第二章 液压油

系统 。 7）高粘度指数液压油：用于数控精密机床 ）高粘度指数液压油： 及高精度坐标镗床的液压系统。 及高精度坐标镗床的液压系统。 8）洁净液压油：用于高精度、高响应的电 ）洁净液压油：用于高精度、 液伺服系统。 液伺服系统。 9）其它专用液压油：专用 。ຫໍສະໝຸດ Baidu）其它专用液压油： 2.抗燃液压液 抗燃液压液 （1）合成型 ） 乙二醇液:用于要求防火的液压系统， ①水-乙二醇液:用于要求防火的液压系统， 温度范围为-18~65℃ 65℃。 温度范围为-18 65℃。 磷酸脂液：温度范围为-54~135℃ 135℃， ②磷酸脂液：温度范围为-54 135℃，可以 压工作。 高压工作。
二、液压油的种类 1.石油基液压油 石油基液压油 1）机械油：通用润滑油，用于不重要的液 ）机械油：通用润滑油， 压系统。 压系统。 2）汽轮机油：比机械油性能好。 ）汽轮机油：比机械油性能好。 3）普通液压油：用于高精密机床或要求较 ）普通液压油： 高的中、低压系统。 高的中、低压系统。 4）液压导轨油：用于机床液压和导轨润滑 ）液压导轨油： 合用的系统。 合用的系统。 5）抗磨液压油：用于-15℃以上的高压、高 ）抗磨液压油：用于-15℃以上的高压、 以上的高压 速工程机械、矿山机械和车辆液压系统。 速工程机械、矿山机械和车辆液压系统。 6）低温液压油：用于-25 -35℃的户外高压 ）低温液压油：用于-25~-35℃的户外高压
a.显微镜颗粒计数法 b.自动颗粒计数法 3.固体颗粒污染等级 固体颗粒污染等级 等级代号18/13表示在1ml工作液体中 18/13表示在 例：等级代号18/13表示在1ml工作液体中 大于5 m颗粒数量在>1300 2500个之间 >1300~2500个之间, 大于5µm颗粒数量在>1300 2500个之间,大于 15µm的颗粒数量在>40 80个之间 >40~80个之间。 15 m的颗粒数量在>40 80个之间。 4.液压油的污染控制 液压油的污染控制 1）对元件和系统进行清洗； ）对元件和系统进行清洗； 2）防止污染物从外界侵入； ）防止污染物从外界侵入； 3）采用合适的滤油器； ）采用合适的滤油器； 4）控制液压油的温度； ）控制液压油的温度； 5）定期检查和更换液压油。 ）定期检查和更换液压油。
2）压力高用高粘度液压油，反之，则相反； ）压力高用高粘度液压油，反之，则相反； 液压油 3）运动速度高用低粘度液压油，反之，则 速度高用 液压油， ）运动速度高 低粘度液压油 反之， 相反。 相反。 液压油的污染及其控制 四、液压油的污染及其控制 液压系统的故障有75%是由于油液污染 75%是由于油液污染所引 液压系统的故障有75%是由于油液污染所引 起的。 起的。 1.污染的原因及危害 污染的原因及危害 （1）污染物的来源 ） 液压装置组装时残留下的污染物（如切屑、 ①液压装置组装时残留下的污染物（如切屑、 毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等） 毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等） 从周围环境混入的污染物（如空气、尘埃、 ②从周围环境混入的污染物（如空气、尘埃、 水滴等） 水滴等）
粘 度
（1）粘温曲线 1 查手册。 查手册。 （2）经验公式
L U H 0
VI=0 待测液体粘 温线 VI=100
µt = µ0e
−λ(t −t0 )
≈ µ0 (1−λ∆t)
40° 40°C 100 °C
温度
温度为t 时的动力粘度； 式中 µ0， µt——温度为 0、t时的动力粘度； 温度为 时的动力粘度 ，
第二章 液压油
第一节 液体的物理性质
一、液体密度 一般认为液压油的密度为900kg/m3 一般认为液压油的密度为 二、可压缩性 液体受压力作用而使体积减小的性质称为液 体的可压缩性。 体的可压缩性。 体积压缩系数 负号表示压力增加时，体积减小。 负号表示压力增加时，体积减小。 体积弹性模量 体积弹性模量
