液壓與氣壓傳動技術(shù)（微課版）課件 1.2液壓油的選用

任務(wù)1.2液壓油的選用任務(wù)描述師傅發(fā)現(xiàn)液壓千斤頂?shù)囊簤河托枰鼡Q了，要求你到庫房找到某牌號的液壓油，并進(jìn)行更換。1．液壓油為什么需要更換？2．為什么同種液壓油在冬天和夏天看上去黏度不一樣？3．為什么師傅說液壓油的黏度要選擇要合適？4．師傅為什么強(qiáng)調(diào)液壓油牌號，能隨便選一個牌號嗎？5．怎么做才能保證液壓油不頻繁更換呢？子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)一、對液壓油的性能要求（1）液壓油應(yīng)具有適宜的黏度和良好的黏溫特性，黏度隨溫度的變化要小。（2）液壓油應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。（3）液壓油應(yīng)具有良好的抗泡沫性和空氣釋放性，即要求油液在工作中產(chǎn)生的氣泡少且混溶于油液中的微小氣泡容易釋放出來。（4）液壓油應(yīng)在高溫環(huán)境下具有較高的閃點，起防火作用；在低溫的環(huán)境下具有較低的凝點。（5）液壓油應(yīng)具有良好的防腐性、抗磨性和防銹性。（6）液壓油應(yīng)具有良好的抗乳化性。液壓油乳化會降低其潤滑性，使酸性增加，使用壽命縮短。（7）液壓油要純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水分和水溶性酸堿等。01當(dāng)液體在外力作用下流動時，由于液體本身分子之間內(nèi)聚力以及與固體壁面吸附力的存在，使液體內(nèi)各處的速度產(chǎn)生差異。如圖2-1所示，液體在管路中流動時速度并不相等，緊貼管壁的液體速度為零，管路中心處的速度最大。二、液壓油的黏性

1.液體黏性的意義圖2-1液體在管路內(nèi)的速度分布圖子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)02常用的黏度有動力黏度、運(yùn)動黏度、條件黏度三種。

1）動力黏度動力黏度也稱絕對黏度，用μ表示。如圖2-2所示，兩平行平板之間充滿液體，上平板以速度v0向右動，下平板固定不動。緊貼上平板的液體在吸附力作用下跟隨上平板以速度v0向右運(yùn)動，緊貼下平板的液體在黏性作用下保持靜止，中間液體的速度由上至下逐漸減小。當(dāng)兩平行板距離減小時，速度近似按線性規(guī)律分布。2.液體的黏度圖2-2液體黏性示意圖二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)實驗表明（牛頓內(nèi)摩擦定律），液體流動時相鄰層間的內(nèi)摩擦力F與液層間接觸面積A、液層間相對速度dv成正比，而與液層間的距離dy成反比?？捎孟率奖硎?若用單位面積上的摩擦力，即切應(yīng)力τ來表示液體黏性，則上式可改成（2-2)（2-3）

式中，μ為比例系數(shù)，稱為動力黏度，動力黏度μ的單位是Pa·s（帕·秒）。dv/dy為速度梯度，即液層相對運(yùn)動速度對液層間距離的變化率。二、液壓油的黏性

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2）運(yùn)動黏度動力黏度μ和液體密度ρ的比值，就稱為運(yùn)動黏度，用υ表示，即（2-4)運(yùn)動黏度的單位是m2/s，工程單位制使用的單位還有cm2/s,通常稱為St（斯），工程中常用cSt（厘斯）來表示，1m2/s=104St=106cSt。運(yùn)動黏度υ沒有明確的物理意義，但在分析和計算中經(jīng)常用到μ與ρ的比值，由于其量剛只與長度和時間有關(guān)，因此稱之為運(yùn)動黏度。且習(xí)慣上常用它來表示液體的黏度，例如國產(chǎn)液壓油的牌號就是該種油液在40℃時的運(yùn)動黏度υ的平均值。如改善防銹及抗氧化性的精制礦物油（通用機(jī)床液壓油）L-HL-46中，數(shù)字46表示該液壓油在40℃時的運(yùn)動黏度為46cSt（平均值）。二、液壓油的黏性

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3）條件黏度條件黏度又叫相對黏度，它是采用特定的黏度計在規(guī)定的條件下測量出來的液體黏度。由于測量條件不同，各國所用的相對黏度也不同。中國、德國和俄羅斯等一些國家采用恩氏黏度（°E)，美國采用塞氏黏度(SSU)，英國采用雷氏黏度(R)。恩氏黏度用恩氏黏度計測定，即將200mL被測液體裝入恩氏黏度計的容器中，在某一特定溫度t℃下，測出液體經(jīng)其下部直徑為2.8mm小孔流盡所需的時間t1，與同體積的蒸餾水在20℃時流過同一小孔所需的時間t2的比值，便是被測液體在這一溫度時的恩氏黏度(2-5)二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)工業(yè)上常用20℃、50℃、100℃作為測定恩氏黏度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，其恩氏黏度分別以相應(yīng)符號°Ｅ20、°E50、°E100表示。恩氏黏度與運(yùn)動黏度之間，可用如下經(jīng)驗公式換算:

當(dāng)1.35<°E<3.2時當(dāng)°E>3.2時(2-6)恩氏黏度與運(yùn)動黏度的對應(yīng)數(shù)值還可從有關(guān)圖表直接查出。

二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)

