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​液压油的作用与特性、分类及选用

作者: 时间:2019-03-14 12:09

液压油是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质,在液压系统中起着能量传递、抗磨、系统润滑、防腐、防锈、冷却、密封等作用。液压油是一种传递压力(动力)的专用油,它分为普通液压油、抗磨液压油和低凝点液压油等几种。而工程机械液压油是针对工程机械及压铸机的实际工作环境要求而研发的液压系统专用油,与其它液压油相比工程机械液压油具有更好的抗磨性、防锈性、抗乳化性、抗氧化安定性、水解安定性和热稳定性。下面小编来为大家介绍液压油的作用与特性、分类及选用、当做润滑油使用的危害、变黑的原因、更换的注意事项。一起来看看吧!

​液压油的作用与特性、分类及选用

液压油的作用与特性

1、润滑运动部件

液压系统工作时总是会有相对运动的部件,术语称摩擦副。为了保证润滑,减少摩擦磨损,油的黏度必须保持在一定范围内。因为,黏度过高,不易进入摩擦副之间;黏度过低,在摩擦副之间就停留不住,特别是在摩擦副承受很大压力、相互高速运动时(见下图)。

​液压油的作用与特性、分类及选用

一般较理想的工作黏度范围为30~50mm²/s,随设备的结构类型不同而变,一般至少应该在10~800mm²/s之间。

2、保护与液压油接触的表面

一般而言,矿物油不会腐蚀金属,可以保护与之接触的金属表面。但液压油中的水、空气会腐蚀金属。在有些应用场合,很难完全避免水进入液压油,例如一些船舶液压。加入弥散添加剂(类似家用洗涤剂)后,在水含量不超过5%时,都会自动形成细微的油包水的乳化滴,从而不影响润滑膜的形成,也不会腐蚀金属。在液压油中加入所谓消泡剂,可以提高其空气分离能力。

3、散热

机械设备工作时不可避免会由于摩擦或液压油泄漏产生热,造成温度上升,对设备中的元件带来不利影响。因此,期望流动的液压油可以把这热量带走。从这点出发,希望液压油有好的导热性和高的热容量。可惜,在这方面,普通矿物油的能力只有水的一半。

4、带走杂质

设备工作时部件难免会发生磨损,有剥落物。液压油的流动有利于带走杂质。

5、可压缩性

液体也是可压缩的。如果压力增高40MPa,矿物油体积会缩小约3%。液体中混有的未溶解空气会增高液体的可压缩性。在正常大气压力条件下,液体中总含有一定量的溶解空气。而液体对空气的溶解能力,会随着压力和温度的下降而下降,已溶解的空气会释出,就会增加液体的可压缩性。在高压力、大容量情况下用液体去驱动负载,就像用一根弹簧去推动一个物体,不易准确定位。

6、热胀冷缩

液体也会热胀冷缩。温度每上升50°C,矿物油体积会膨胀约3%。如果被密闭在一个容器里,无法膨胀,就会导致压力增高约40MPa。这很可能损坏管道及液压件,所以必须有适当的预防措施。

7、工作持久性

液压油的价格,好的,每吨3、4万元,次的也在1万多元以上。所以,理想的是可以长期使用,终生不换。但不利影响是多方面的。

(1)化学不相容液压系统中的密封圈、软管等,含有天然或人造高分子材料。如果与液压油不相容,长期工作后就会发生侵蚀膨胀。一般把密封圈、软管浸泡在热油中24小时,之后检测膨胀率。超过一定值,就认为化学不相容。

(2)气蚀

如在1.2节已提及,在封闭管道中,通流截面小处,流速高。在液体分子全都一心一意往前冲的时候,相互间,以及撞击管壁的力就会减小,宏观来说,就是压力降低。这也符合能量守恒定律,压力能转化为动能。因此,在流速增高的地方,液体的压力会降低,甚至可能形成负压。手动喷雾器(见下图),一些抽真空机就是根据此原理工作的。

