工作介質(zhì)液壓PPT課件

1、液壓傳動及控制在工作、性能特點上和機械、電氣傳動之間液壓傳動及控制在工作、性能特點上和機械、電氣傳動之間的差異主要取決于載體的不同，前者采用工作介質(zhì)。的差異主要取決于載體的不同，前者采用工作介質(zhì)。液壓傳動系統(tǒng)能否可靠、有效地工作，在很大程度上取決于液壓傳動系統(tǒng)能否可靠、有效地工作，在很大程度上取決于系統(tǒng)中所使用的工作介質(zhì)。系統(tǒng)中所使用的工作介質(zhì)。第1頁/共25頁液壓油液的特性和選擇液壓油液的特性和選擇液壓油液的污染及其控制液壓油液的污染及其控制第2頁/共25頁對液壓油液的要求在液壓系統(tǒng)中，工作介質(zhì)傳遞動力和信號。同時，它還起到潤滑、冷卻和防銹的作用。液壓系統(tǒng)能否可靠、有效地工作，在很大程度上取

2、決于系統(tǒng)中所用的工作介質(zhì)。工作介質(zhì)應當具備的性質(zhì)如下：可壓縮性粘性潤滑性安定性防銹和抗腐蝕性抗泡沫性抗乳化性阻燃性潔凈性相容性其它 無毒性和臭味；比熱容和熱導率要大；體脹系數(shù)要小等。第3頁/共25頁對液壓油液的要求液壓系統(tǒng)中使用的液壓油液大多數(shù)是礦物油，但也有合成液體、水包油乳化液（也稱為高水基，O/W）和油包水乳化液（W/O）等。第4頁/共25頁液壓油液的某些物理化學性質(zhì)1.密度密度液壓油的密度 因油的牌號而異，并且隨著溫度上升而略有下降，隨著壓力的增加而略有增加。我國采用20、大氣壓力下的密度 20為標準密度。常用液壓油的 20為850 890kg/m3（計算時可取其平均值870kg/m3

3、）。 單位體積的質(zhì)量單位體積的質(zhì)量第5頁/共25頁2. 可壓縮性可壓縮性如圖所示，對于壓力為p0時體積為V0的液壓油，當壓力升高 p，液壓油的體積減少 V時，則此液壓油的可壓縮性可用體積壓體積壓縮系數(shù)縮系數(shù) ，即單位壓力變化下的體積相對變化量來表示。體積壓縮系數(shù) 的倒數(shù)稱為體積體積彈性模量彈性模量K。即pVV011K液壓油液第6頁/共25頁2. 可壓縮性可壓縮性體積彈性模量體積彈性模量K的物理意義：反映了油柱彈簧剛度封閉在容器內(nèi)的油液在外力作用下的情況極像封閉在容器內(nèi)的油液在外力作用下的情況極像一個彈簧：外力增大，體積減??；外力減小，一個彈簧：外力增大，體積減??；外力減小，體積增大。體積增大。

4、液壓油液由石油型液壓油體積彈性模量的數(shù)值可知，它的由石油型液壓油體積彈性模量的數(shù)值可知，它的可壓縮性是鋼的可壓縮性是鋼的100 150倍。倍。第7頁/共25頁2. 可壓縮性可壓縮性液壓油液的體積彈性模量與溫度、壓力有關(guān)：溫度增大時，K值減小，在液壓油液正常的工作范圍內(nèi)，K值會有525的變化；壓力增大時，K值增大，但這種變化不呈線性關(guān)系，當p3MPa時，K值基本上不再增大。液壓油液中如混有氣泡時，K值將大大減小。液壓油液的可壓縮性對在動態(tài)下工作的液壓系統(tǒng)來說影響極大；但當液壓系統(tǒng)在靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）下工作時，一般可以不予考慮。 液壓油液第8頁/共25頁3. 粘性粘性粘性的概念和牛頓液體內(nèi)摩擦定律液體在