3．黏度與壓力、溫度的關(guān)系液體的黏度會隨壓力和溫度的變化而變化。液體所受壓力增大時，其分子間距減小，內(nèi)聚力增大，黏度也隨之增大。但在機(jī)床液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內(nèi)，液壓油的黏度受壓力變化的影響甚微，可以忽略不計。若壓力高于10MPa,如新型建材機(jī)械的液壓系統(tǒng)，或壓力變化較大時，則應(yīng)考慮壓力對黏度的影響。液壓油的黏度對溫度變化十分敏感，溫度升高，黏度將顯著降低。液壓油的黏度隨溫度變化的性質(zhì)稱為黏溫特性。不同種類的液壓油具有不同的黏溫特性。液壓油的黏溫特性常用其黏溫變化程度與標(biāo)準(zhǔn)油相比較的相對數(shù)值（即黏度指數(shù)VI)來表示，VI值越大，表示其黏度隨溫度的變化越小，黏溫特性越好。黏溫特性曲線圖10頁。二、液壓油的黏性

子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。壓力為p0時體積為V0的液體，當(dāng)壓力增大Δp時，由于液體的可壓縮性，體積要減小ΔV。液體的可壓縮性用體積壓縮率k表示液體體積壓縮率k的物理意義是單位壓力變化下的體積相對變化率。(2-7)三、液壓油的可壓縮性子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)在工程實際應(yīng)用中，常用體積彈性模量K值(K=1/k)來表示液體抵抗壓縮能力的大小。液壓油在正常工作溫度范圍內(nèi)，K值會有5%～25%的變化。壓力增大，K值也增大，但這種變化不呈線性關(guān)系。當(dāng)壓力高于3.0MPa時，K值基本上不再增大。液壓油中如混有空氣時，K值將大大減小。在常溫(20℃)和常壓（大氣壓）下，純凈石油基液壓油的體積彈性模量為1.4～2.０GPa，其可壓縮性是鋼的100～150倍，是橡膠和尼龍的1/20～1/4。在一般情況下，由于壓力變化引起液體體積的變化很小，可認(rèn)為液體是不可壓縮的。三、液壓油的可壓縮性子任務(wù)1.2.1認(rèn)識液壓油的物理性質(zhì)一、液壓油的類型

我國現(xiàn)在執(zhí)行的液壓油國家標(biāo)準(zhǔn)是GB11118.1—2011，標(biāo)準(zhǔn)中將液壓油分為L-HL抗氧防銹液壓油、L-HM抗磨液壓油（高壓、普通）、L-HV低溫液壓油、L-HS超低溫液壓油和L-HG液壓導(dǎo)軌油五個品種。子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油液壓油的牌號標(biāo)記一、液壓油的類型

標(biāo)記牌號中數(shù)字越大，黏度越大。國外液壓油標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)備生產(chǎn)商或標(biāo)準(zhǔn)化組織制定，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)即ISO11158-2009應(yīng)用最多，包括HH、HL、HM、HR、HV、HG六個質(zhì)量等級，32、46、68等多個黏度等級的技術(shù)規(guī)格。我國的液壓油分類、品種代號及產(chǎn)品代號、名稱和質(zhì)量水平與世界主要國家的表示方法基本相同。在液壓傳動中，使用的液壓油多數(shù)是石油基液壓油。子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油一、液壓油的類型子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油序號名稱特點運(yùn)動黏度1L-HL石油基液壓油具有一定抗氧防銹性，適用于壓力小于7MPa的液壓系統(tǒng)和輕載齒輪箱40℃時，黏度等級15、22、32、46、68、100、150，黏度指數(shù)不小于80。閃點（閃然的最低溫度）最高215℃，最低140℃2L-HM石油基液壓油具有L-HL的性能，抗磨性強(qiáng)，適用于壓力7～21MPa的液壓系統(tǒng)40℃時，普通型黏度指數(shù)不小于85，黏度等級32、46、68、100；高壓型黏度等級22、32、46、68、100、150，黏度指數(shù)不小于95。閃點最高215℃，最低165℃3L-HV石油基液壓油在L-HM基礎(chǔ)上加強(qiáng)黏性和低溫流動性。寒區(qū)代替L-HM使用40℃時，黏度等級10、15、22、32、46、68、100，黏度指數(shù)不小于130～140。閃點最高190℃，最低100℃4L-HS石油基液壓油在L-HM基礎(chǔ)上加強(qiáng)黏性和低溫流動性。寒區(qū)代替L-HM使用40℃時，黏度等級10、15、22、32、46，黏度指數(shù)不小于130。閃點最高180℃，最低100℃5L-HG石油基液壓油特殊的防爬性能，適用于潤滑機(jī)床導(dǎo)軌及其液壓系統(tǒng)40℃，黏度等級32、46、68、100，黏度指數(shù)不小于90。閃點最高205℃，最低175℃二、選用合適的液壓油子任務(wù)1.2.2選擇合適的液壓油一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點、工作環(huán)境和液壓泵的類型等來選用合適的液壓油品種，當(dāng)品種確定后，主要考慮液壓油的黏度。根據(jù)液壓油的黏度等級，再選擇油液的牌號。在確定油液黏度時，應(yīng)考慮下列因素：

(1）工作壓力。

(2）工作速度。

(3）環(huán)境溫度。(4)液壓泵的類型。

(4）在高溫環(huán)境下具有較