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高低温环境对液压油的影响及优化方案

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:抗燃液压油是高水基介质,适用于高温易燃的场合。7)高温使液压油体积膨胀,使封闭在容腔里的液压油压力上升,造成危险。

高低温环境对液压油的影响及优化方案

液压油是液压系统实现动力传递的重要工作介质之一,同时还对液压系统起到润滑、防锈、缓冲、冷却等作用。随着液压技术的不断发展,对液压油的使用要求越来越高,特别是环境温度的影响。我国地域广阔,南北环境温度差异较大,一月份气温在-18℃以下的地区占全国面积的56%,部分地区冬季最低气温达-50℃。而南方的最高室外气温高达50℃,同时,野外作业的机械设备的环境温度可达70~80℃,油温则高达130℃。这些地区的一些机械设备需要露天作业。对于一般的工程机械,在不同的环境条件下使用相应的液压油就较容易解决这个问题。但对于一些特殊场合,如航空航天、全天候工作的军事装备等,在较短的时间内,其工作环境发生了较大的变化,就要求液压油具有较强的适应能力,在不同的环境条件下满足不同的使用要求。

1.常用液压油的特点

目前国内常用的液压油有L-HL液压油、L-HM抗磨液压油、L-HV低温抗磨液压油、L-HS低凝抗磨液压油、L-HG液压导轨油、航空液压油、抗燃液压油。这些液压油的牌号以40℃时的黏度划分为:12号、22号、32号、46号、68号、100号等。不同牌号其性能各不相同。

L-HL液压油具有一定的抗氧防锈性能,适用于系统压力低于14MPa的液压系统。L-HM抗磨液压油的抗磨性能强,适用于高压(35MPa)液压系统。在专门的抗磨性能对比测试中,L-HL液压油的磨损量是600mg,而L-HM液压油的磨损量是20mg。L-HV低温抗磨液压油、L-HS低凝抗磨液压油均在L-HM抗磨液压油的基础上增强了黏温特性和低温流动性。如L-HM液压油的黏度指数一般在100左右,凝点在-10℃左右;L-HV液压油和L-HS液压油的黏度指数一般可达130以上,凝点分别在-30℃和-40℃以下。L-HG液压导轨油具有特殊的“防爬”性能。航空液压油具有很低的凝点(-60℃)和很高的闪点(210℃),适应的温度范围大(可达-45~180℃),黏度指数可达200以上。据测试,12号航空液压油50℃时的黏度为12.23mm2/s,150℃时的黏度为3.585mm2/s,-40℃时的黏度为497.8mm2/s。抗燃液压油是高水基介质,适用于高温易燃的场合。

2.液压油的基本性能

(1)黏度 黏度反映油品的内摩擦力,是表示油品油性和流动性的一项指标。黏度越大,油膜强度越高,流动性越差。

(2)黏度指数 黏度指数表示油品黏度随温度变化的程度。黏度指数越高,油品黏度受温度的影响越小,其黏温特性越好;反之越差。

(3)闪点 闪点是表示油品蒸发性的一项指标,也是油品着火危险性的指标。闪点越高,高温性能越好,一般认为闪点比使用温度高20℃即可安全使用。

(4)凝点 凝点指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度,是表示油品低温流动性的一个重要指标。凝点高的油品不能在低温下使用,相反,在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的油品。一般来说,油品的凝点应比使用环境最低温度低5~7℃。

(5)酸值、碱值和中和值 酸值和碱值是指油品中含有酸值和碱值物质的指标,中和值是油品中酸值和碱值的总和。

(6)水分 水分是指油品中含水量的百分数,通常是质量的百分数。油品中水分的存在,会破坏油品形成的油膜厚度,润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用。油品中水分越少越好。

3.高低温环境对液压油的影响

(1)低温对油品的影响

1)低温使油品黏度变大。黏度过大,液压泵的自吸能力下降,液压系统的压力损失增大,功率损失增大。一般认为,当黏度≥1000mm2/s时,液压系统不能正常工作;当黏度≥2000mm2/s时,液压系统不能正常起动。(www.xing528.com)

2)低温使油品中水分凝固,凝固水附着在液压阀的零件、过滤器等的表面上,可能导致液压阀卡死,过滤器堵塞,使液压系统不能正常工作。

3)低温使液压系统里的橡胶密封材料收缩、硬化等,降低密封性能甚至导致密封失效。

4)低温使油品自身收缩,特别是使封闭容腔里的液压油收缩,使压力下降甚至产生负压。

(2)高温对油品的影响

1)高温使油品黏度变小,黏度过小,液压系统泄漏增大,效率下降,甚至导致液压系统不能正常工作。

2)高温使油品的氧化作用加剧,油品中逐渐生成一些酮类、酸类和胶质、沥青质等物质,污染油品,缩短油品使用寿命。当油品氧化到一定程度时,油品失效,不能使用。

3)高温使摩擦部位金属表面上形成的润滑膜发生化学作用分解,润滑膜遭到破坏。

4)高温通常会造成钢和其他有色金属在油品中的腐蚀加剧,造成零件表面损坏,同时产生腐蚀物。

5)高温更容易产生气泡,油品中的水分高温汽化,变成水蒸气,溶解在油品中的气体(主要是空气)因高温大量挥发产生气泡,气泡使润滑油膜破坏,使摩擦表面发生烧结或增加磨损,并加速油品的氧化变质,影响液压元件的精度和灵敏度,严重时不能满足液压系统的使用要求。

6)高温使液压系统中的橡胶密封件的性能变差,可使橡胶溶胀、变软,加速橡胶老化,甚至导致密封失效。

7)高温使液压油体积膨胀,使封闭在容腔里的液压油压力上升,造成危险。

随着液压技术的应用范围越来越广,液压装置朝着高压、高速和小型化发展,使得液压油的使用环境越来越严酷,要求液压油具有较强的综合性能。为了保证液压系统能在不同的环境条件下正常、高效地工作,必须正确选用和合理使用液压油。

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