5、外力作用下流動（或有流動趨勢）時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。液體只有在流動（或有流動趨勢）時才會呈現(xiàn)出粘性，靜止液體是不呈現(xiàn)粘性的。zuAFddzuAFdd這就是牛頓的液體內(nèi)摩擦定律這就是牛頓的液體內(nèi)摩擦定律 液壓油液動畫動畫第9頁/共25頁zuAFddzuAFdd牛頓液體內(nèi)摩擦定律牛頓液體內(nèi)摩擦定律 式中為比例常數(shù)，稱為粘性系數(shù)，又稱為動力粘度、絕對粘度或粘度。 在我國， 的法定計量單位是帕秒（Pas或Ns/m2）。液壓油液粘性的表示方法動力粘度、絕對粘度或粘度第10頁/共25頁液壓油液粘性的表示方法運動粘度液體動力粘度與其密度之比，稱為液體

6、的運動運動粘度粘度 ，即運動粘度的法定計量單位為m2/s。國際標準組織（ISO）規(guī)定統(tǒng)一采用運動粘度來表示油的粘度。我國生產(chǎn)的機械油和液壓油采用40時的平均運動粘度（mm2/s）為其標號，例如YA-N32中YA是普通液壓油，N32表示40時的平均運動粘度為32mm2/s。第11頁/共25頁液壓油液粘性的表示方法條件粘度、相對粘度工業(yè)中還常采用條件粘度條件粘度來度量液體的粘性。它采用特定粘度計在規(guī)定條件下測定，又稱相相對粘度對粘度。按各國的習慣，采用不同的條件粘度，如我國、德國等國采用恩氏粘度恩氏粘度 E E，美國用賽氏粘度賽氏粘度SSU，英國用雷氏粘度雷氏粘度RS，等等。它們與運動粘度間有確定

7、的換算關(guān)系，可參閱有關(guān)手冊。第12頁/共25頁粘性的測量方法粘性的測量方法液壓油液第13頁/共25頁液壓油液粘壓特性粘溫特性液體的粘度隨液體的壓力和溫度而變。對液對液壓油來說，壓力增大時，粘度增大；但在一般壓油來說，壓力增大時，粘度增大；但在一般液壓系統(tǒng)使用的壓力范圍內(nèi)，增大的數(shù)值很小，液壓系統(tǒng)使用的壓力范圍內(nèi)，增大的數(shù)值很小，可以忽略不計?？梢院雎圆挥?。液壓油液對溫度的變化十分敏感，如圖所示如圖所示，溫度升高，粘度下降。這個變化率的大小直接溫度升高，粘度下降。這個變化率的大小直接影響液壓油液的使用，其重要性不亞于粘度本影響液壓油液的使用，其重要性不亞于粘度本身。身。第14頁/共25頁液壓油液

8、4. 比熱比熱 流體與外界發(fā)生熱量交換而使流體的溫度變化，流體與外界發(fā)生熱量交換而使流體的溫度變化，熱量交換對溫度的變化率稱為流體的熱量交換對溫度的變化率稱為流體的熱容量。單。單位質(zhì)量流體的熱容量則稱為位質(zhì)量流體的熱容量則稱為比熱。如果把流體密。如果把流體密閉在容器內(nèi)加熱，加熱時保持流體體積不變，由閉在容器內(nèi)加熱，加熱時保持流體體積不變，由此而得的比熱稱為此而得的比熱稱為定容比熱；如果流體加熱時保；如果流體加熱時保持壓力不變，由此而得的比熱稱為持壓力不變，由此而得的比熱稱為定壓比熱。對于液體，即使在等壓條件下加熱，它的體積變化也是非常小的，因此定壓比熱基本上與定容比熱相同。第15頁/共25頁液

