液壓與氣壓傳動技術（微課版）課件 1.2液壓油的選用

任務1.2液壓油的選用任務描述師傅發(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．師傅為什么強調液壓油牌號，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1.2.1認識液壓油的物理性質一、對液壓油的性能要求（1）液壓油應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）液壓油應具有良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。（3）液壓油應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）液壓油應具有良好的防腐性、抗磨性和防銹性。（6）液壓油應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、水分和水溶性酸堿等。01當液體在外力作用下流動時，由于液體本身分子之間內聚力以及與固體壁面吸附力的存在，使液體內各處的速度產生差異。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液體在管路內的速度分布圖子任務1.2.1認識液壓油的物理性質02常用的黏度有動力黏度、運動黏度、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1.2.1認識液壓油的物理性質實驗表明（牛頓內摩擦定律），液體流動時相鄰層間的內摩擦力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，即液層相對運動速度對液層間距離的變化率。二、液壓油的黏性

子任務1.2.1認識液壓油的物理性質

2）運動黏度動力黏度μ和液體密度ρ的比值，就稱為運動黏度，用υ表示，即（2-4)運動黏度的單位是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，因此稱之為運動黏度。且習慣上常用它來表示液體的黏度，例如國產液壓油的牌號就是該種油液在40℃時的運動黏度υ的平均值。如改善防銹及抗氧化性的精制礦物油（通用機床液壓油）L-HL-46中，數(shù)字46表示該液壓油在40℃時的運動黏度為46cSt（平均值）。二、液壓油的黏性

子任務1.2.1認識液壓油的物理性質

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1.2.1認識液壓油的物理性質工業(yè)上常用20℃、50℃、100℃作為測定恩氏黏度的標準溫度，其恩氏黏度分別以相應符號°Ｅ20、°E50、°E100表示。恩氏黏度與運動黏度之間，可用如下經(jīng)驗公式換算:

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

二、液壓油的黏性

子任務1.2.1認識液壓油的物理性質

3．黏度與壓力、溫度的關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，內聚力增大，黏度也隨之增大。但在機床液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內，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,如新型建材機械的液壓系統(tǒng)，或壓力變化較大時，則應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準油相比較的相對數(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1.2.1認識液壓油的物理性質液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質稱為液體的可壓縮性。壓力為p0時體積為V0的液體，當壓力增大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1.2.1認識液壓油的物理性質在工程實際應用中，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，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系。當壓力高于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，可認為液體是不可壓縮的。三、液壓油的可壓縮性子任務1.2.1認識液壓油的物理性質一、液壓油的類型

我國現(xiàn)在執(zhí)行的液壓油國家標準是GB11118.1—2011，標準中將液壓油分為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液壓導軌油五個品種。子任務1.2.2選擇合適的液壓油液壓油的牌號標記一、液壓油的類型

標記牌號中數(shù)字越大，黏度越大。國外液壓油標準由設備生產商或標準化組織制定，產品標準即ISO11158-2009應用最多，包括HH、HL、HM、HR、HV、HG六個質量等級，32、46、68等多個黏度等級的技術規(guī)格。我國的液壓油分類、品種代號及產品代號、名稱和質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1.2.2選擇合適的液壓油一、液壓油的類型子任務1.2.2選擇合適的液壓油序號名稱特點運動黏度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，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基礎上加強黏性和低溫流動性。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基礎上加強黏性和低溫流動性。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，適用于潤滑機床導軌及其液壓系統(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