常温下， 常温下，纯净液压油的体积弹性模量 K=（1.4~2.0）×109Pa,实际中常采用有效体积弹 （ ） , 性模量K=(0.7~1.4) ×109Pa。 性模量 。 对于一般液压系统， 对于一般液压系统，可认为油液是不可压缩 的。 在变动压力下， 在变动压力下，液压油 的可压缩性的作用象一 根弹簧。 根弹簧。当外力发生 的变化时， 的变化时，
du 内摩擦阻力 T = µA dy du 切应力 τ = µ dy
µ的单位：Pa⋅s（N⋅s/m2）、 的单位：Pa⋅
Pa⋅ P （泊） 1 Pa⋅s=10P
（2）运动粘度ν
µ ν= ρ
单位： /s(cSt,厘斯 厘斯) 单位：mm2/s(cSt,厘斯)、m2/s GB3141规定：40° GB3141规定：40°C时该液体的运动粘度中 规定 心值作为它们的牌号。 心值作为它们的牌号。 注意:不同介质的流体要比较粘性的大小, 注意:不同介质的流体要比较粘性的大小, 只能用动力粘度µ来比较 来比较。 只能用动力粘度 来比较。 例：20 °C水的运动粘度ν水=1×10-6 m2/s,密 水的运动粘度 × 密 度ρ水=1000 kg/m3, 20 °C空气的运动粘度ν空气 空气的运动粘度 =15×10-6 m2/s, 密度 空气=1.2 kg/m3 密度ρ ×
3.气穴和气蚀的预防措施 气穴和气蚀的预防措施 1）保证液压系统中的油压高于空气分离 ） 压； 2）保证液压系统密封良好； ）保证液压系统密封良好； 3）提高零件的机械强度和降低零件的表 ） 面粗糙度，采用抗腐蚀能力强的金属材料。 面粗糙度，采用抗腐蚀能力强的金属材料。
调合油的粘度可由下列经验公式计算： 调合油的粘度可由下列经验公式计算：
a°E +b°E2 −c(°E −°E2 ) 1 1 °E= 100
式中° 为混合前两种油液的粘度， 式中°E1、 °E2为混合前两种油液的粘度，取 °E 1＞ °E 2 为混合后调合油的粘度； °E为混合后调合油的粘度； a、b为参与调合的两种油液所占的百分 比（a+b=100) c为实验系数，查表。 为实验系数，查表。
1.气穴和气蚀的危害性 气穴和气蚀的危害性 1）使系统不能正常工作； ）使系统不能正常工作； 2）使系统性能恶化，容积 ）使系统性能恶化， 效率降低； 效率降低； 3）降低液压元件的使用寿 ） 命。 2.系统产生气穴的可能部 系统产生气穴的可能部 位 1）泵的吸液管路中； ）泵的吸液管路中； 2）系统的管路或元件的通 ） 道中特别狭窄的地方； 道中特别狭窄的地方； 3）带大惯性负载的执行元件在运转中突 ）带大惯性负载的执行元件在运转中突 元件 然停止或换向。 然停止或换向。
注意：VI高 注意：VI高，说明粘度因温度变化而改变较 小，并不说明粘度的大小。 并不说明粘度的大小。 对于液压系统，一般VI≥90。 对于液压系统，一般VI≥90。 VI≥90
第二节 液压传动用的液压油
一、液压传动对液压油的性能要求 1.适当的粘度和良好的粘温特性 适当的粘度和良好的粘温特性； 1.适当的粘度和良好的粘温特性； 良好的润滑性； 2.良好的润滑性； 空气分离压、 饱和蒸汽压及流动点要低， 3 . 空气分离压 、 饱和蒸汽压及流动点要低 ， 闪点、燃点要高； 闪点、燃点要高； 良好的化学稳定性； 4.良好的化学稳定性； 质地纯净， 抗泡沫性和抗乳化性好， 5 . 质地纯净 ， 抗泡沫性和抗乳化性好 ， 良 好的防腐蚀性，防锈性好； 好的防腐蚀性，防锈性好； 对涂料和密封件有良好的相容性； 6.对涂料和密封件有良好的相容性； 7.对人体无害 成本低。 对人体无害， 7.对人体无害，成本低。
则 µ 水= ν水ρ水= 1×10-6× 1000=10-3 Pa·s × µ = ν空气ρ空气= 15×10-6× 1.2=1.8 × 10-5 Pa·s × 因此水的粘度比空气大。 因此水的粘度比空气大。 （3）相对粘度（条件粘度） ）相对粘度（条件粘度） 恩氏粘度用恩氏粘度计测定。 恩氏粘度计测定 恩氏粘度用恩氏粘度计测定。 恩氏粘度° 恩氏粘度°E=t1/t2 恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系为 ν=7.31°E-6.31/ °E (cSt) ° （4）调合油的粘度°E ）调合油的粘度° 调合油： 调合油：两种不同粘度的液压油按适当的比例 混合起来。 混合起来。
