防水型液壓裝備用高性能液壓規(guī)格

防水型液壓裝備用高性能液壓規(guī)格

該技術(shù)具有功率大、體積小、重量輕、響應(yīng)快、精度高、抗負(fù)剛性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在各種設(shè)備和系統(tǒng)中，它通常是控制和能源傳輸?shù)闹行牡匚?。近代液壓技術(shù)的蓬勃發(fā)展與軍事裝備的技術(shù)進(jìn)步密不可分。早在19世紀(jì)90年代,法國(guó)率先在火炮上安裝液壓駐退機(jī),有效解決了火炮發(fā)射中能量耗散、儲(chǔ)存與再利用問(wèn)題,也使得火炮技術(shù)產(chǎn)生了突破性進(jìn)展。1906年,美國(guó)首次以礦物油代替水作為戰(zhàn)艦炮塔俯仰裝置液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì),這對(duì)液壓技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)意義。第二次世界大戰(zhàn)期間,出現(xiàn)了以電液伺服系統(tǒng)為代表的響應(yīng)快、精度高的液壓元件和控制系統(tǒng),大大促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)如今液壓技術(shù)在軍事裝備上的運(yùn)用隨處可見(jiàn),例如火炮瞄準(zhǔn)控制裝置、艦船減搖裝置、戰(zhàn)機(jī)起落架收放裝置及方向舵控制裝置等。對(duì)于當(dāng)前擁有世界上最強(qiáng)大武裝力量的美軍來(lái)說(shuō),液壓技術(shù)為其提供了巨大便利,僅以其地面裝備為例:布雷德利戰(zhàn)斗車(chē)輛(BradleyFightingVehicle)、M1A2艾布拉姆斯主戰(zhàn)坦克(M1A2AbramsMainBattleTank)、榴彈炮(Howitzers)、履帶式戰(zhàn)術(shù)挖土機(jī)ACEM9(ArmoredCombatEarthmoverACEM9)、20t起重挖土機(jī)(CraneShovel20ton)等。戰(zhàn)斗裝備對(duì)液壓技術(shù)的依賴(lài)性進(jìn)一步增強(qiáng),液壓技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位和作用日益突出。液壓油是液壓技術(shù)中至關(guān)重要的組成部分之一,其作用在于有效傳遞能量、潤(rùn)滑部件和作為一種散熱介質(zhì)。為了方便部隊(duì)識(shí)別和使用,美軍所使用的每一種潤(rùn)滑油都會(huì)以簡(jiǎn)單的符號(hào)、字母或數(shù)字來(lái)表示,稱(chēng)之為軍用代號(hào)(MilitarySymbol)。目前,美軍為其地面裝備提供3種不同類(lèi)型的液壓油,軍用代號(hào)分別是OHT、FRH和OE/HDO-10,其所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分別為MIL-PRF-6083《操作和防腐用石油基液壓油》、MIL-PRF-46170《防銹抗燃合成烴基液壓油》以及MIL-PRF-2104(SAE10W)《戰(zhàn)斗/戰(zhàn)術(shù)裝置用內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油》規(guī)格。其中,OHT和FRH適用于戰(zhàn)斗裝備,而OE/HDO-10主要在建筑裝備上發(fā)揮效能。2004年,MIL-PRF-2104升級(jí)為H版本,OE/HDO-10被取消。美國(guó)陸軍還曾使用過(guò)MIL-PRF-46001《機(jī)械工具用石油基液壓油》規(guī)格(最早發(fā)布于1989年),符合該規(guī)格的油品在一般工業(yè)系統(tǒng)獲得了應(yīng)用。2000年,MIL-PRF-46001D規(guī)格被廢除,代之以A-A-59354《機(jī)械工具用石油基液壓油》規(guī)格。OHT(MIL-PRF-6083)和FRH(MIL-PRF-46170)均為防銹型液壓油,二者均為美國(guó)陸軍最主要使用的液壓油產(chǎn)品。