​液压油的作用与特性、分类及选用

在低压区,除了原先溶解的空气会分离出来外,甚至,液压油也会变为蒸气,出现气泡。混有气泡的液压油快速进入大截面区时,流速变慢,压力又会升高(见下图)。

​液压油的作用与特性、分类及选用

气泡被快速压缩爆炸,造成局部冲击力,使相接触的固体表面发生剥蚀,出现海绵状小孔(见图),这种现象被称为“气蚀”。气蚀会降低液压元件的使用寿命,也会加速油液老化发黑。

​液压油的作用与特性、分类及选用

气蚀很难完全避免,只有设法减少。如,减少气体混入油中,避免让液流直接冲击固体表面,等等。

(3)老化矿物油,长期使用后,不仅黏度会下降,还会分泌出很黏稠的酸性、带负电荷的糊状沉积物,这种现象称老化。这种沉积物会堵塞液流通道,特别是在液压阀中,小的节流口处,使元件失效。而且一旦产生,很难清除。因此,是要尽力避免的。

①造成老化的原因

a、氧化:矿物油是碳氢化合物,氧化后会形成酸酯。

b、水解:酯遇水会分解。

c、碳氢化合物受高压剪切会裂化。

d、聚合:碳氢化合物互联,形成大分子团。

②影响老化过程的因素油液的老化程度一般可通过其酸性——中和数来判断。

a、油液中的气和水会加快老化(见下图)。

b、由灰尘等固体颗粒引起的污染,特别是金属(尤其是非金属)的催化作用,都会加速矿物油老化。

​液压油的作用与特性、分类及选用

c、高温也会加速老化。一般,在70℃以上,温度每升高10℃,老化速度便增加一倍。

d、高压也会加速老化。在矿物油中加入某些化学物质——添加剂,可以改善油的物理、化学特性,如改善黏温特性,降低凝点,减小摩擦系数,阻碍泡沫产生并促使其破裂,减缓氧化,减少对金属的锈蚀,等等。据此,液压油被分为:未加添加剂(H)、加有一般抗老化抗腐蚀添加剂(HL)、加有特殊的耐高压抗磨损添加剂(HM),等等。


液压油的分类及选用

一、液压油的分类

液压系统要求液压油具有粘度和粘温特性、氧化安定性和热氧化安定性、防锈性和防腐蚀性、抗磨性、抗乳化性和水解安定性、消泡性和放气性等等,按其组成可分为如下几种。

1、矿物油型和合成烃液压油

(1)HH液压油:属于不含任何添加剂的精制矿物油。

(2)HL液压油:精制矿油中加有防锈、抗氧剂。适用于一般机床的液压箱、主轴箱和齿轮箱。使用效果优于我国过去生产过的机械油。

(3)HM液压油:在HL液压油基础上改善了抗磨性能,具有抗氧、防锈和抗磨性的油品。抗磨损性突出,可延长高压液压油泵的寿命,属于用量较多的抗磨液压油。

(4)HR液压油:属于具有高粘度指数(加有粘度指数改进剂)的抗氧防锈型液压油。适用于环境温度变化大的中低压液压系统。

(5)HG液压油:属于加有抗粘滑添加剂的抗磨液压油。在低速下有良好的抗粘滑性能(或防爬效果好)。

(6)HV和HS液压油:HV液压油是在HM液压油基础上改善了粘温特性;HS液压油无特定难燃性的合成液压油,与HV液压油相比有更低的凝点。这两种均为粘度指数大于130的低倾点抗磨液压油。但HV油主要以矿物油作基础油;HS以低温性能更优良的合成烃作基础油。HV油可用于寒区;HS用于气温更低的严寒区。

2、抗燃液压液

(1)HFAE水包油型乳化液:水包油乳化液型难燃液压液(含水大于80%),有抗燃性但润滑性较差,使用温度限于50以下。系统压力应控制在7.0MPa以下。

(2)HFAS高水基液压液:含水95%以上。

(3)HFB油包水型液压液:又称逆乳化液。含水40%。外相为油内相为相为水。抗磨性优于水包油型乳化液但略低于矿物型液压油。

(4)HFC水-乙二醇液压液:属于含聚合物水溶液型难燃液压液,含水30%~55%,乙二醇25%~45%以及水溶性稠化剂和抗磨、防锈、消泡等添加剂组成。

(5)HFDR磷酸酯液压液:抗燃性、润滑性和热稳定性均良好的耐燃液压液。但水解安定性差,对各种有机物(如涂料、漆等)具有极强的溶解力;对系统配套密封材料等有特殊要求。

