液压油基础知识

液压油、液力传动油的作用

  • 内容:

    液压油是借助于处在密闭容积内的液体压力能来传递能量或动力的工作介质。液力传动油是借助于处在密闭容积内的液体动能来传递能量或动力的工作介质。

    液压油、液力传动油的作用一方面是实现能量传递、转换和控制的工作介质,另一方面还同时起着润滑、防锈、冷却、减震等作用。

液压油质量与液压系统故障

  • 内容:

    液压系统发生故障主要是设备的机械故障和操作失误造成的,与液压油质量相关的系统故障大致分以下几个方面:

    (1)液压油系统油温过高而自动停机,可能是液压油黏度过高,摩擦阻力增大而发热;又因油温太高使油品黏度变低,造成系统内泄漏,油泵容积效率下降,磨损增加。

    (2)液压系统压力不稳或不足,可能是选用液压油黏度过低,油中混人空气或油品抗泡性差,油品空气释放性差。

    (3)系统内混入空气、水或其他油品,特别是混入含有清净剂较多的柴油机油。

如何防止液压油使用中被污染

  • 内容:

    (1)应注意及时更换不良的密封件,例如采用降低液压油泵的安装高度,正确选择合适黏度、质量等级液压油,防止空气混入;

    (2)使用过程中或保管过程中要防止混入水,注意油箱、桶加盖,盛油容器保持清洁;

    (3)防止固体杂质混入油中,加油前要清洁油箱内部,管线要清洗吹通,定期换油滤器;

    (4)防止液压油中产生胶质状物质,这种物质产生于油箱涂漆层,要选择耐油的接触物;

          (5)根据系统要求,选用不同过滤精度的过滤器。

如何解决液压系统中混入水问题

  • 内容:

    1) 水进入液压系统大致有3个途径

    机械故障如密封不好,冷却盘管渗漏使水进入油中;

    在湿热的气候下,油箱呼吸而带人;

    工作环境潮湿,雨、雪、融冰产生水的污染。

    2) 水对液压系统的危害

    能够与液压油起反应,形成酸、胶质和油泥,水也能析出油中的添加剂;水的最主要影响是降低润滑性,溶于液压油中的微量水能加速高应力部件的磨损,仅从含水(100~400)×10-6的矿物油滚动轴承疲劳寿命研究表明,轴承寿命降低了30%-70%。水能造成控制阀的黏结,在泵人口或其他低压部位产生气蚀损害,腐蚀、锈蚀金属。

    3) 解决的办法

    加强油中水含量的监测;室外使用的液压设备,最好用防风雨帐篷;加强系统密封措施、防水进入。油箱呼吸孔装干燥器;有条件的系统可安装“超级吸附型”干燥过滤器。

液压油在使用中应监测哪些项目?液压油的换油标准是什么?

  • 内容:

    液压油在使用中主要监测油品的外观、黏度变化、色度变化、酸值变化、水分、杂质、戊烷不溶物、腐蚀等项目,定期检测这些项目可以提早发现问题,采取相应措施,避免发生故障。中国已颁布布了HL、HM油换油指标,分别为SI-I/or 0476和SitT 0599,原则上,使用中的液压油有一项指标达到换油指标时应更换新油。

液压油的选用原则是什么?

  • 内容:

    根据工作环境和工况条件来选用油,见表5—2。

    5—2根据工作环境和工况条件来选用液压油

    环境(工况)

    系统压力7.0Mpa以下系统温度50℃以下

    系统压力7~14Mpa以下系统温度50℃以下

    系统压力7~14Mpa以下系统温度50~80℃

    系统压力14Mpa以上系统温度80~100℃

    室内固定液压设备

    HL液压油

    HL或HM液压油

    HM液压油

    HM液压油

    露天寒区和严寒区

    HV或HS液压油

    HV或HS液压油

    HV或HS液压油

    HV或HS液压油

    地下、水上

    HL液压油

    HL或HM液压油

    HL或HM液压油

    HM液压油

    高温热源或旺火附近

    HFAE HFAS液压油

    HFB HFC液压油

    HFDR液压油

    HFDR液压油

    根据摩擦副的形式及其材料选用液压油,见表5-3.

