第二章液压传动基础知识

第二章液压传动基础知识第一节液压油液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油也是很重要的。一、液压油的分类：普通液压油专用液压油1、石油基液压油抗磨液压油高粘度指数液压油石油基液压油是以石油地精炼物未基础，加入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油，不同性能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。添加剂有两种：一种是：改善物理性能：抗磨性，增凝剂，防爬剂二种是：改善化学性能：抗氧化，防腐剂，防锈剂磷酸酯液压油：抗燃性好；有一定的毒性，贵。合成液压油2、难燃液压油水——乙二醇液压油：由水、乙二醇和添加剂组成。含水液压油油包税乳化液：油占60%乳化液水包油乳化油：油占5%--10%二、液压油的主要性质1、密度ρρ=m/V[kg/m3]一般矿物油的密度的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加，但变动值很小，可以认为是常值。2、粘性定义：粘性是液体抗拒变形的特性。（产生内摩擦力的性质）外摩擦：液体与管子的摩擦力内摩擦：液体内部各点由于运动速度不等产生的摩擦力，该种摩擦力阻止液层间的相对滑动由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。注：液体只有流动时，才会呈现粘性；不流动的液体不呈现粘性㈠、粘性的大小可用粘度来衡量，流体的粘度通常有三种不同的测试单位。①绝对粘度μ。绝对粘度又称动力粘度，它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。②运动粘度ν。运动粘度是绝对粘度μ与密度ρ的比值：ν=μ/ρ③相对粘度（恩氏粘度）。相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。恩氏粘度的测定方法如下：测定200cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm小孔所需的时间T1，然后测出同体积的蒸馏水在20℃流过同一孔所需时间T2(T2=50～52s)，T1与T2的比值即为流体的恩氏粘度值。恩氏粘度用符号°E表示。被测液体温度t℃时的恩氏粘度用符号°Et表示。°Et=T1/T2㈡压力对粘度的影响。在一般情况下，压力对粘度的影响比较小，在工程中当压力低于5MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也随之增大。因此，在压力很高以及压力变化很大的情况下，粘度值的变化就不能忽视。㈢温度对粘度的影响液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。不同种类的液压油，它的粘度随温度变化的规律也不同。㈣粘温特性：随温度的变化的性质。液压油升高，粘度下降；温度下降，粘度增加。粘度指数高，说明粘度随温度的变化小，即其粘温特性好。3、可压缩性定义：液体受压力后其容积发生变化体积减小的性质。低，中压可以认为不可压缩；高压就要考虑可雅注意：在空气含量减少到最低限度三、液压油的选用1.适宜的粘度和良好的粘温性能2.润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外，其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此，液压油应具有良好的润滑性能。为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能。3.良好的化学稳定性：对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性5.对金属材料具有防锈性和防腐性6.油液纯净，含杂质量少7.流动点和凝固点低此外，对油液的无毒性、价格便宜等，也应根据不同的情况有所要求。四、液压油的污染与防护液压油是否清洁，不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命，而且直接关系到液压系统是否能正常工作。液压系统多数故障与液压油受到污染有关，因此控制液压油的污染是十分重要的。1.