液压泵用油的发展概况与选用意义

液压泵用油的发展概况与选用意义

如绿说液压泵(主油泵)是整个液压设备的心脏，那么,液压 油就是整个系统的血液，它不仅与液压泵序在著息息相通的关 系，而且对整个液压系统和设备都有很大的影响。 在最早的液压传动系统中，液压浆是用水作工作介质的，山 于水粘度大低，润滑性差，锈蚀金属，容易蒸发等缺点，因此严重 限制了液压传动的发展。 1905年，在军舰的火炮升降与转塔液压系统中，人们首次成 功地应用矿物油作为工作介质。随着矿物油精炼技术的发展和 产品质量的提高，到1912年前后，液压传动系统都已普遍使用 矿物油作为工作介质。 40年代，人们开始采用锭子油和汽轮机油作为工作介质，50 年代又采用专用液压油和液压-导轨油。这些油有竹对性地掺 入添加剂，具有可以抗氧化、消泡、防爬、改进粘度指数等不用 性能。 随普液压泵向高压、大流量、低噪音、长寿命的发展，在6C 年代，又出现了抗磨损液压油。

合理选择液压泵用油，不仅可以充分发挥设备的性能与效 率，延长液压泵与整个液压系统的便用寿命，节约维护保养费 用。同时，可以延长油液本身的换油周期，从而有效地节约购买 油液的资金。

液压泵用油的主要特性与基本要求

液压泵用油的主要物理化学性能 1. 粘度 粘度反陕液体的内摩擦方的大小。油液受到外力作用而发 生相对运动时，油流层之间要产生内部摩擦阻力，使油液流动困 难。表示这种阻力的量，称作粘度。液压油的粘度对液压泵及 系统的性能关系很大，必须认真地考虑选用。液压油粘度的分 类如下：

在法定计量单位制中，动力粘度μ的单位为N·s/m² (牛 · 秒/米²),即Pa+s(帕斯卡 ·秒)。 过去使用实用工程制(CGS 制)中，动力粘度μ的单位是 dyn ·s/cm²(达因 ·秒/厘米2),一般称为P(泊)。1泊表示的物理 意义是：面积各为1cm² 而相距1cm 的两个平行油层，以1cm/s (1厘米/秒)的速度相对移动，产生Idyn (达因)的阻力，这时的 动力粘度为1p(泊)。p (泊)的百分之一称为cp (厘泊)。法定 单位与它们间的换算关系为 

1 Pa·s=1(N·s/m²)=10(p)=10(cp)。 

动力粘度除以油的密度，即为运动粘度。运动粘度》没有明确的物理意义，只是在理论分析和计算时常遇到μ/p 这个量， 为此，引入了v 这一概念。 在 p 的量纲中因只有运动学要素，故称为运动粘度。 在法定计量单位制中，运动粘度 的单位为m²/s (米²/秒), 但实际使用中因其量值太大，多取10-⁸m²/s 。 而在过去实用工 程 制(CGS 制)中，运动粘度》的单位是cm²/s (厘米²/秒),一般 称为斯(st), 斯的百分之一称作厘斯(cst 或Cs) 它们之间的换算关系为

  1m²/s=10⁴(st)=10(cst)。

在过去尚未修订的油液国家标准中，采用这些油液在50℃ 时运动粘度cst 的乎均值作为油的牌号。例如：20号机械油在 50℃时的运动粘度vgo=17～23 cst。 水在20℃时的粘度即为1 cst。 绝对粘度很难直接测量，所以工程中常采用测定方法较方 便的“相对粘度”。相对粘度又叫“条件粘度”,各国所采用相对 粘度的单位有所不同，我国采用恩氏粘度E 来表示。 恩氏粘度的测定方法如下：测定出200 cm³ 温度为t℃的被 测液体，在自重作用下流过直径为2.8 mm 小孔所需的时间t, 然后测出同体积的蒸馏水在20℃时流过同一小孔所需时间t, t, 与 t₂ 的比值，即为被测液体在t℃ 时的恩氏粘度值。可表示为