9、壓油液5. 飽和蒸汽壓和空氣分離壓飽和蒸汽壓和空氣分離壓在一定溫度下，當液壓油液壓力低于某值時，溶解在油液中的過飽和空氣將在一定溫度下，當液壓油液壓力低于某值時，溶解在油液中的過飽和空氣將會突然地迅速從油液中分離出來，產(chǎn)生大量氣泡，這個壓力稱為液壓油液在會突然地迅速從油液中分離出來，產(chǎn)生大量氣泡，這個壓力稱為液壓油液在該溫度下的該溫度下的空氣分離壓空氣分離壓。含有氣泡的液壓油液的體積彈性模量將減小含有氣泡的液壓油液的體積彈性模量將減小。氣泡越多，液壓油液的體積彈性模量越小。當液壓油液在某溫度下的壓力低于一定數(shù)值時，油液本身迅速汽化，產(chǎn)生大當液壓油液在某溫度下的壓力低于一定數(shù)值時，油液本身迅速汽

10、化，產(chǎn)生大量蒸汽氣泡，這時的壓力稱為液壓油液在該溫度下的量蒸汽氣泡，這時的壓力稱為液壓油液在該溫度下的飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓。一般說來，液壓油液的飽和蒸汽壓相當小，比空氣分離壓小得多。 要使液壓油液不產(chǎn)生大量氣泡，它的最低壓力不得低于液壓油液所在溫度下的空氣分離壓。 圖圖第16頁/共25頁正確而合理地選擇液壓油液，對液壓系統(tǒng)適應各種工作環(huán)境的能力、延長系統(tǒng)和元件的壽命、提高系統(tǒng)工作的可靠性等都有重要的影響。選擇液壓油液時，首先應根據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件來選擇合適的液壓油液的類型，然后再選擇液壓油液的粘度。 第17頁/共25頁液壓油液在在選擇液壓油液類型選擇液壓油液類型時，最主要的是考

11、慮時，最主要的是考慮液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，若若系統(tǒng)靠近系統(tǒng)靠近300300以上高溫的表面熱源或有明以上高溫的表面熱源或有明火場合，就要選擇難燃型液壓液。其中對火場合，就要選擇難燃型液壓液。其中對液壓液用量大的液壓傳動系統(tǒng)，建議選用液壓液用量大的液壓傳動系統(tǒng)，建議選用乳化型液壓液；用量小的選用合成型液壓乳化型液壓液；用量小的選用合成型液壓液。當選用了礦物油型液壓油后，首選的液。當選用了礦物油型液壓油后，首選的是專用液壓油；在客觀條件受到限制時，是專用液壓油；在客觀條件受到限制時，也可選用普通液壓油或汽輪機油。也可選用普通液壓油或汽輪機油。 第18頁/

12、共25頁液壓油液眾多的考慮因素中，最重要的因素是液壓油液的粘度。粘度太大，液流的壓力損失和發(fā)熱大，使系統(tǒng)效率下降；粘度太小，泄漏增大也影響系統(tǒng)效率。因此，應選擇使系統(tǒng)能正常、高效和可靠工作的油液粘度。在液壓系統(tǒng)中，液壓泵的工作條件最為嚴峻，不但壓力大、轉(zhuǎn)速高和溫度高，而且油液在被吸入和由泵壓出時要受到剪切作用，所以一般根據(jù)泵的要求來確定液壓油液的粘度。油溫對粘度的影響極大，因此應依具體情況控制油溫，使系統(tǒng)在油液的最佳粘度范圍內(nèi)工作。第19頁/共25頁液壓油液根據(jù)一定的要求選定或配置好液壓油液后，不能認為液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)的問題已全部解決了。使用不當還會使油液的性質(zhì)發(fā)生變化。因此在使用液壓油液時，