    5-3 根据摩擦副的形式及其材料选用液压油

    工况条件

    液压油类型

    压力大于7MPa的精密机床,14Mpa的不含青铜件的液压系统,高压叶片系统

    含锌油

    压力大于15Mpa的叶片泵和大于34Mpa的柱塞泵

    无灰油

    有电液伺候阀的系统

    清净油

    含银部件液压系统

    抗银油

    不同类型泵满足运行的黏度界限见表5-4

     

    5-4 不同类型泵满足运行的黏度界限

    泵 型

    最高黏度/(mm²/s)

    最低黏度/(mm²/s)

    齿轮泵

    2000

    20

    柱塞泵

    1000

    8

    叶片泵

    500~700

    12

    (1)一般对于室内固定设备,液压系统压力≤7 0MPa、温度50%以下选用HL油;系统压力7 O~14.0MPa、温度50℃以下选HL或HM油,温度50~80℃选HM;系统压力≥14.0MPa选HM或高压抗磨液压油。

    (2)对于露天寒区或严寒区选HV或HS油。

    (3)对于高温热源附近设备,选抗燃液压油。

    (4)对于环保要求较高的设备(如食品机械),选环境可接受液压油。

    (5)对于要求使用周期长、环境条件恶劣的液压设备选用液压油优等品;对于要求使用周期短、工况缓和的液压设备选用液压油一等品。

    (6)液压及导轨润滑共用一个系统,应选用液压导轨油。

    (7)使用电液脉冲马达的开环数控机床选用数控机床液压油,使用电液伺服机构的闭环系统,选用清净液压油。

    (8)含银部件的液压系统,选用抗银液压油。

液压油的基本性能要求是什么?

  • 内容:

    1) 具有适宜的黏度和良好的黏温性能

        黏度偏大,会使运行系统压力损失增加;黏度偏小,泵的内泄漏增大,容积效率降低;黏度过低,会使系统压力下降,磨损增加。液压系统工作的工作温度及环境温度差异较大,温度的变化必然引起油品黏度的变化,这就要求油品的黏度随温度的变化要小,即油品的黏温性能较好。

    2) 良好的润滑性

        随着液压系统的工作压力、温度、精度、功率和自动化程度的不断提高,以及液压元件的小型化、轻型化,使得液压系统滑动部位在启动和停运时大多处于边界润滑状态。为防止磨损及擦伤常在油品中添加抗磨剂,以提高油品的抗磨性能,满足润滑的要求。

    3) 优良的稳定性

        稳定性应包括:热稳定性、氧化安定性、抗腐蚀性、剪切稳定性、水解安定性、低温稳定性和存储稳定性。

    4) 良好的抗泡沫性和空气释放性

        液压系统由于各种原因可能混入空气,空气在液压油中以掺混和溶解两种状态存在。溶解在油中的空气在液压油中可能引起气穴和气蚀;掺混到油中的空气,以气泡状态悬浮在油中,它对液压油的黏度和压缩性都有影响。

    5) 与密封材料的适应性

        液压系统漏油是一个重大问题,因此要求液压油对密封垫圈等塑性材料具有不侵蚀、不收缩、不膨胀的性能。

    6) 良好的过滤性

    液压油的过滤性受油中不溶性胶质、沥青质和污染粒子的影响。随着液压技术的发展,液压控制元件的精密度要求越来越高。高压化使泵的间隙很小,这都增加了装置对油中杂质的敏感性,微小的杂质颗粒都会引起液压元件的异常磨损和失灵,所以油在进入控制元件前,必须经过过滤。这就要求液压油要具有良好的过滤性。

HV、HS液压油性能特点有何异同?

  • 内容:

           HV、HS液压油均被称为低温抗磨液压油,即是在HM基础上改善其低温性能的液压油,具有良好的低温性能和黏温特性。HV油黏度指数高达130以上,倾点比HM油低,适用于寒区;HS比HE油具有更好的黏温特性和低温性能,黏度指数更高,倾点更低,适用于严寒区。

国内目前专用液压油有哪几种?

  • 内容:

      为满足特殊液压机械和特殊应用场合,国内生产的不属于标准分类范畴的专用液压油,主要包括航空液压油、舰用液压油、抗银液压油、清净液压油、数控液压油、采煤机油、炮用液压油等,其质量性能大部分介于HL~HM之间或近于HV。

锌型抗磨液压油(有灰型)和无灰型抗磨液压油的区别?