其中:OHT為礦物油基液壓油,屬低閃點(diǎn)型;而FRH則為合成烴基(聚α-烯烴)液壓油,屬高閃點(diǎn)型(抗燃型)。本文首先簡(jiǎn)要回顧了MIL-PRF-6083和MIL-PRF-46170規(guī)格出臺(tái)的背景,然后重點(diǎn)介紹其各自的最新版本——MIL-PRF-6083G和MIL-PRF-46170E規(guī)格的技術(shù)要求,最后給出二者最新版合格產(chǎn)品目錄QPL6083(2013—03—07)和QPL46170(2013—02—11)。新裝備的無(wú)創(chuàng)防護(hù)性能試驗(yàn)1955年朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,為了消除MIL-PRF-5606《飛機(jī)、導(dǎo)彈和武器用石油基液壓油》規(guī)格(軍用符號(hào)OHA,北約代號(hào)H-515,2002年升級(jí)至H版,2006年被MIL-PRF-87257《飛機(jī)和導(dǎo)彈用合成烴基低溫抗燃液壓油》規(guī)格取代)引起的液壓系統(tǒng)腐蝕問(wèn)題,美國(guó)陸軍引入了MIL-PRF-6083規(guī)格(軍用符號(hào)OHT,北約代號(hào)C-635)。OHT與OHA類(lèi)似,只不過(guò)其添加了防銹劑二壬基萘磺酸鋇,可以說(shuō)OHT是OHA的防銹版。美國(guó)陸軍使用OHT的狀況一直延續(xù)到20世紀(jì)70年代早期。1973年10月,以色列與阿拉伯聯(lián)盟的十月戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)。在戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)程中,以色列的M60主戰(zhàn)坦克因回轉(zhuǎn)炮塔起火而損失慘重。調(diào)查報(bào)告認(rèn)為起火原因是由于液壓油管路在壓力下破裂,導(dǎo)致OHT產(chǎn)生大量微細(xì)的液壓油霧,而這種油霧很容易被灼熱的彈片或燃燒彈碎片點(diǎn)燃。1973年12月,已故的C.Abrams將軍(時(shí)任參謀長(zhǎng))對(duì)此表達(dá)了嚴(yán)重關(guān)切。在1974年1月召開(kāi)的陸?？杖娐?lián)席會(huì)議上,討論了關(guān)于替代MIL-PRF-6083規(guī)格的可行性。當(dāng)時(shí)考慮了許多種低可燃性液壓油,但由于多數(shù)液壓油需要對(duì)現(xiàn)有液壓系統(tǒng)進(jìn)行改變,因此與會(huì)人員的注意力集中到發(fā)展MIL-PRF-83282《飛機(jī)用合成烴基抗燃液壓油》規(guī)格(北約代碼H-537)的防銹版上來(lái),其原因在于MIL-PRF-83282規(guī)格與MIL-PRF-6083、MIL-PRF-5606規(guī)格以及當(dāng)時(shí)的液壓系統(tǒng)完全相容。計(jì)劃對(duì)液壓油開(kāi)展的測(cè)試項(xiàng)目包括易受攻擊性試驗(yàn)、在火炮和炮塔以及火炮后座上的低溫性能試驗(yàn)。研發(fā)工作以滿(mǎn)足MIL-PRF-83282規(guī)格要求的α-烯烴產(chǎn)品為中心開(kāi)展。由于這一類(lèi)產(chǎn)品沒(méi)有防銹性,因此最初的試驗(yàn)集中在調(diào)整H-537(MIL-PRF-83282規(guī)格)配方,即添加用于OHT的二壬基萘磺酸鋇防銹劑,發(fā)現(xiàn)當(dāng)二壬基萘磺酸鋇加劑量為2.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),其防銹性滿(mǎn)足要求。配方調(diào)整后的防銹版H-537實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)令人滿(mǎn)意,其在馬里蘭州阿伯丁試驗(yàn)場(chǎng))進(jìn)行的液壓裝備性能試驗(yàn)則表明,當(dāng)環(huán)境氣溫低至-35℃時(shí),各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果超出預(yù)期;同時(shí)進(jìn)行的反沖測(cè)試發(fā)現(xiàn),即使在-42.8℃下,試驗(yàn)結(jié)果也足夠令人滿(mǎn)意;抗燃性試驗(yàn)證明,防銹版H-537的抗燃性較OHT高出70%?