二、液压油的选用

1、液压油的选用

(1)液压油品种的选择:液压设备工作环境大致可分为以下四种。

①室内、固定液压设备,环境温度变化小。

②露天、寒区或严寒区行走液压设备,环境温度变化大。

③地下、水上的液压设备,环境潮湿。

④在高温热源和明火附近的液压设备。

液压系统运行的主要工况条件是压力、温度。液压系统中包含多种液压元件,但,液压泵的转速最高、压力最大、工作温度最高、工作条件最恶劣,一般以泵的要求为依据选择液压油。

(2)液压油粘度的选择:

①液压油的年度级别是根据40℃时的运动粘度来划分的,粘度是保证液压系统处于最佳工作状态的必要条件。粘度太大,液压损失大,系统效率低,油泵吸油困难;粘度太小,油泵内渗漏量大,容积损失增加,同样会使系统效率降低。因此,必须针对油泵类型、系统的工作温度、环境选择一个适宜的粘度。液压油粘度的选择主要取决于起动、系统的工作温度和所选泵的类型。

②通常,油泵允许的最大粘度是由长期停置后系统的启动温度和泵的类型所限定。一般地,使用温度和压力高的液压系统要选用较高的年度;温度和压力较低的选用较低的粘度。不同类型的泵要求不同的最大吸入粘度、最佳粘度范围,齿轮泵最大吸入粘度一般为2000mm2/s,最佳粘度范围一般为30~115mm2/s;柱塞泵最大吸入粘度一般为1000mm2/s,最佳粘度范围一般为30~115mm2/s;叶片泵最大吸入粘度一般为500~700mm2/s,最佳粘度范围一般为25~68mm2/s。

③另外,还要根据液压系统特殊性能要求来选择液压油。液压系统的工作性能直接影响机械设备的可靠性,而液压油对液压系统的正常运行起着非常关键的作用,它同时具有传递能量、冷却、润滑、防锈等多种功能,正确使用液压油,既能最大限度地发挥液压系统的性能,又能延长液压元件的寿命,确保整机使用的可靠性和稳定性。


液压油当做润滑油使用的危害

一、液压油的粘度一般是比较小的,而润滑油的粘度一般是比较大的,因此液压油当做润滑油使用时,油膜的形成是比较困难的,而这就容易导致机器磨损比较大,甚至会带来比较严重的后果。

二、液压油与润滑油的主要作用不同,因此,它们里面的添加剂也是不同的,而两种油混用的话会导致性能的变化,甚至发生化学反应从而使得油变质,进而导致机器磨损较大。

三、液压系统的工作温度并不高,但是液压油传递的单位压力却很大。然而发动机曲轴箱的工作温度很高,加上燃烧室高温高压燃气的窜入,这就会使得液压油的各项功能更快失效,从而导致机器磨损加大,严重者会导致更大的损失。

液压油变黑的原因

第一:正常液压油颜色

正常情况下,液压油在干净的矿泉水瓶里对光观察,是呈现明亮的淡黄色,很通透。

​液压油的作用与特性、分类及选用

好的液压油没有发黑发白等情况,也不会有气泡,更不能有絮状漂浮物和沉淀,用拇指和食指捏住一点液压油,反复摩擦10多次,如果感觉手指间仍然有很滑润的感觉,这就是好油。

第二:液压油为什么变黑?

