液壓傳動介質課件

目的任務重點難點了解油液性質（密度、可壓縮性、粘性）液壓油的粘性和粘度、粘溫特性液壓傳動介質為什么不用水作為液壓傳動的介質？1謝謝觀賞2019-5-24原本在第一次工業(yè)革命中液壓介質是用水的，而后隨著石油工業(yè)的發(fā)展，液壓油的優(yōu)點彌補了水介質不能克服的缺點，所以液壓油取代了水作為工作介質。但是隨著世界各國對節(jié)能環(huán)保的呼聲越來越高，許多科學又把目光投向了水這一環(huán)保工作介質。2謝謝觀賞2019-5-24

1.泄漏

液壓元件中大部分的運動副采用間隙配合的方式，其縫隙量的大小對泄漏量的多少影響很大，而水的粘度比液壓油的粘度低，同等條件下，水比油的泄漏量要大，使系統(tǒng)的容積效率更低。2.防腐和潤滑

由于水的油膜強度較低，使水比油的潤滑性差的多，并且水能腐蝕許多金屬，導致金屬表面剝落。3.氣蝕

由于水的飽和蒸汽壓比油高，因此水液壓系統(tǒng)更容易產生氣蝕現象。4.水在0℃以下會結冰

如果環(huán)境的溫度降到0℃以下，就必須在水中加防凍液。傳統(tǒng)的防凍液含有對環(huán)境和人體有害的物質，不能用于環(huán)保型的液壓系統(tǒng)。3謝謝觀賞2019-5-241.液體的密度

密度：ρ=m/vkg/m3

密度隨著溫度或壓力的變化而變化，

P↑，ρ稍有↑

T↑，ρ↓但變化不大，通常忽略，一般取900kg/m3。單位體積內液體的質量2.1.1液壓油的主要物理性質4謝謝觀賞2019-5-242.液體的可壓縮性液體的體積壓縮系數定義：體積為v的液體，當壓力增大△p時，體積減小△v，則液體在單位壓力變化下體積的相對變化量，為壓縮系數。公式k=-△v/（△p.v）物理意義：單位壓力所引起液體體積的變化。

P↑，v↓故為保證k為正值，式中須加負號液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小的性質5謝謝觀賞2019-5-24

工程上常用液體體積彈性模數K來表示其可壓縮性，取K=1/k。物理意義：表示單位體積相對變化量所需要的壓力增量，也即液體抵抗壓縮能力的大小。

一般認為油液不可壓縮（因壓縮性很?。┮后w體積彈性模數一般礦物油的體積彈性模量為：K=（1.4~1.9）×103Mpa6謝謝觀賞2019-5-243.粘性的物理本質∵液體靜止時，du/dy=0∴靜止液體不呈現粘性液體抵抗剪切變形的能力1.粘性的概念2.牛頓內摩擦定律3.粘性的物理本質液體流動時，分子之間產生內摩擦力的性質。速度梯度：在垂直速度方向上的速度變化率。7謝謝觀賞2019-5-24粘性的度量-粘度（1）動力粘度η（2）運動粘度ν（3）相對粘度0Et

粘度是表示粘性大小的物理量。流體抵抗剪切變形能力的度量，粘度越大，這種能力越強。粘度概念表示方法8謝謝觀賞2019-5-24公式:∵τ=F/A=η·du/dy（N/m2）∴η=τ·dy/du（N·s/m2）物理意義：液體在單位速度梯度下流動時，接觸液層間單位面積上內摩擦力。單位：國際單位（SI制）中：帕·秒（Pa·S）或牛頓·秒/米2（N·S/m2）；（1）動力粘度η9謝謝觀賞2019-5-24動力粘度與液體密度之比值公式：ν=η/ρ（單位：m2/s）物理意義：無。（只是因為η/ρ在流體力學中經常出現，因此用ν代替（η/ρ）單位說明∵單位中只有長度和時間量綱，類似運動學量?！喾Q運動粘度，常用于液壓油牌號標注。（2）運動粘度ν10謝謝觀賞2019-5-24液壓油牌號標注：老牌號——20號液壓油，指這種油在50°C

時的平均運動粘度為20mm2/s。新牌號——L—HL32號液壓油，指這種油在

40°C時的平均運動粘度為32mm2/s。我國機械油牌號就是相應的運動粘度。11謝謝觀賞2019-5-24

因η、ν不易直接測量，只用于理論計算，相對粘度是相對值，無量綱。工程上常用相對粘度：恩氏度0Et——中國、德國、前蘇聯(lián)等賽氏秒SSU——美國雷氏秒Ra——英國巴氏度0B——法國恩氏粘度與運動粘度之間的換算關系