第三节 液压冲击和气蚀现象
一、液压冲击 液压系统中，由于某种原因引起油压瞬时 液压系统中，由于某种原因引起油压瞬时 急剧上升，产生很高的压力峰值， 急剧上升，产生很高的压力峰值，这种现象称 为液压冲击。 为液压冲击。 1.产生液压冲击的原因 产生液压冲击的原因 1）管道中液体流速突然降为零； ）管道中液体流速突然降为零； 2）因工作部件的惯性； ）因工作部件的惯性； 3）某些液压元件的动作不灵敏。 ）某些液压元件的动作不灵敏。 2.液压冲击的危害及减少措施 液压冲击的危害及减少措施
λ ——系数。 系数。 系数
（3）粘度指数VI 粘度指数VI VI=100 100（ 当0≤VI<100 时，VI=100（L-U）/（L-H） VI<100 /0.00715） 当VI≥100时，VI=（10N-1 /0.00715）+100 VI≥100时 VI=（ 其中
N = (lg H −lgν) / lgν
③在工作过程中产生的污染物（如金属微 在工作过程中产生的污染物（ 锈斑、涂料剥离片、密封材料剥离片、 粒、锈斑、涂料剥离片、密封材料剥离片、水 气泡、液压油变质后的胶状生成物等） 分、气泡、液压油变质后的胶状生成物等） 原因：外界侵入、 原因：外界侵入、内部产生 （2）污染的危害 ） 使液压元件早期损坏，影响寿命； ①使液压元件早期损坏，影响寿命； 影响系统的性能、精度、可靠性。 ②影响系统的性能、精度、可靠性。 2.固体颗粒污染度的测定 固体颗粒污染度的测定 污染度： 污染度：单位容积工作液体中固体颗粒污 染物的含量。 染物的含量。 （1）称重法 ） （2）颗粒计数法： ）颗粒计数法：
∆F ∆pA A2 = K 液压弹簧的刚度 Kh = − = − ∆l ∆l V
三、液体的粘性 1.粘性 粘性：液体受外力作用而流动时，液体内部 粘性：液体受外力作用而流动时，液体内部 产生摩擦力的性质。 摩擦力的性质 产生摩擦力的性质。 2.粘度 粘度：描述液体粘性大小的指标。 粘度：描述液体粘性大小的指标。 （1）动力粘度µ
危害：损坏液压元件， 危害：损坏液压元件，引起系统的振动和噪 声。 减少措施： 减少措施： （1）缓慢开闭阀门或减慢阀芯的换向速度； ）缓慢开闭阀门或减慢阀芯的换向速度； （2）限制油液的流速； ）限制油液的流速； （3）在系统中设置蓄能器和安全阀； ）在系统中设置蓄能器和安全阀； （4）在液压元件中设置缓冲装置； ）在液压元件中设置缓冲装置； （5）采用橡胶软管吸收液压冲击时的能量。 ）采用橡胶软管吸收液压冲击时的能量。 二、气穴和气蚀现象 在液流中，由于压力降低到有气泡形成 气泡形成的现 在液流中，由于压力降低到有气泡形成的现 称为气穴现象。 象，称为气穴现象。 因气穴现象而产生的零件剥蚀称为气蚀现象。 零件剥蚀称为气蚀现象 因气穴现象而产生的零件剥蚀称为气蚀现象。
3.粘度与压力的关系 3.粘度与压力的关系
νp= ν0(1+0.003p)
式中νp， ν0分别为油液在压力p时和相对压力 为0时的运动粘度。 时的运动粘度。 当压力在20MPa以下时， 当压力在20MPa以下时，压力对粘度的影 20MPa以下时 响不大 可以忽略不计。 响不大，可以忽略不计。 4.粘度与温度的关系 4.粘度与温度的关系 温度升高， 温度升高，粘度降低 。
③硅油：用作减振器油。 硅油：用作减振器油。 （2）油水乳化型 ） 水包油乳化液： ①水包油乳化液：用于液压支架和水压机系 统。 油包水乳化液：抗燃、润滑性、 ②油包水乳化液：抗燃、润滑性、防锈性较 好。 （3）高水基 ） 海水或淡水 三、液压油的选用 1.正确选择工作液体的类型 正确选择工作液体的类型 正确选择工作液体的 2.正确选择工作液体的粘度 正确选择工作液体的粘度 正确选择工作液体的 1）温度高用高粘度液压油，反之，则相反； 液压油， ）温度高用高粘度液压油 反之，则相反；