各种粘度单位名称、符号、采用国家和换算公式见表1-4。 有时为了使油具有所需的粘度，可把两种不同的油混合起 来用，称为混合油。 用两种油液调合成混合油，其粘度计算公式为

各种粘度单位名称、符号、采用图聚和换算公式

式中：°E₁、°E₂、E分别为用于参加混合的两种油液及混合后的 油液粘度。且取F>°E₂;a、b 分别为参加混合的两种油液各 占的百分数，即a+b=100;c 为实验系数。

必须指出，我国液压油的原有标号一般以50℃时的粘度作 为标准，例如，10,20、30就是指在50℃时油的名义粘度为10、 20、30厘斯。但高温用河滑油则以100℃时的粘度作为标准，换 算时不要混滑。 国际标准组织 (IS0) 下1978年规定了新的液压油粘度标 推，它以40℃时的粘度为标准，与我国过去的公制标准及英美 标准都不相同，因此，我国液压油的标准牌号(标号)也将相应变 更，以求统一。但ISO 粘度标号中的三个保留标号(55,83,120) 我国未采用。我国液压油新旧标号对照见表

液压油标号对照

凝点和流动点 

油被冷却到不能流动时的温度可凝点。高于凝点2.5℃的温度叫流动点，或称倾点。流动点对在低温使用的液压装置很 重要，在选用液压油时，应根据最低使用温度，选择比使用温度 低10℃以上流动点的用油。 3. 酸值和机械杂质 液压油中的无机酸易使液压泵及其他元件腐蚀，因而酸值 应低一些为好。但有些添加剂本身就是有机酸，因此，有些性能 好的液压用油酸值反而较高。所以，对液压油的酸值还要具体 分析和全面衡量。 液压油的机械杂质是矿物油在运输，提炼和加工时残存其 内的污染物。丽在使用中的机械杂质，多为外界侵入，如元件、 管件、油箱清洗不洁及元作中运动零件的金属磨粒等机械杂质， 对液压泵的使用性能和故障的产生关系密切。 此外，液压油的密度、重度、比热，闪点能性能也比较重要， 限于篇幅，请读者参阅有关手册。 (二)液压泵用油的基本要求 液压油在液压系统中除传递动力外，对液压泵及其他元件 还必须起到良好的润滑、散热和密封的作用。所以，对液压泵用 油应适应下述要求： 1.适宜的粘度和良好的粘温特性。掖体的粘度随液体的 温度和压力的变化而变化。压力增大时，粘度亦增大；温度对液 体的粘度有较大的影响，温度升高，油液粘度下降。油液粘度的 变化，对液压泵和其他元件的性能影响重大。因此，要求液压油 的粘度随温度的变化尽可能小些。液体粘度随温度的变化性能 叫做粘温特性。粘温特性还常用粘度指数来表示。粘度指数越 高，液体的粘温特性越好，即温度变化后，粘度变化较小。液压 油的粘度指数一般高于S0。2. 在工作温度和压力下，具有优良的润滑性、剪切稳定性 和一定的油膜强度。 3. 对热、氧化、水解等具有较好的化学稳定性。在使用过 程中不变质、不析出沥青、焦油等胶质沉淀。 4. 抗泡沫性能好，消泡性强。大气中矿物油通常能溶解 5～10%的空气，这是泡沫产生的主要原因。若液压泵吸油管 安装不当或管路密封不好，也会产生泡沫，它使液压泵产生噪音 和振动，动特性变坏，因此，要求液压油具有能够迅速而充分地 放出气体不致形成泡沫即消泡性。为提高消泡性，可在油中加 入消泡剂。 5. 防锈性能良好，对金属腐蚀性小。 6,在额定压力下，压缩率小。 7. 燃点、闪点高，挥发性小。 8,不含水份和其他杂质。 9.对密封材料的影响小。 10. 价格低廉，保障供应，经济性好。对人体无毒害等。