  • 内容:

    抗磨液压油按抗磨添加剂组成主要分为含锌型抗磨液压油(有灰型)和无灰型抗磨液压油两种:含锌型抗磨液压油中所含抗磨剂主要是一烷基二硫代磷酸锌,无灰型抗磨液压油主要使用抗磨剂是硫代磷酸酯或磷酸脂类化合物,无灰型抗磨液压油具有更好的水解安定性、过滤性,对镀银部件无腐蚀。两种液压油性能比较见表5-1。

        5-1有灰型与无灰型抗磨液压油性能比较

    项 目

    有灰(锌)型油

    无灰型油

    灰分

    金属

    Zn、Ca或Ba

    总酸值(KOH)/(mg/g)

    约1.5

    约0.2

    热稳定性

    水解安定型

    一般到好

    很好

    破乳化型

    氧化安定性

    对铜、青铜腐蚀

    可能性大

    可能性小

    泵适应性(叶片泵)

    适应

    适应

    柱塞泵

    不适应

    适应

    FZG齿轮试验

    空穴

    可能

    环境污染

    可能性高

    可能性低

    多效能力

    一般到好

    极好

    成本

    中等

    较高

高压抗磨液压油与HM液压油有哪些区别?满足什么标准?

  • 内容:

       高压抗磨液压油理化指标与HM液压油优等品完全相同,在此基础上又增加了丹尼森高压叶片泵(T5D 17 5MPa)和高压柱塞泵(P46 35MPa)台架试验,完全满足美国丹尼森(enison)HF一0规格,体现了当前液压油最高水平,如MBMHF一0 46#高压抗磨液压油。

I-IM液压油一等品和优等品有何区别?

  • 内容:

         GB 11118.1__94将HM油分为一等品和优等品,一等品具有较好的抗磨性、抗氧防锈性和抗乳化性,而优等品是参照美国丹尼森公司HF一0标准制定的,增加了水解安定性、热稳定性、过滤性、剪切安定性等试验,在锈蚀和抗磨性上也提高了苛刻度。

液压油名称是如何标记的?

  • 内容:

      在GB 11118.1__94《矿物油型和合成烃型液压油》产品标准中对液压油产品名称进行了统一的规范化的标记,标记示例:

        液压油L-HM46(优等品),其中“L”表示润滑剂类别,“HM”表示抗磨液压油,“46”表示黏度等级(按GB 3141__94规定),“优等品”表不产品质量符合GB 11118.1中所规定的质量等级的档次。在实际应用中,也可称作L—HM46液压油(优等品)。

液压油的规格

  • 内容:

       欧美国家有代表性的液压油规格主要有德国国家工业标准DIN 51524.(Ⅱ)-1985(HM级)、DIN 51524(Ⅲ)-1990(HV级);法国国家标准NF E48-603-1983,包括HH、HL、HM、HV;美国unison公司规格,HF-1为抗氧防锈HL型,HF-2、HF-0为HM抗磨型规格,其中HF-0规格对水解安定性和氧化腐蚀性提出更高要求,还增设了热稳定性、过滤性和高压叶片泵及高压柱塞泵试验,代表了国际上液压油产品的最高水平。

       美国Cincinnati—Milacron公司规格,其中P-38、P-55、P-57为抗氧防锈HL型;P-68(IS032)、P-69(IS()46)、P-70(:IS068)为抗磨HM型;P-75A、P-75B和P-75(:为抗磨专用型。

        美国Vickers公司规格,主要是抗磨液压油Vickers M-2950-S(35VQ25t,)和Vickers I-286-S(V-104C)两种规格。

       ISO国际标准化组织规格,ISO/T(:28/SC4分技术委员会已出台了.[SO 11158—1997(包括HL、HM、HG、HV、HS)矿物油型和合成烃型液压油产品标准,ISO 12922—1999难燃液压液,ISO/I)IS 15380-2000环境可接受的液压油产品标准。已将环保型绿色液压油正式列到规格标准中。国外液压油规格标准虽侧重点有所不同,有些规格质量水平一般,但国外一些石油公司产品说明书中经常注明这些产品同时符合DIN 51524·NF E48603、Denison HF-O,ISO/D 11158等典型规格,说明这些产品实际水平高于官方水平。

