 1 8 ． 1中包含 的液压油 性能特点 工程机械液压 系统通常为 中高压 ，需要使用具有 抗磨性的液压油 ，从表 1可看出 ， L H M、 L H V、 L HS 三个质量等级均具有抗磨性。在 G B 1 1 1 1 8 ． 1中规定的 这三个 质量等级的液压油在粘温性能和低温性能方面 质量指标差异 以 4 0 ℃运动粘度为 3 2的液压油为例 如表 2所示。 表 2 3 2 H M、 H V、 H S液压油性能对比【 从表 2可以看 出， L HM、 L HV、 L H S在粘温性 能 和低温性能上有较大差异 ， 这三个质量等级的产品 ， 随着 质量等级的提高 ， 其低温性能和粘温性能上越来越好。 2 液压油的粘度分类 液压油 的粘度分类是按 G B ／ T 3 1 4 1 工业润滑油 包 括液压油 粘度分类标准进行分类 的 ， 该标准以 4 0 ℃运 动粘度进行分类 ， 见表 3 。 表 3 工业润滑油粘度分类表 GB ， 1 - 3 1 4 1 在 G B 1 1 1 1 8 ． 1 2 0 1 1液压油 国家标准 中f 1] ， L - HM 高 压 包括 4个粘度等级 ， 分别为 3 2 、 4 6 、 6 8 、 1 0 0 。L _ H V包 括 7个粘度等级，分别为 1 O 、 1 5 、 2 2 、 3 2 、 4 6 、 6 8 、 1 0 0 。L HS包括 5个粘度等级 ， 分别为 1 0 、 1 5 、 2 2 、 3 2 、 4 6 。 3 工程机械液压系统与工业设备液压系 统 的差 异 工程机械液压系统与工业设备 液压系统的差异如 表 4所示 。 从表 4可 以看出。工程机械液压系统的工况较工 业设备的液压系统工况更为苛刻。因此 ， 要求油品具有 更好的热稳定性 、 氧化安定性 、 极压抗磨性 、 粘温性能、 低温性能等。 表 4 工程机械液压 系统与工业设备液压系统差异 4 其他工程机械液压油的产品标准 J C MA为 日本 工程机械协会 ，其成员主要包括小 松 、 卡特彼勒、 住友 、 日立等工程机械公 司及 石油公司 等 。为了建立一个工程机械液压油的规格 ， J C MA的燃 料和润滑委员会 自 1 9 9 9年开始进行调研。并 于 2 0 0 4 年 1 2月发布 了工程机械用液压油的规格 ， 包括 J C MA S H K和 HK B两部分 。其 中 H K是一个工程机械用的矿 4 7 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 2年 第 1 2期 油型抗磨液压油规格 ， J C MA S HK B规格为环境友好型 的液 压 油规格 。 J C MA S H K规格 中将油 品分为单 级 和多级两 部 分 ， 各包括 3 2 、 4 6两个粘度级别 ， 如表 5所示。 表 5 J CMA S H K规格分类[2 1 其 中多级的油 品在低温和粘温性能上优于单级的 油品。J C MA S H K规格中对粘温性能和低温性能 的要 求如表 6所示 以 3 2粘度级别为例 。 表 6 J CMA S HK规格中对粘温和低温性能 的要求[2 1 从表 6及表 2可以看 出， J C MA S HK规格 中对于 低 温 和 粘 温 的 性 能 要 求 ，对 于 单 级 油 来 说 ， 与 GB 1 1 1 1 8 ． 1中 L HM级别相 当； 对于多级油来说 ， 对低 温性能的要求介于 G B 1 1 1 1 8 ． 1中 L H V和 L H S之间， 对于粘温性能的要求低于 L H V。 此外 ， 在 J C MA S HK的规格 中， 还增加 了高压台 架泵试验、摩擦特性试验 以及不 同种类 的密封材料的 相容性试验。 5 工程机械用液压油 的选择 从上面的讨论 中可以看 出， L HM、 L H V、 L H S等 多个质量级别液压油均可用于工程机械液压系统 ， 每 个质量级别又包含多个粘度级别 ， 比如 L H V液压油 ， 包括 1 O 、 1 5 、 2 2 、 3 2 、 4 6 、 6 8 、 1 0 0等 7个粘度级别 ，因此 需要针对工程机械具体的工况特点 ，准确的选择某个 质量级别和某个粘度级别 。 