ν

t=（7.310Et-6.31/0Et）×10-6(m2/s)（3）相對粘度（條件粘度）：12謝謝觀賞2019-5-24

液體的粘度對溫度很敏感，溫度略↑，內聚力↓，粘度顯著降低。粘度與溫度、壓力的關系粘壓特性粘溫特性粘度隨溫度變化的關系叫粘溫特性。粘度隨溫度的變化較小，即粘溫特性較好。η隨p↑而↑，壓力較小時忽略13謝謝觀賞2019-5-24液壓油的粘性摩擦在管道中造成壓力損失（能量損失），在液壓閥中增加了閥芯運動的阻力。粘度低時，增大泄漏，造成流量損失（能量損失）。流體的粘性給液壓系統(tǒng)帶來了什么影響？14謝謝觀賞2019-5-24（1）合適的粘度和良好的粘溫特性；（2）良好的潤滑性；（3）對熱、氧化水解都有良好穩(wěn)定性，使用壽命長；（4）抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性?。唬?）比熱和傳熱系數大，體積膨脹系數小，閃點和燃點高，流動點和凝固點低。（6）純凈度好，雜質少；（7）對人體無害，對環(huán)境污染小，價格便宜。

總之：粘度第一位2.1.2液壓油的使用要求15謝謝觀賞2019-5-24閃點又叫閃燃點，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而初次發(fā)生閃光時的溫度。各種油品的閃點可通過標準儀器測定。閃點溫度比著火點溫度低些。燃點又叫著火點，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而發(fā)生火焰能繼續(xù)燃燒不少于5s時的溫度?？稍跍y定閃點后繼續(xù)在同一標準儀器中測定。可燃性液體的閃點和燃點表明其發(fā)生爆炸或火災的可能性的大小，對運輸、儲存和使用的安全有極大關系。16謝謝觀賞2019-5-242.1.3液壓介質的種類

液壓傳動介質按照GB/T7631.2-87（等效采用ISO6743/4）進行分類，主要有石油基液壓油(Petroleum-basedFluids)和難燃液壓液(SyntheticFire-resistantFluids)兩大類。石油基液壓油Petroleum-basedFluids

（1）L-HL液壓油（又名普通型機床工業(yè)用液壓油）：采用精制礦物油作基礎油，加入抗氧、抗腐、抗泡、防銹等添加劑調合而成，是當前我國供需量最大的主品種，用于一般液壓系統(tǒng)，但只適于0℃以上的工作環(huán)境。其牌號有：HL－22、HL－32、HL－46、HL－68、HL－100。在其代號L-HL中，L代表潤滑劑類，H代表液壓油，L代表防銹、抗氧化型，最后的數字代表運動粘度。

17謝謝觀賞2019-5-24

（2）L-HM液壓油（抗磨液壓油，M代表抗磨型）：

其基礎油與普通液壓油同，加有極壓抗磨劑，以減少液壓件的磨損。適用于15℃以上的高壓、高速工程機械和車輛液壓系統(tǒng)。其牌號有：HM－32、HM－46、HM－68、HM－I00、HM－150

（3）L-HR液壓油、L-HG液壓油（又名液壓一導軌油）：

L-HR液壓油是在環(huán)境溫度變化大的中低壓使用的液壓油。L-HG液壓油除普通液壓油所具有的全部添加劑外，還加有油性劑，用于導軌潤滑時有良好的防爬性能。適用于機床液壓和導軌潤滑合用的系統(tǒng)。18謝謝觀賞2019-5-24

（4）L-HV液壓油（又名低溫液壓油、稠化液壓油、高粘度指數液壓油）：用深度脫蠟的精制礦物油，加抗氧、抗腐、抗磨、抗泡、防銹、降凝和增粘等添加劑調合而成。其粘溫特性好，有較好的潤滑性，以保證不發(fā)生低速爬行和低速不穩(wěn)定現象。適用于低溫地區(qū)的戶外高壓系統(tǒng)及數控精密機床液壓系統(tǒng)。

（5）其它專用液壓油：如航空液壓油（紅油）、炮用液壓油、艦用液壓油等。19謝謝觀賞2019-5-24難燃液壓液

SyntheticFire-resistantFluids

難燃液壓液分為合成型(Synthetics)、油水乳化型(Oil-waterEmulsions)和高水基型(HighWaterContentFluids)三大類。

(1)合成型抗燃工作液

①水-乙二醇液(Water-Glycol)（L-HFC液壓液）：這種液體含有35％～55％的水，其余為乙二醇及各種添加劑（增稠劑、抗磨劑、抗腐蝕劑等）。優(yōu)點是凝點低（－50℃），有一定的粘性，而且粘度指數高，抗燃。適用于要求防火的液壓系統(tǒng)。缺點是價格高，潤滑性差，只能用于中等壓力（20MPa以下）。這種液體密度大，所以吸入困難。20謝謝觀賞2019-5-24

