液壓傳動(dòng)介質(zhì)課件

目的任務(wù)重點(diǎn)難點(diǎn)了解油液性質(zhì)（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(dòng)介質(zhì)為什么不用水作為液壓傳動(dòng)的介質(zhì)？1謝謝觀賞2019-5-24原本在第一次工業(yè)革命中液壓介質(zhì)是用水的，而后隨著石油工業(yè)的發(fā)展，液壓油的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了水介質(zhì)不能克服的缺點(diǎn)，所以液壓油取代了水作為工作介質(zhì)。但是隨著世界各國對(duì)節(jié)能環(huán)保的呼聲越來越高，許多科學(xué)又把目光投向了水這一環(huán)保工作介質(zhì)。2謝謝觀賞2019-5-24

1.泄漏

液壓元件中大部分的運(yùn)動(dòng)副采用間隙配合的方式，其縫隙量的大小對(duì)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(qiáng)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(dǎo)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(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。4.水在0℃以下會(huì)結(jié)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(duì)環(huán)境和人體有害的物質(zhì)，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(nèi)液體的質(zhì)量2.1.1液壓油的主要物理性質(zhì)4謝謝觀賞2019-5-242.液體的可壓縮性液體的體積壓縮系數(shù)定義：體積為v的液體，當(dāng)壓力增大△p時(shí)，體積減小△v，則液體在單位壓力變化下體積的相對(duì)變化量，為壓縮系數(shù)。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(fù)號(hào)液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)5謝謝觀賞2019-5-24

工程上常用液體體積彈性模數(shù)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(duì)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(rèn)為油液不可壓縮（因壓縮性很?。┮后w體積彈性模數(shù)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(zhì)∵液體靜止時(shí)，du/dy=0∴靜止液體不呈現(xiàn)粘性液體抵抗剪切變形的能力1.粘性的概念2.牛頓內(nèi)摩擦定律3.粘性的物理本質(zhì)液體流動(dòng)時(shí)，分子之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)。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(dòng)力粘度η（2）運(yùn)動(dòng)粘度ν（3）相對(duì)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(qiáng)。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(dòng)時(shí)，接觸液層間單位面積上內(nèi)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(dòng)力粘度η9謝謝觀賞2019-5-24動(dòng)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?yàn)棣?ρ在流體力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)，因此用ν代替（η/ρ）單位說明∵單位中只有長度和時(shí)間量綱，類似運(yùn)動(dòng)學(xué)量?！喾Q運(yùn)動(dòng)粘度，常用于液壓油牌號(hào)標(biāo)注。（2）運(yùn)動(dòng)粘度ν10謝謝觀賞2019-5-24液壓油牌號(hào)標(biāo)注：老牌號(hào)——20號(hào)液壓油，指這種油在50°C

時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為20mm2/s。新牌號(hào)——L—HL32號(hào)液壓油，指這種油在

40°C時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為32mm2/s。我國機(jī)械油牌號(hào)就是相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)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(jì)算，相對(duì)粘度是相對(duì)值，無量綱。工程上常用相對(duì)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(yùn)動(dòng)粘度之間的換算關(guān)系

ν

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

液體的粘度對(duì)溫度很敏感，溫度略↑，內(nèi)聚力↓，粘度顯著降低。粘度與溫度、壓力的關(guān)系粘壓特性粘溫特性粘度隨溫度變化的關(guān)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(shí)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(yùn)動(dòng)的阻力。粘度低時(shí)，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(duì)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??；（5）比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。（6）純凈度好，雜質(zhì)少；（7）對(duì)人體無害，對(duì)環(huán)境污染小，價(jià)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(diǎn)又叫閃燃點(diǎn)，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(shí)的溫度。各種油品的閃點(diǎn)可通過標(biāo)準(zhǔn)儀器測定。閃點(diǎn)溫度比著火點(diǎn)溫度低些。燃點(diǎn)又叫著火點(diǎn)，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(shí)的溫度。可在測定閃點(diǎn)后繼續(xù)在同一標(biāo)準(zhǔn)儀器中測定?？扇夹砸后w的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)表明其發(fā)生爆炸或火災(zāi)的可能性的大小，對(duì)運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用的安全有極大關(guān)系。16謝謝觀賞2019-5-242.1.3液壓介質(zhì)的種類

液壓傳動(dòng)介質(zhì)按照GB/T7631.2-87（等效采用ISO6743/4）進(jìn)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(jī)床工業(yè)用液壓油）：采用精制礦物油作基礎(chǔ)油，加入抗氧、抗腐、抗泡、防銹等添加劑調(diào)合而成，是當(dāng)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(hào)有：HL－22、HL－32、HL－46、HL－68、HL－100。在其代號(hào)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(shù)字代表運(yùn)動(dòng)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(chǔ)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(jī)械和車輛液壓系統(tǒng)。其牌號(hào)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(dǎo)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(dǎo)軌潤滑時(shí)有良好的防爬性能。適用于機(jī)床液壓和導(dǎo)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(shù)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(diào)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(xiàn)象。適用于低溫地區(qū)的戶外高壓系統(tǒng)及數(shù)控精密機(jī)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(diǎn)是凝點(diǎn)低（－50℃），有一定的粘性，而且粘度指數(shù)高，抗燃。適用于要求防火的液壓系統(tǒng)。缺點(diǎn)是價(jià)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(diǎn)：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(xiàn)有元件在高壓下工作。

缺點(diǎn)：價(jià)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(diǎn)是成本低，抗燃性好，不污染環(huán)境。其缺點(diǎn)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(jī)械油、精密機(jī)床液壓油、氣輪機(jī)油選擇時(shí)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(yùn)動(dòng)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(dāng)?shù)臒崮堋㈧o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(yùn)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(chǎn)生的污染物液壓裝置中相對(duì)運(yùn)動(dòng)件磨損時(shí)產(chǎn)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(xué)性能變化時(shí)產(chǎn)生的污染物（水分、氣泡以及液壓油液變質(zhì)后的膠狀生成物等）26謝謝觀賞2019-5-24（1）對(duì)元件和系統(tǒng)進(jìn)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(yīng)凈化，裝配后經(jīng)嚴(yán)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(chǎn)生的？靜止的液體有無粘性？2、液壓油的動(dòng)力粘度如何表達(dá)？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(duì)流體認(rèn)識(shí)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(jī)翼升力：來自下部還是上部？29謝謝觀賞2019-5-24高爾夫運(yùn)動(dòng)起源與十五世紀(jì)。開始人們認(rèn)為光滑小球飛得遠(yuǎn)，后來發(fā)現(xiàn)表面有很多劃痕和裂紋的舊球比新球飛得更遠(yuǎn)。這個(gè)謎直到20世紀(jì)建立流體力學(xué)邊界層理論后才解開?，F(xiàn)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(jì)末。31謝謝觀賞2019-5-24當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為汽車高速前進(jìn)時(shí)的阻力主要來自車前部對(duì)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(shù)CD很大，約0.8。

32謝謝觀賞2019-5-24實(shí)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(jì)30年代起，人們開始運(yùn)用流體力學(xué)原理，改進(jìn)了汽車的尾部形狀，出現(xiàn)了甲殼蟲型，阻力系數(shù)下降至0.6。34謝謝觀賞2019-5-2450～60年代又改進(jìn)為船型，阻力系數(shù)為0.45。35謝謝觀賞2019-5-24