        中国已制定了GB 11118.1q4《矿物油型和合成烃型液压油》产品标准,由于当时ISO仅发布了ISO/CD 11158_90矿油型液压油标准草案,尚未转为正式标准,中国HM、HV、HS液压油产品标准一级品参照法国NF FA8-603制定,优级品参照美国I)enison HF一0—1983规格的理化指标制定,较一级品增加了水解安定性、热稳定性、过滤性和剪切安定性等项目。

        高压抗磨液压油在GB 11 118.1__94 HM液压油优等品基础上增加了高压柱塞泵(Denison P-46)和高压叶片泵(Denison T5D)台架试验,各项性能指标完全满足Denison HFl_0规格,MBM液压油在质量标准及性能上已达到了国际先进水平,且品种齐全。

液压油的分类

  • 内容:

    国际标准化组织

    国际标准化组织(IS0)提出了“润滑剂、工业润滑油和有关产品——第四部分H组”分类,中国则等采用ISO标准制定了H组分类标准GB 763 1 2一2003。

        国际液压油通常分为两大类:一类是烃类液压油(矿物油型和合成烃型):另一类是抗燃(或难燃)液压油。其中矿物型液压油按分类标准GB 763 1 2一2003又可分为:

    1) L-HH液压油

        L-HH液压油是一种无剂的精制矿物油,它比全损耗系统用油L-AN(机械油)质量高,这种油品虽列入分类中,但液压系统不宜使用,中国不设此类油品,也无产品标准。

    2) L-HL液压油

        L-HL液压油是由精制深度较高的中性油作为基础油,加入抗氧、防锈和抗泡添加剂制成,适用于机床等设备的低压润滑系统。HL液压油具有较好的抗氧化性、防锈性、抗乳化性和抗泡性等性能。使用表明,HL液压油可以减少机床部件的磨损,降低温度,防止锈蚀,延长油品使用寿命,换油期比机械油长一倍以上。中国在液压油系统中曾使用的加有抗氧剂的各种牌号机械油现已废除。目前中国L—HL油品种有15、22、32、46 68 100共六个黏度等级,只设一等品产品。

    3) L-HM液压油

        L-HM液压油是在防锈、抗氧液压油基础上改善了抗磨性能发展而成的抗磨液压油。L-HM液压油采用深度精制和脱蜡的HVIs中性油为基础油,加入抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、金属钝化剂、抗泡沫剂等配制而成,可满足中、高压液压系统油泵等部件的抗磨性要求,适用于使用性能要求高的进口大型液压设备。从抗磨剂的组成来看,L-HM液压油分含锌型(以一烷基一硫代磷酸锌为主剂)和无灰型(以硫、磷酸酯类等化合物为主剂)两大类。不含金属盐的无灰型抗磨液压油克服了由于锌盐

    抗磨剂所引起的如水解安定性、抗乳化性差等问题,目前国内该类产品质量水平与改进的锌型抗磨液压油基本相当,在液压油产品标准GB 11118.1__94中,L HM液压油一等品与法国NF E48-603和德国DIN51524(Ⅱ)规格相当,设有15、22、32、46、68、100、150七个黏度等级;优等品质量水平与美国Denison HF-0理化性能相当,比一级品增加了热稳定性、水解安定性、过滤性、剪切安定性要求,并在叶片泵抗磨性试验上提出更高要求,设有黏度等级15、22、32、46、68五个。

    4) L-HG液压油

      L-HG液压油亦称液压导轨油,是在L-HM液压油基础上添加抗黏滑剂(油性剂或减摩剂)将振动或间断滑动(黏一滑)减为最小。GB 11118.1__94中规定HG液压油设有32、68两个黏度等级,只有一等品。

    5) L-HV液压油

        L-HV液压油是具有良好黏温特性的抗磨液压油。该油是以深度精制的矿物油为基础油并添加高性能的黏度指数改进剂和降凝剂,具有低的倾点、高的黏度指数(>130)和良好的低温黏度。同时还具备抗磨液压油的特性(如很好的抗磨性、水解安定性、空气释放性等),以及良好的低温特性(低温流动性、低温泵送性、冷启动性)和剪切安定性。该产品适用于寒区-30℃以上、作业环境温度变化较大的室外中、高压液压系统的机械设备。HV的产品质量等级分别为优等品和一等品,优等品设有10、15、22、32、46、68、100共七个黏度等级,等品设有