水-乙二醇液能使許多普通油漆和涂料軟化或脫離，可換用環(huán)氧樹脂或乙烯基涂料。②磷酸酯液(PhosphateEsters)

（L-HFDR液壓液）

優(yōu)點：使用溫度范圍寬（54～135℃），抗燃性好，抗氧化安定性和潤滑性都很好。允許使用現有元件在高壓下工作。

缺點：價格昂貴（為液壓油的5～8倍）；有毒性；與多種密封材料（如丁氰橡膠）的相容性很差，而與丁基膠、乙丙膠、氟橡膠、硅橡膠、聚四氟乙烯等均可相容。難燃液壓液21謝謝觀賞2019-5-24

（2）油水乳化型抗燃工作液(L-HFB、L-HFAE液壓液)

油水乳化液是指互不相溶的油和水，使其中的一種液體以極小的液滴均勻地分散在另一種液體中所形成的抗燃液體。分水包油乳化液(Oil-in-waterEmulsions)和油包水乳化液(Water-in-oilEmulsions)兩大類。

（3）高水基型抗燃工作液(L-HFAS液壓液)

這種工作液不是油水乳化液。其主體為水，占95％，其余5％為各種添加劑(抗磨劑、防銹劑、抗腐劑、乳化劑、抗泡劑、極壓劑、增粘劑等)。其優(yōu)點是成本低，抗燃性好，不污染環(huán)境。其缺點是粘度低，潤滑性差。難燃液壓液22謝謝觀賞2019-5-242.1.4液壓油的選擇

液壓油類型：機械油、精密機床液壓油、氣輪機油選擇時要注意液壓系統(tǒng)的工作壓力壓力高，選用粘度較大的液壓油。環(huán)境溫度溫度高，選用粘度較大的液壓油。運動速度速度高，選用粘度較小的液壓油。液壓泵的類型各類型泵適用的粘度范圍23謝謝觀賞2019-5-24

24謝謝觀賞2019-5-242.2液壓油的污染與控制一、污染物的種類及危害水空氣微生物固體顆粒溶劑、表面活性化合物不正當的熱能、靜電能、磁場能及放射能25謝謝觀賞2019-5-24二、污染的原因外界侵入的污染物液壓油液運輸過程中帶來的污染物液壓裝置組裝的殘留物（切屑、毛刺、型砂、磨粒、鐵銹等）從周圍環(huán)境混入的污染物（空氣、塵埃、水滴等）工作過程中產生的污染物液壓裝置中相對運動件磨損時產生的污染物（金屬微粒、銹斑、涂料剝離片、密封材料剝離片）液壓油液物理化學性能變化時產生的污染物（水分、氣泡以及液壓油液變質后的膠狀生成物等）26謝謝觀賞2019-5-24（1）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。液壓元件在加工的每道工序后都應凈化，裝配后經嚴格的清洗。（2）防止污染物從外界侵入。（3）采用合適的過濾器。（4）控制液壓油液的溫度。（5）定期檢查和更換液壓油液。三、油壓油液的污染控制27謝謝觀賞2019-5-24提問作業(yè)1、粘性是如何產生的？靜止的液體有無粘性？2、液壓油的動力粘度如何表達？3、給你一杯液壓油，如何測量它的粘度？28謝謝觀賞2019-5-24人類對流體認識問題：

1、高爾夫球：表面光滑還是粗糙？

2、汽車阻力：來自前部還是后部？

3、機翼升力：來自下部還是上部？29謝謝觀賞2019-5-24高爾夫運動起源與十五世紀。開始人們認為光滑小球飛得遠，后來發(fā)現表面有很多劃痕和裂紋的舊球比新球飛得更遠。這個謎直到20世紀建立流體力學邊界層理論后才解開?，F在高爾球表面上有許多窩，在同樣大小和重量下，飛行距離是光滑球的5倍。30謝謝觀賞2019-5-24汽車阻力汽車發(fā)明于19世紀末。31謝謝觀賞2019-5-24當時人們認為汽車高速前進時的阻力主要來自車前部對空氣的撞擊。

因此早期的汽車后部是陡峭的，稱為箱型車，阻力系數CD很大，約0.8。

32謝謝觀賞2019-5-24實際上，汽車阻力主要取決于后部形成的尾流。33謝謝觀賞2019-5-24

20世紀30年代起，人們開始運用流體力學原理，改進了汽車的尾部形狀，出現了甲殼蟲型，阻力系數下降至0.6。34謝謝觀賞2019-5-2450～60年代又改進為船型，阻力系數為0.45。35謝謝觀賞2019-5-24