液壓油就是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、抗磨、系統(tǒng)潤(rùn)滑、防腐、防銹、冷卻等作用。本文興迪源機(jī)械帶來液壓油的作用與特性詳解。
一、潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件：
液壓系統(tǒng)工作時(shí)總是會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件,術(shù)語稱摩擦副。
為了保證潤(rùn)滑,減少摩擦磨損,油的黏度必須保持在一定范圍內(nèi)。因?yàn)?黏度過高,不易進(jìn)入摩擦副之間:黏度過低,在摩擦副之間就停留不住,特別是在摩擦副承受很大壓力、相互高速運(yùn)動(dòng)時(shí)(見圖3-4)。
圖3-4液壓油潤(rùn)滑摩擦副
一般較理想的工作黏度范圍為30~50m㎡/s,隨設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型不同而變，一般至少應(yīng)該在10~800m㎡/s之間。
二、保護(hù)與液壓油接觸的表面：
一般而言,礦物油不會(huì)腐蝕金屬,可以保護(hù)與之接觸的金屬表面。但液壓油 中的水、空氣會(huì)腐蝕金屬。
在有些應(yīng)用場(chǎng)合,很難完全避免水進(jìn)入液壓油,例如一些船舶液壓。加入彌散添加劑(類似家用洗滌劑)后,在水含量不超過5%時(shí),都會(huì)自動(dòng)形成細(xì)微的油包水的乳化滴，從而不影響潤(rùn)滑膜的形成,也不會(huì)腐蝕金屬。
在液壓油中加入所謂消泡劑,可以提高其空氣分離能力。
三、散熱：
機(jī)械設(shè)備工作時(shí)不可避兔會(huì)由于摩擦或液壓油泄漏產(chǎn)生熱,造成溫度上升，對(duì)設(shè)備中的元件帶來不利影響,因此,期望流動(dòng)的液壓油可以把這些熱量帶走。
從這點(diǎn)出發(fā),希望液壓油有好的導(dǎo)熱性和高的熱容量?？上?，在這方面，普通礦物油的能力只有水的一半。
四、帶走雜質(zhì)：
設(shè)備工作時(shí)部件難免會(huì)發(fā)生磨損,有剝落物。液壓油的流動(dòng)有利于帶走雜質(zhì)。
五、可壓縮性：
液體也是可壓縮的。如果壓力增高至40MPa,礦物油體積會(huì)縮小的3%。
液體中混有的未溶解空氣會(huì)增高液體的可壓縮性。
在正常大氣壓力條件下,液體中總含有一定量的溶解空氣。而液體對(duì)空氣的溶解能力,會(huì)隨著壓力和溫度的下降而下降,已溶解的空氣會(huì)釋出,就會(huì)增加液體的可壓縮性。
在高壓力、大容量情況下用液體去驅(qū)動(dòng)負(fù)載,就像用一根彈簧去推動(dòng)一個(gè)物體,不易準(zhǔn)確定位。
六、熱脹冷縮：
液體也會(huì)熱脹冷縮。
溫度每上升50℃,礦物油體積會(huì)膨脹約3%。如果被密閉在一個(gè)容器里，無法膨脹,就會(huì)導(dǎo)致壓力增高約40MPa。這很可能損壞管道及液壓件,所以采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。
七、工作持久性：
液壓油的價(jià)格,好的,每噸3、4萬元,次的也在1萬多元以上。所以都希望液壓油可以長(zhǎng)期使用,終生不換。但不利影響是多方面的。
1)化學(xué)不相容
液壓系統(tǒng)中的密封圈、軟管等,含有天然或人造高分子材料。如果與液壓油不相容,長(zhǎng)期工作后就會(huì)發(fā)生侵蝕膨脹。
一般把密封圈、軟管浸泡在熱油中24小時(shí),之后檢測(cè)膨脹率,超過一定值， 就認(rèn)為化學(xué)不相容。
2）氣蝕
在封閉管道中,通流截面小處,流速高。
在液體分子一心一意往前沖的時(shí)候，相互間，以及撞擊管壁的力就會(huì)減小，宏觀來說,就是壓力降低。這也符合能量守恒定律,壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