液压油被污染的原因主要有以下几方面：(1)液压系统的管道及液压元件内的型砂、切屑、磨料、焊渣、锈片、灰尘等污垢在系统使用前冲洗时未被洗干净，在液压系统工作时，这些污垢就进入到液压油里。(2)外界的灰尘、砂粒等，在液压系统工作过程中通过往复伸缩的活塞杆，流回油箱的漏油等进入液压油里。另外在检修时，稍不注意也会使灰尘、棉绒等进入液压油里。(3)液压系统本身也不断地产生污垢，而直接进入液压油里，如金属和密封材料的磨损颗粒，过滤材料脱落的颗粒或纤维及油液因油温升高氧化变质而生成的胶状物等。2.油液污染的危害（1）液压油污染严重时，直接影响液压系统的工作性能，使液压系统经常发生故障，使液压元件寿命缩短。造成这些危害的原因主要是污垢中的颗粒。对于液压元件来说，由于这些固体颗粒进入到元件里，会使元件的滑动部分磨损加剧，并可能堵塞液压元件里的节流孔、阻尼孔，或使阀芯卡死，从而造成液压系统的故障。（2）水分和空气的混入使液压油的润滑能力降低并使它加速氧化变质，产生气蚀，使液压元件加速腐蚀，使液压系统出现振动、爬行等。3.防止污染的措施造成液压油污染的原因多而复杂，液压油自身又在不断地产生脏物，因此要彻底解决液压油的污染问题是很困难的。为了延长液压元件的寿命，保证液压系统可靠地工作，将液压油的污染度控制在某一限度以内是较为切实可行的办法。对液压油的污染控制工作主要是从两个方面着手：一是防止污染物侵入液压系统；二是把已经侵入的污染物从系统中清楚出去为防止油液污染，在实际工作中应采取如下措施：(1)使液压油在使用前保持清洁。液压油在运输和保管过程中都会受到外界污染，新买来的液压油看上去很清洁，其实很“脏”，必须将其静放数天后经过滤加入液压系统中使用。(2)使液压系统在装配后、运转前保持清洁。液压元件在加工和装配过程中必须清洗干净，液压系统在装配后、运转前应彻底进行清洗，最好用系统工作中使用的油液清洗，清洗时油箱除通气孔(加防尘罩)外必须全部密封，密封件不可有飞边、毛刺。(3)使液压油在工作中保持清洁。液压油在工作过程中会受到环境污染，因此应尽量防止工作中空气和水分的侵入，为完全消除水、气和污染物的侵入，采用密封油箱，通气孔上加空气滤清器，防止尘土、磨料和冷却液侵入，经常检查并定期更换密封件和蓄能器中的胶囊。(4)采用合适的滤油器。这是控制液压油污染的重要手段。应根据设备的要求，在液压系统中选用不同的过滤方式，不同的精度和不同的结构的滤油器，并要定期检查和清洗滤油器和油箱。(5)定期更换液压油。更换新油前，油箱必须先清洗一次，系统较脏时，可用煤油清洗，排尽后注入新油。(6)控制液压油的工作温度。液压油的工作温度过高对液压装置不利，液压油本身也会加速化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限，一般液压系统的工作温度最好控制在65℃以下，机床液压系统则应控制在55℃以下。第五节液压冲击及空穴现象一、液压冲击现象1、液压冲击:在液压系统中，当极快地换向或关闭液压回路时，致使液流速度急速地改变(变向或停止)，由于流动液体的惯性或运动部件的惯性，会使系统内的压力发生突然升高或降低，这种现象称为液压冲击㈠产生原因:①:阀门突然关闭②：高速运动部件突然制动或换向③：某些液压元件动作不灵敏液压冲击的危害是很大的。发生液压冲击时管路中的冲击压力往往急增很多倍，而使按工作压力设计的管道破裂。此外，所产生的液压冲击波会引起液压系统的振动和冲击噪声。因此在液压系统设计时要考虑这些因素，应当尽量减少液压冲击的影响。㈡一般可采用如下措施：①缓慢关闭阀门，削减冲击波的强度；②在阀门前设置蓄能器，以减小冲击波传播的距离；③应将管中流速限制在适当范围内，或采用橡胶软管，也可以减小液压冲击；④在系统中装置安全阀，可起卸载作用。⑤缩短管子长度,加大直径2、空穴现象1、定义：当绝对压力低于液体的饱和蒸气压时，液体中会出现大量的蒸气泡，这也称空穴现象。2、产生原因：液压泵吸油管直径太小时、或吸油阻力太大、或液压泵转速过高。由于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象。3、危害：①振动、噪声②气蚀：固体壁面的腐蚀、剥蚀的现象注：气穴现象不但在泵进油口处出现，还会在有些阀口处出现。4、减小措施：（1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后压力比小于3.5。（2）正确设计液压泵的结构参数，适当加大吸油管内径，及时清洗过滤网。（3）提高零件的抗气蚀能力，增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度等。