1、内部杂质:从挖掘机启动到正常施工直到关闭停机,液压部件都在高速运转,所以细微的铁屑等杂质是在所难免的,这也是油变黑的主要影响因素。

​液压油的作用与特性、分类及选用

像是泵、轴承、阀芯等部件需要紧密衔接的更容易产生磨屑,而且很‘坑爹’的是短期内不会出现也看不出什么影响,所以一经发现就是较为严重的问题。

2、新机磨合:新买的挖掘机大家一定要注意,因为在磨合期间金属类杂质产生的几率非常大,所以更换液压油的时候大家也要观察、清空旧油,也可以用棉布擦干净油箱,防止恶性循环。

​液压油的作用与特性、分类及选用

3、油封老化:这就不用多说了,油封老化势必会导致管路密封不严,所以出现液压油变黑问题也就不奇怪了。

​液压油的作用与特性、分类及选用

4、施工环境:虽然机子在出厂时都会配备保养手册明确指明保养、更换滤芯时间,但因为有相当一部分机子施工的环境非常恶劣,所以滤芯堵塞杂质过多等情况就容易出现,滤芯失去了过滤效果,久而久之液压油就会变黑。

​液压油的作用与特性、分类及选用

5、维修遗留问题:液压系统元件轻易不坏,坏了就不是小事,所以维修、清洗、更换油品等也是大家较为常见的操作,如果在维修过程中没有注意保持周围环境干净,防尘措施没有做到位,就非常容易将一部分杂质带入液压系统。

6、打破碎锤:打破碎作业的机子遇到液压油变黑的问题是非常多的,也是各位机主非常头痛的难点,因为凶悍的破碎作业不光给大家的效率增加、钱包变鼓,也增加了杂质进入的空间。


更换液压油的注意事项

1、更换质量好的液压油

在要换液压油之前,必须要注意一点是液压油的质量好坏。市面上的液压油质量参差不齐,如果选用劣质的液压油会对液压部件造成伤害,所以大家不要图便宜选择不好的油,应该更换清洁好质量的液压油。

2、未注满油时切勿启动发动机

在为挖掘机更换液压油过程中,需要注意的地方有很多。例如在油箱没有加油、液压泵和马达的腔内没有注满油的时候,记住不要启动发动机,否则会对周围人造成伤害。

3、保证换油过程的安全第一

为了保证更换液压油过程的安全,有几点注意事项不容忽视。第一,履带前、后都必须放置挡块,回转机构插上锁销。第二,挖斗、动臂、回转机构等动作时,在动作范围内不能站人,确保周围安全;第三,在换油作业现场,禁止吸烟和有明火。

4、拆装管接头应特别注意

在彻底更换更换液压油的过程中,需要对各油管接头进行拆装,操作时人最好戴好防护眼镜,要尽量避开接头泄油的方向,在确认管路无压力时再拆卸,在拆装时,应该特别注意不能损伤液压系统各管接头的结合面和螺纹等地方。

5、液压泵、油缸的排气

在加注液压油并接好各管接头后,还必须再一次排放液压泵、液压油缸中的残存空气,如果不排放的话,残存空气会引起润滑不良、振动、噪声及性能下降等等。

6、换液压油要当天完成

挖掘机液压油的更换最好要当天就完成,不要过一晚再继续换,因为夜晚温度会降低,空气中的水分容易形成水蒸气,凝结成水滴或结霜,进入系统之后会造成金属零件锈蚀。


上述是小编为大家讲解的液压油的作用与特性、分类及选用、当做润滑油使用的危害、变黑的原因、更换的注意事项。希望这些知识能够帮助到大家!可见,液压油的作用重要程度相信大家都心知肚明,作为挖掘机的血液,液压油不仅要每天检查、严格按照更换周期更换,还要在更换的油量方面控制不能多更不能少。这可不是危言耸听,很多机友觉得液压油更换只要保证油品质量没问题就可以,至于油量多了少了,对挖掘机本身不会造成影响,真的是这样吗?其实不然,挖掘机液压油加多了会增大液压系统的阻力,工作空间变小,如果液压油加注太多,可能会将液压油箱上的透气滤(放气阀)顶坏。而液压油缺少后,造成液压泵吸油吸空,会导致系统温度过高,液压泵噪音异响,会对液压泵组件磨损加剧,严重的情况下会出现液压泵损毁。