因此，在流速增高的地方,液體的壓力會(huì)降低,甚至可能形成負(fù)壓。手動(dòng)噴器(見圖3-5)、一些抽真空機(jī)就是根據(jù)此原理工作的。
圖3.5手動(dòng)噴霧器工作原理
在低壓區(qū),除了原先溶解的空氣會(huì)分離出來外,甚至,液壓油也 變?yōu)檎魵?出現(xiàn)氣泡?；煊袣馀莸囊簤河涂焖龠M(jìn)入大截面區(qū)時(shí),流速變慢,壓力又會(huì)升高(見圖3-6a),氣泡被快速壓縮爆炸,造成局部沖擊力,使相接觸的固體表面發(fā)生剝蝕,出現(xiàn)海綿狀小孔 （見圖3-6b）,這種現(xiàn)象被稱為“氣蝕”。
圖3-6氣蝕 a)氣蝕原理示意b)被氣蝕破壞的閥塊
氣蝕會(huì)降低液壓元件的使用壽命,也會(huì)加速油液老化發(fā)黑。
氣蝕很難完全避免,只有設(shè)法減少。如,減少氣體混入油中,避免讓液流直接沖擊固體表面,等等。
3)老化
礦物油,長(zhǎng)期使用后,不僅黏度會(huì)下降,還會(huì)分泌出酸性、帶負(fù)電荷的糊狀沉積物,這種現(xiàn)象稱老化。這種沉積物會(huì)堵塞液流通道,特別是在液壓閥中,小的節(jié)流口處,使元件失效。而且一日產(chǎn)生,很難清除。因此,是要盡力避免的。
1)造成老化的原因如下:
①氧化:礦物油是碳?xì)浠衔?氧化后會(huì)形成酸酯；
?、谒?酯遇水會(huì)分解；
?、厶?xì)浠衔锸芨邏杭羟袝?huì)裂化；
?、芫酆?碳?xì)浠衔锘ヂ?lián),形成大分子團(tuán)。
2)影響老化過程的因素:油液的老化程度一般可通過其酸性一一中和數(shù)來判斷。
?、儆鸵褐械臍夂退畷?huì)加快老化(見圖3-7)；
?、谟苫覊m等固體顆粒引起的污染,特別是金屬(尤其是非鐵金屬)的催化作用，都會(huì)加速礦物油老化；
?、鄹邷匾矔?huì)加速老化,一般,在70℃以上,溫度每升高10℃,老化速度便增加一倍；
④高壓也會(huì)加速老化。
圖3-7液壓油的老化試驗(yàn)
1一不含水、氣2一含3%未溶解的氣3一含2.5%水4一含8%未溶解的氣
(試驗(yàn)工況:25MPa,70℃)
在礦物油中加入某些化學(xué)物質(zhì)—添加劑,可以改善油的物理、化學(xué)特性，如改善黏溫特性,降低凝點(diǎn),減小摩擦系數(shù),阻礙泡沫產(chǎn)生并促使其破裂，減緩氧化,減少對(duì)金屬的銹蝕等等。據(jù)此,液壓油被分為:未加添加劑( H）、加有一般抗老化抗腐蝕添加劑(HL)、加有特殊的耐高壓抗磨損添加劑(HM）的，等等。
因?yàn)榧尤肓硕喾N添加劑,現(xiàn)代液壓油的特性與普通礦物油已有很大差別。因此,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的液壓油,對(duì)于液壓系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮、可靠操作、工作持久性以及經(jīng)濟(jì)性,都是非常重要的。
【興迪源機(jī)械簡(jiǎn)介】
興迪源機(jī)械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機(jī)械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營(yíng)產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。
興迪源機(jī)械是先進(jìn)輕量化成形技術(shù)的提供者，從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)、模具研制、方案定制，直至最終交付及提供增值服務(wù)，我們?yōu)榭蛻籼峁┑牟粌H僅是一臺(tái)設(shè)備，而是一整套智能制造成形方案。
部分文段和圖片摘自：
《白話液壓》
作者：張海平
由興迪源機(jī)械編輯
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