    10、15、22、32、46、68、100、150共八个黏度等级。

    6) L-HS液压油

        L-HS液压油是具有更良好低温特性的抗磨液压油。该油是以合成烃油、加氢油或半合成烃油为基础油,同样加有高性能的黏度指数改进剂和降凝剂,具备更低的倾点、更高的黏度指数(>130)和更优良的低温黏度。同时具有抗磨液压油应具备的一切性能和良好的低温特性及剪切安定性。该产品适用于严寒区-40℃以上、环境温度变化较大的室外作业中、高压液压系统的机械设备。HS液压油的质量等级分优等品和一等品,均设有10、15、22、32、46共五个黏度等级。

    7) L-HR液压油

        L-HR液压油是改善黏温性的HL液压油,用于环境变化大的中、低压系统;但中国在GB 11118.1_94中不设此类油品,如果有使用L-HR液压油的场合,可选用L-HV液压油。

    8) 高压抗磨液压油

        高压抗磨液压油质量性能符合GB 11118.1_94中L-HM优级品规格,同时还增加了高压叶片泵(unison T5D)和高压柱塞泵(Denison P46)台架试验,具有更优良的抗磨性能。产品设32、46、68、100四个黏度等级。满足美国Denison HF-0规格和Cincinnati.-Milacron公司P-68、P-69、P-70规格要求,达到了当前国际同类产品标准的先进水平。高压抗磨液压油适用于装配有叶片泵(工作压力175MPa以上)及柱塞泵(工作压力

    32MPa以上)的不同类型国产或进口高压及超高压液压设备。

    9) 清净液压油

        清净液压油完全符合中国L-HM抗磨液压油国家标准GB 11118.1—94。其质量达到DIN 51524(Ⅱ)和ISO L-HM规格,该油品特别在清净性方面进行了严格规定。清净液压油可用做冶金、煤炭、电力、建筑行业引进及国产的中高压(8~16MPa)及高压(16~32MPa)液压设备,对污染度有严格要求的精密液压兀件的工作介质。

    10) 环境可接受液压液

        液压油可能通过溢出或泄漏(非燃烧)进入环境,一些国家立法禁止在环境敏感地区,如森林、水源、矿山等使用非生物降解润滑油,尤其在公共土木工程机械的液压设备中要求使用可生物降解液压油。

        目前国外许多公司如ARAL公司、Mobil公司、BP公司相继推出了一系列环境可接受的液压油,占液压油总量10%。些资料表明,各类油的生物降解率不同,其中以植物油生物降解性最好,且资源丰富,价格较低;合成酯各方面性能平衡较好,但成本太高;聚乙一醇易水溶渗入地下,造成地下水污染且与添加剂混合后会产生水系毒性。因此,在欧洲,以植物油为基础油的生物降解润滑油在市场中占有较大比例。中国是润滑油生产和消费大国,研制环境可接受的液压油是今后的发展

    趋势。

        环境可接受的液压油,除了具有可生物降解性、低毒性以外,还应添加抗氧剂、清净分散剂、极压抗磨剂等各种功能的添加剂来满足液压系统苛刻的要求。而这些添加剂也应是可生物降解的,并且对所选择的基础油的生物降解性影响要小。目前国内可生物降解液压液正在研制中,其产品标准尚未制定。随着时代的发展,环保型液压油的品种将会不断涌现,并推广使用。

    11) 其他专用液压油

        为满足特殊液压机械和特殊场合使用的液压油,国内还生产了其他专用液压油,它们的质量标准等级大多数为军标或企业标准,质量等级基本上是HL~HM,或近于HV。由于习惯应用,故这些油仍有市场,可归入HM、HV、HS的框架之中。

    12) 多级液压油

        多级液压油即HV(高黏度指数)液压油,是具有良好的黏温性能和低温性能的液压油,多级液压油一般通过加入黏度指数改进剂来提高黏度指数,另外,合成油也具有高黏度指数特点。

        所谓多级液压油是相对于单级油而言,单级液压油的分类定义由ISO 3448和ASTM D2422给出,只规定了油品在40℃的黏度级别,多级液压油由ASTM I)6080确定,该分类方法不仅给出了40℃的黏度级别,还规定了低温性能、黏度指数、剪切性能。