；谏鲜鰧?shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和性能評(píng)估結(jié)果,美國(guó)陸軍器材司令部(ArmyMaterialCommand,AMC)于1974年4月29日發(fā)布命令,接受作為OHT替代品的防銹版H-537,為此弗蘭克兵工廠制定了購(gòu)買(mǎi)說(shuō)明FAPD5136(FrankfordArsenalPurchaseDescription5136)。新裝備使用防銹版H-537始于1974年1月。1975年3月,美國(guó)陸?？杖娨约肮I(yè)部門(mén)之間發(fā)布統(tǒng)一MIL-PRF-46170規(guī)格,此后MIL-PRF-46170規(guī)格完全取代FAPD5136。到20世紀(jì)70年代中期以后,許多在戰(zhàn)場(chǎng)上易于受到攻擊的車(chē)輛都轉(zhuǎn)而使用FRH(MIL-PRF-46170規(guī)格),例如,1974年,FRH第一次被加裝到M60主戰(zhàn)坦克中;在1980年早期,FRH被裝填到M1艾布拉姆斯主戰(zhàn)坦克。然而某些裝甲車(chē)輛和自行火炮仍使用具有易燃性的OHT。目前,美軍給出的使用FRH和OHT的通用做法是:在潤(rùn)滑規(guī)程(LubricationOrder)中推薦以FRH(MIL-PRF-46170規(guī)格)作為首選液壓油;但在進(jìn)行低溫操作時(shí),要求使用OHT(MIL-PRF-6083規(guī)格)。mil-prf-603規(guī)格概述隨著美國(guó)陸軍戰(zhàn)斗裝備的不斷更新,MIL-PRF-6083與MIL-PRF-46170規(guī)格也在持續(xù)修訂,日趨完善。2013年,MIL-PRF-6083規(guī)格升級(jí)至G版本(操作溫度范圍仍為-54~135℃);而MIL-PRF-46170規(guī)格也以E版本替代2004年發(fā)布的D版本(操作溫度范圍擴(kuò)大為-40~200℃)。運(yùn)動(dòng)黏度要求比MIL-PRF-6083G與MIL-PRF-46170E規(guī)格的黏溫性、低溫操作性指標(biāo)要求見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn):

MIL-PRF-6083G規(guī)格的40℃運(yùn)動(dòng)黏度要求要低于MIL-PRF-46170E規(guī)格,而100℃運(yùn)動(dòng)黏度要求則高于后者,說(shuō)明MIL-PRF-6083G規(guī)格的黏溫性要求更高;

從-40℃運(yùn)動(dòng)黏度、傾點(diǎn)、低溫穩(wěn)定性3項(xiàng)指標(biāo)的比較來(lái)看,MIL-PRF-6083G規(guī)格對(duì)油品的低溫操作性要求更高?？谷夹灾笜?biāo)要求液壓油的抗燃性主要體現(xiàn)在閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、自燃溫度等方面。MIL-PRF-6083G與MIL-PRF-46170E規(guī)格的抗燃性指標(biāo)要求見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn),與MIL-PRF-6083G規(guī)格僅僅提出閉口閃點(diǎn)的指標(biāo)要求相比,MIL-PRF-46170E規(guī)格除規(guī)定了開(kāi)口閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、自燃溫度3項(xiàng)指標(biāo)之外,還規(guī)定了高溫高壓噴燃特性、線(xiàn)性火焰?zhèn)鞑ニ俾?項(xiàng)指標(biāo)要求。在抗燃性上,MIL-PRF-46170E規(guī)格要求遠(yuǎn)高于MIL-PRF-6083G規(guī)格。prf-雙組分纖維的特性MIL-PRF-6083G與MIL-PRF-46170E規(guī)格的其他性能指標(biāo)要求見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn):