5 ． 1 选择液压油粘度等级及质量等级时应考虑的几个 方 面 1 R E X R O T H对粘度等级和质量等级的选择建议 R E X R 0 T H在 R E 9 0 2 2 0 轴 向柱塞泵用矿物型液 压油标 准 中谈到[ 3 ] ， 选择粘度等级应考虑在环境温度 下的启动粘度 如有必要还要考虑倾点 及根据系统和 运行参数得出的最优运行粘度。同时 ， 在此标准中给出 的粘度范围为 I 5 mm 2 ／ s 1 1 5 ℃ - 1 6 0 0 - 4 0 C mm 2 ／ s 。 48 I I 1 0 mm 2 ／ s 9 0 ℃ ～ 1 0 0 0 一 2 5 o C mm 2 ／ s ， 最佳工作粘度范 围为 1 6 3 6 mm E ／ s 其 中 I 和 I I 是针对 R E X R O T H不 同 规格的泵提出的粘度范围要求 。 对于单级液压油 如图 2所示为粘度指数为 1 0 0 的液压油 ， 给出了如下的粘度～温度图。 暑 趟 舞 图 2粘度 指 数 为 1 0 O的 不 同 粘 度 等级 的 液压油粘度一 温度图 根据 R E X R 0 T H推荐的最高粘度 、最低粘度及最 优粘度范围， 从 图 2可以得出不 同粘度级别 粘度指数 为 1 0 0 的油 品适用的最低温度和最高温度及最佳工作 温度范围。比如对于 I S O VG 2 2 ，适用 的温度范 围为一 2 3 ～ 6 0 ℃， 最佳温度范围为 2 5 ～ 4 5 ℃； 对于 I S O V G 4 6 ， 适 用的温度范围为一 5 ～ 8 6 ℃， 最佳温度范 围为 4 2 6 3 ℃； 对 于 I S O V G 6 8 ， 适用温度范围为 5 ～ 9 0 ℃。 最佳温度范 围 为 4 2 ～ 6 3 ℃。 用户可 以结合 自己液压系统或液压件所要求的最 高粘度、 最低粘度、 最优粘度要求及对工作温度范围的 需求 ， 对照图表选出适宜的油品粘度等级 。 此外， 该标准 还建议在每 种情况下均应尽 可能选择最 高的粘度 等 级。比如 ， 在环境温度为 x ℃， 工作温度为 6 0 ℃时 ， 在最 优的运行粘度范围内，可对应 V G 4 6和 V G 6 8 ．应选择 VG68。 该标准中对于单级的液压油还做了如下推荐【 3 】 V G 2 2 用于北极 的环境及极长的输送管道。 V G 3 2 用于欧洲中部冬季环境 。 V G 4 6 用于欧洲 中部夏季环境或封闭环境。 V G 6 8 用于热带或高温地 区。 V G1 0 0 用于极高的温度。 标准中还提到 ， 高粘度指数的液压油 也称为多级 油 V I ≥1 4 0 的 H V L P 相 当于我国国家标准的 L HV 及以上质量级别 适用于宽的温度范 围， 尤其是移动设 备比如工程机械。 2 不同 O E M对液压油最大粘度 、 最小粘度及最优 粘度范围的要求 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ NO ． 1 2 ． 2 0 1 2 因此 。 对于柱塞泵来说 ， 机械效率是其总效率的影响 因素 ， 选择粘度低的油品， 有利于提高柱塞泵的总效率 。 综上 ． 对于液压油粘度 的选择 。 可 以根据工程机械 设备选用的液压元件对液压油高 、低温粘度及最佳粘 度范围的要求 ， 及不 同粘度 、 不同粘度指数 的油品的粘 度、温度图及设备操作 的实际温度范 围来选择液压油 粘度 。注意如果选择单级液压油 ， 要根据温度的变化及 时换油 ， 不能做到四季通用或南北地域通用。如果选择 多级油 ， 应用的温度范围较宽。 从液压泵效率最大化 的角度来讲 ，影 响叶片泵 总 效率 的主要是体积效率 ，选择粘度稍大的油 品对叶片 泵的总效率有利 。影 响柱塞泵 总效率的主要是机械效 率 ， 选择粘度稍小 的油品对柱塞泵 的总效率有利。 5 ． 