13、應注意以下幾點：對長期使用的液壓油液，氧化、熱穩(wěn)定性是決對長期使用的液壓油液，氧化、熱穩(wěn)定性是決定溫度界限的因素。因此，應使液壓油液長期處定溫度界限的因素。因此，應使液壓油液長期處在低于它開始氧化的溫度下工作。在低于它開始氧化的溫度下工作。在貯存、搬運及加注過程中，應防止油液被污在貯存、搬運及加注過程中，應防止油液被污染。染。對油液定期抽樣檢驗，并建立定期換油制度。對油液定期抽樣檢驗，并建立定期換油制度。油箱的貯油量應充分，以利于系統(tǒng)的散熱。油箱的貯油量應充分，以利于系統(tǒng)的散熱。保持系統(tǒng)的密封，一旦有泄漏，就應立即排除。保持系統(tǒng)的密封，一旦有泄漏，就應立即排除。第20頁/共25頁液壓油液的污染

14、是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因之一，它嚴重影響著液壓系統(tǒng)的可靠性及元件的壽命。 液壓油液被污染后，將對系統(tǒng)及元件產(chǎn)生下述液壓油液被污染后，將對系統(tǒng)及元件產(chǎn)生下述不良后果：固體顆粒加速元件磨損，堵塞縫隙及濾油器，使泵、閥性能下降，產(chǎn)生噪固體顆粒加速元件磨損，堵塞縫隙及濾油器，使泵、閥性能下降，產(chǎn)生噪聲。聲。水的侵入加速油液的氧化，并和添加劑起作用產(chǎn)生粘性膠質(zhì)，使濾芯堵塞水的侵入加速油液的氧化，并和添加劑起作用產(chǎn)生粘性膠質(zhì)，使濾芯堵塞?？諝獾幕烊虢档陀鸵旱捏w積彈性模量，引起氣蝕，降低油液的潤滑性?？諝獾幕烊虢档陀鸵旱捏w積彈性模量，引起氣蝕，降低油液的潤滑性。溶劑、表面活性化合物化學物質(zhì)使金屬腐蝕。溶劑、

15、表面活性化合物化學物質(zhì)使金屬腐蝕。微生物的生成使油液變質(zhì)，降低潤滑性能，加速元件腐蝕。對高水基液壓微生物的生成使油液變質(zhì)，降低潤滑性能，加速元件腐蝕。對高水基液壓液的危害更大。液的危害更大。第21頁/共25頁外界侵入的污染物外界侵入的污染物工作過程中產(chǎn)生工作過程中產(chǎn)生的污染物的污染物液壓油液運液壓油液運輸過程中帶輸過程中帶來的污染物來的污染物液壓裝置組液壓裝置組裝時殘留下裝時殘留下來的污染物來的污染物從周圍環(huán)境從周圍環(huán)境混入的污染混入的污染物物液壓裝置中液壓裝置中相對運動件相對運動件磨損時產(chǎn)生磨損時產(chǎn)生的污染物的污染物液壓油液物液壓油液物理化學性能理化學性能變化時產(chǎn)生變化時產(chǎn)生的污染物的污染物

16、液壓油液液壓油液遭受污染的原因很復雜，污染物的來源如表所示。 第22頁/共25頁液壓油液液壓油的污染程度可按國際標準ISO4406定量地描述和評定 對元件和系統(tǒng)進行清洗，清除在加工和組裝過對元件和系統(tǒng)進行清洗，清除在加工和組裝過程中殘留的污染物。程中殘留的污染物。防止污染物從外界侵入。防止污染物從外界侵入。采用合適的過濾器。這是控制液壓油液污染的采用合適的過濾器。這是控制液壓油液污染的重要手段，應根據(jù)系統(tǒng)的不同情況選用不同過濾重要手段，應根據(jù)系統(tǒng)的不同情況選用不同過濾精度、不同結(jié)構(gòu)的過濾器，并定期檢查和清洗。精度、不同結(jié)構(gòu)的過濾器，并定期檢查和清洗。控制液壓油液的溫度。控制液壓油液的溫度。定期檢查和更換液壓油液。定期檢查和更換液壓油液。為了減少液壓油液的污染，常采取如下一些措施： 第23頁/共25頁小結(jié)小結(jié)目前最廣泛使用的液壓傳動介質(zhì)是石油型液壓油。要根據(jù)系統(tǒng)中采用的元件結(jié)構(gòu)形式