屬于MIL-PRF-6083G規(guī)格獨(dú)有的性能要求有銅片腐蝕和剪切安定性,而屬于MIL-PRF-46170E規(guī)格的獨(dú)有性能只有水敏感性。

MIL-PRF-6083G、MIL-PRF-46170E規(guī)格均提出了相容性、腐蝕和氧化安定性、防腐性、腐蝕性、橡膠相容性、蒸發(fā)損失、顆粒污染度、泡沫性、等溫割線(xiàn)體積彈性模量以及儲(chǔ)存安定性等方面的測(cè)試要求,但是在蒸發(fā)損失、橡膠相容性和鋼-鋼磨損性能的指標(biāo)設(shè)定上有所不同。qpl的定義和發(fā)布方式QPL是專(zhuān)門(mén)登錄經(jīng)鑒定、業(yè)已符合相應(yīng)規(guī)格所規(guī)定的合格鑒定要求的產(chǎn)品或產(chǎn)品族的目錄,其中包括相應(yīng)規(guī)格的編號(hào)、相應(yīng)合格證書(shū)、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、試驗(yàn)或合格鑒定號(hào)以及該產(chǎn)品制造商和批準(zhǔn)的銷(xiāo)售商的名稱(chēng)和工廠地址。在美國(guó)防部,QPL制度是一種規(guī)范化的制度。美國(guó)法典第10卷第145章2452節(jié)對(duì)QPL體制作了明文規(guī)定,將有關(guān)建立、發(fā)布、評(píng)審和修訂QPL的權(quán)力授予軍事部門(mén),并將該項(xiàng)工作列入國(guó)防部部長(zhǎng)的職責(zé);在DoD4120.24-M《國(guó)防標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范大綱方針與程序》中,對(duì)QPL的目的、用途、限制、程序和格式都做了規(guī)定。美軍的QPL是以有鑒定要求的軍用規(guī)格為依據(jù),QPL編號(hào)與軍用規(guī)格的順序號(hào)一致。QPL的發(fā)布通常是在相關(guān)規(guī)格頒布之后,以支持訂購(gòu)方按該規(guī)格向相關(guān)供應(yīng)商或供應(yīng)處采購(gòu)。2013年3月7日,陸軍坦克-機(jī)動(dòng)車(chē)輛研究、發(fā)展和工程中心(U.S.ArmyTank-AutomotiveResearch,DevelopmentandEngineeringCenter,TARDEC)發(fā)布了最新版的QPL6083,共列入合格產(chǎn)品11個(gè),見(jiàn)表4。2013年2月11日,美國(guó)陸軍研發(fā)工程指揮部研究、發(fā)展和工程中心(USArmy,ResearchandDevelopmentCommand,Research,DevelopmentandEngineeringCenter)發(fā)布了最新版的QPL46170,收錄合格產(chǎn)品數(shù)量為7個(gè),見(jiàn)表5。在表4和表5中出現(xiàn)的“CAGE”(CommercialandGovernmentEntity)一般譯為“商業(yè)及政府實(shí)體”。CAGE代碼是一個(gè)由5位數(shù)字或數(shù)字和不包含“I”和“O”的字母組成、且首位與末位必須為數(shù)字的代碼,被分配給美國(guó)和加拿大兩國(guó)進(jìn)行物資生產(chǎn)和/或管理的商業(yè)組織或政府實(shí)體。在表4和表5中出現(xiàn)的11個(gè)CAGE代碼,每一個(gè)代碼所包含的關(guān)于商業(yè)組織的基本信息見(jiàn)表6。qpl制度的社會(huì)化目前,美國(guó)陸軍戰(zhàn)斗裝備使用2種防銹型液壓油,其中MIL-PRF-6083G規(guī)格的優(yōu)勢(shì)在于其低溫操作性,而MIL-PRF-46170E規(guī)格則在抗燃性方面擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。自20世紀(jì)70年代中期以來(lái),許多在戰(zhàn)場(chǎng)上易于受到攻擊的裝甲