2对于液压油抗磨性的选择 R E 9 0 2 2 0标准 中提 lJ [ 3 1 ， 压力等级分为 4级 。 0级 为压力在 8 ～ 1 2 ． 5 MP a 之间 ， 对 F Z G的要求小于 5级 失 效级 ， 下 同 。1 级为压力在 1 2 ． 5 ～ 2 0 MP a之间 ， 对 F Z G 的要求 为 5 ～ 6级 ， 2级 为 压力 在 2 0 ～ 2 5 MP a之 间 ． 对 F Z G的要求为 7 9级 ， 3级为 2 5 ～ 3 0 MP a之间．对 F Z G 的要求为 1 O级。对于工程机械液 压系统 ， 压力通常在 R E 9 0 2 2 0分级中的 3级或更高 。因此应选择 F Z G为 1 0级或 以上的液压油。 我 国的液压油 国家标 准 中 HM、 H V、 HS液压油在 F Z G的要求上均为不小于 1 0级 3 2 及其以上粘度级 别 。对 于工 程 机 械来 讲 ，压 力 等 级 通 常 属 于 R E 9 0 2 2 0标准分级 中的 3级或更 高 ， 因此 ， 应选择抗磨液 压油 ， 至于选择 H M、 H V、 HS中哪个质量级别 ， 要结合 5 ． 1 节进行选择。 为了评价液压油 的抗磨性 ，国外液压元件制造商 推 出了一些高压 台架泵标准试验 ， 比如 E A T O N公 司的 3 5 VQ 2 5 A 高压 叶 片泵 台架 、 比如 D E N I S O N 公 司 的 T 6 H2 0 C双泵 柱塞泵 和叶片泵 试验 台架及 日本工程 机械协会 J C MA 关 于液压油规格 J C MA S H K规格 中 引入 的小松的 H P V 3 5 3 5的高压柱塞泵试验 。建议 用 户在选择抗磨液压油时， 除了考虑 F Z G的等级之外 ， 还 可以尽可能选择通过高压泵试验的油品。 5 ． 3对于液压油清洁度的选择 R E 9 0 2 2 0标准 中提 到【 3 】 ， 保证 轴 向柱塞泵正 常使 用的清洁度最低要求为 N A S 9级 ， 如在高温 9 0 ～ 1 1 5 o C 下使用 ， 清洁度应提高一个等级 ， 最低等级应为 8级 。 可以使 用过滤器 ， 要求过滤器的 值大于 1 0 0 ， 以保证 过滤效率。 6 小结 根据 国际和我 国分类标准 。液压油产品包括很 多 大类 ， 根据工程机械液压系统的特点 ， 适用于工程机械 液压系统 的液压油为分类标准 中的矿物油型和合成烃 型液压油 ，但这其 中又包括许多粘度级别和不 同的质 量等级 。在工程机械用液压油的粘度等级、 质量等级的 选择上 ， 要考虑液压系统或液压件要求的最高粘度 、 最 低粘度及最优粘度范 围。同时还要考虑油品的粘度指 数、 工程机械使用 时工况条件 高、 低 温的温度 范围要 求 及不 同粘度等级油品对液压泵总效率的影响。对于 液压油抗磨性 的选择 ， 可根据液压系统的压力范围， 来 选择达到不 同 F Z G等级 的油品。同时对于液压油 的清 洁度等关键指标 ， 也要重点考虑。 参考文 献 【 1 】 G B 1 1 1 1 8 ． 1 - 2 0 1 1 ， 液 压 油 L - HL 、 L - HM、 L - HV、 L - HS 、 L H G [ S ] ． 【 2 】 S a t o s h i o h k a w a e c t ． ， A n e w h y d r a u l i c fl u i d s p e c i fi c a t i o n [ D ] ． HK T h e 1 l t h Th e An n u a l F u e l s a n d L u b e s As i a Co n f e r e n c e ， 2 0 0 5 ． [ 3 ]H y d r a u l i c F l u i d s o n a Mi n e r a l O i l B a s i s f o r A x i a l P i s t o n U n i t s [ Z 】 ． HK R E XR O T H C a t a l o g ，9 0 2 2 0 ／ 1 2 ．9 5 ． 51