液压泵用油的选择

正确合理地为液压泵选择用油，是保证液压泵、整个液压系 统和液压机械高效率和正常运转的前提。 选择液压泵用油需要考虑的事项很多。首先，要选用合适 的粘度。当用油粘度太低时，液压泵及整个系统内，外泄漏增 大，液压泵效率下降，功率损失增加，油温上升，液压泵相互运动 部分磨损加剧，液压泵输出压力下降，工作精度降低；若用油粘 度过高时，液压泵吸入阻力增加，出现噪声。液压油通过系统管 路和其他液压元件时阻力增加，使液压泵和系统压力损失增大，造成功率损失增大，温度上升，动作不平稳。因此，选择液压油 首先应考虑液压泵生产厂样本和说明书推荐的品种牌号，或者 根据液压泵型号、种类、工作压力、工作温度及经济性等因素来 选择。一般是先确定适用的粘度范围，再具体确定合适的液压 油品种牌号。表1-7为几种液压泵的用油粘度推荐值。

几种液压泵用油粘度推神值

当压力高，温度高，运动速度低时，应选用粘度较高值；反 之，选用粘度较低值。 在选用液压油的品种时，一般要求不高的液压系统可选用 机械油，汽轮机油或普通液压油。对于要求条件较高或专用液 压传动设备，可选用各种专用液压油，如抗磨液压油，稠化液压 油，低温液压油等，这些油已加入了各种改善性能的添加剂。我 国几种常用矿物油类液压油的主要指标见表1-8。普通液压油 的凝点规定为-10℃,因此只能适用于环境温度在0℃以上 的地区。 选择液压油一般应尽量选用较好的液压油，这样做虽然一 次性投资成本要高些，但因优质油使用寿命长对液压泵及其元 件损害小，从总的效益看，其经济性要比价廉的劣质油为好。

几种常用矿物油类液压油的主要指标

打包机，尤其是棉花液玉打包机里的液压系统，工作压力都大于160×1o⁵Pa, 有时高达315×105Pa, 属于高压范围，应采用抗磨液压油，可有效地减少液压泵的磨损，提高其寿命。根据国外对维卡斯V-104C 液压叶片泵，按ASTMD2822 的方法(压力140×10⁶Pa, 转速1200r/min, 油湿65℃,试验250h),进行的对抗磨银压油和普通液压油磨损实验的新究，用普通液压油时的总磨损量(叶片和定子环磨损量之和)在500 mg以上，用抗磨液压油时的总磨损量一般为20～60 mg。抗磨液压油和普通液压油进行磨损量比较实验的实验数据。液压柱塞泵的说明书中还曾推荐使用稠化液压油，产品主要有上稠(上海炼油厂生产)抗磨液压油和普遵液压油 的 比 较 试 验 实 恻和兰稠(兰州炼油厂生产)等牌号，其主要营标请查表

稠化液压油中加有一定数量的增粘剂，通常还添加染料使 油液染成红色以供识别。它的优点是粘度指数较高，凝点较低， 其他性能也不错。适用于低温寒冷环境(-25℃以下)。缺点是 抗磨性不如抗磨液压油，抗剪切性较差，当液压泵及系统处于高 压、大负荷时，油液受剪切作用，粘度下降较快，从而使液压泵运 转性能变坏。 鉴于抗磨液压油的凝点通常为→25℃,在环境温度不低于 -15℃以下的地区，各类重负荷液压机械，尤其是棉花打包机应 采用抗磨液压油。在环境温度低丁-15℃的地区，建议使用低 温液压油(我国代号为YC)。 因它既具备适应严寒低温的理化 持性，还具备与抗磨液压油一样的抗磨性能。上海炼油厂过去 生产上稠液压油，现在已能生产低温液压油。