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液压油的主要物理性质

发布时间:2018-05-12 浏览次数:4603次

液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)传(chuan)动(dong)是(shi)以(yi)液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)油(you)(you)(you)(通常为(wei)矿物油(you)(you)(you))作为(wei)工(gong)作介(jie)质来传(chuan)递动(dong)力和信号的(de)(de)。因(yin)此液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)油(you)(you)(you)的(de)(de)质量(物理、化学性(xing)能(neng))的(de)(de)优劣,尤其是(shi)力学性(xing)能(neng)对液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)系统工(gong)作的(de)(de)影响(xiang)很大。所以(yi),在(zai)研究液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)系统时,必(bi)须对所用的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)油(you)(you)(you)及其性(xing)能(neng)进行(xing)较深入了解(jie),以(yi)便进一步(bu)理解(jie)液(ye)(ye)(ye)压(ya)(ya)传(chuan)动(dong)的(de)(de)基本原(yuan)理。

1.密度

单位体积液体的质量(liang)称为该液体的密度:

Ρ=m/v (8-1)

式中,V为(wei)体积;m为(wei)体积为(wei)V的(de)液体的(de)质(zhi)量;Ρ为(wei)液体的(de)密度。

密度(du)(du)是液体一(yi)(yi)个重(zhong)要的物理量参数。随着(zhe)温(wen)度(du)(du)或(huo)压力的变化(hua),其密度(du)(du)也会发生变化(hua),但(dan)变化(hua)量一(yi)(yi)般很小(xiao),可以忽略(lve)不(bu)计。一(yi)(yi)般液压油的密度(du)(du)为900kg/m3。

2.可压缩性

液(ye)体(ti)(ti)受压(ya)(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)作(zuo)(zuo)用而(er)发生(sheng)体(ti)(ti)积减小变化(hua)称(cheng)为液(ye)体(ti)(ti)的(de)(de)可(ke)压(ya)(ya)(ya)(ya)缩(suo)性。若(ruo)液(ye)压(ya)(ya)(ya)(ya)油中(zhong)混(hun)入空气时,其可(ke)压(ya)(ya)(ya)(ya)缩(suo)性将显(xian)著增加,并将严重影(ying)响(xiang)液(ye)压(ya)(ya)(ya)(ya)系统的(de)(de)工作(zuo)(zuo)性能,因此在液(ye)压(ya)(ya)(ya)(ya)系统中(zhong)尽量减少(shao)油液(ye)中(zhong)混(hun)入的(de)(de)气体(ti)(ti)及其他挥发物质(如汽(qi)油、煤油、乙醇(chun)和(he)苯等)的(de)(de)含(han)量。

3.黏(nian)性

 (1)黏性(xing)(xing)的意义。液(ye)体在外力作用下(xia)流动(dong)时,液(ye)体分子间(jian)内聚力会阻碍分子相对运(yun)动(dong),即分子之间(jian)产(chan)生一种内摩擦力,这(zhei)一特性(xing)(xing)称为液(ye)体的黏性(xing)(xing)。黏性(xing)(xing)是液(ye)体的重要物理特性(xing)(xing),也(ye)是选择液(ye)压用油的依据。

由于液(ye)(ye)(ye)体(ti)在外力作用下(xia)才有黏(nian)(nian)性(xing),因此液(ye)(ye)(ye)体(ti)在静止状态下(xia)是不呈(cheng)现黏(nian)(nian)性(xing)的。液(ye)(ye)(ye)体(ti)黏(nian)(nian)性(xing)的大小用黏(nian)(nian)度来表示。

 (2)液体的(de)黏(nian)(nian)度(du)。指定量(liang)表示黏(nian)(nian)性高低(di)的(de)量(liang),常用的(de)黏(nian)(nian)度(du)有3种,即动力黏(nian)(nian)度(du)、运(yun)(yun)动黏(nian)(nian)度(du)和相(xiang)对黏(nian)(nian)度(du)。平时提到油(you)的(de)牌号实际(ji)是运(yun)(yun)动黏(nian)(nian)度(du)。

1)动(dong)力黏(nian)度µ。在(zai)我国(guo)法(fa)定计量(liang)单(dan)位制及SI制中,动(dong)力黏(nian)度µ的单(dan)位是Pa·s(帕·秒)或用N·s/m2(牛·秒/米2)表(biao)示。

在(zai)CGS制中,口的(de)(de)单(dan)位(wei)为dgn·s/cm2(达因·秒(miao)/厘米2),叉称为P(泊)。P的(de)(de)1%称为cP(厘泊)。其换算关系如下

1Pa·s=10P=l03cP

2)运动(dong)黏(nian)度v。动(dong)力黏(nian)度µ和该(gai)液体密度Ρ之比(bi)值(zhi),称为运动(dong)黏(nian)度。 

v=µ/Ρ (82)

运动黏度(du)µ没有(you)明确的物(wu)理(li)意义。因为在其单位中只有(you)长度(du)和时(shi)间的量(liang)纲,所以称(cheng)为运动黏度(du)。它是工程实际中经常用到的物(wu)理(li)量(liang)。

在我国法定(ding)计(ji)量单(dan)位(wei)制及(ji)SI制中,运动黏度v的(de)单(dan)位(wei)是(shi)m2/s(米2/秒)。

在CGS制(zhi)中,v的单位(wei)是Cm2/s(厘米2/秒),通(tong)常称为St(沲)。1St(沲)=100cSt(厘沲)。两种单位(wei)制(zhi)的换算关系为 

im2/S=104St=106cSt

就物理(li)意义来(lai)说,µ并不是(shi)一个黏(nian)度(du)的(de)(de)量,但工程(cheng)中常用它来(lai)标(biao)志(zhi)液体(ti)的(de)(de)黏(nian)度(du)。例如(ru)(ru),液压(ya)油(you)(you)的(de)(de)牌号,就是(shi)这种(zhong)(zhong)油(you)(you)液在(zai)(zai)40℃时运(yun)动黏(nian)度(du)v(mm2/s)的(de)(de)平均(jun)值,如(ru)(ru)L—AN32液压(ya)油(you)(you)就是(shi)指(zhi)这种(zhong)(zhong)液压(ya)油(you)(you)在(zai)(zai)40℃时运(yun)动黏(nian)度(du)的(de)(de)平均(jun)值为32mm2/s。

3)相对(dui)黏(nian)(nian)度(du)。相对(dui)黏(nian)(nian)度(du)叉称(cheng)条(tiao)件(jian)黏(nian)(nian)度(du)。它是采(cai)用特定的(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)计在规定的(de)(de)条(tiao)件(jian)下测(ce)出(chu)来的(de)(de)液(ye)体(ti)黏(nian)(nian)度(du)。根据测(ce)量条(tiao)件(jian)的(de)(de)不同(tong),各国(guo)(guo)采(cai)用的(de)(de)相对(dui)黏(nian)(nian)度(du)的(de)(de)单(dan)位(wei)也不同(tong)。如中国(guo)(guo)、德国(guo)(guo)及前苏联等(deng)国(guo)(guo)家(jia)采(cai)用恩氏黏(nian)(nian)度(du)(°E),美国(guo)(guo)采(cai)用国(guo)(guo)际赛(sai)氏秒(SSU),英国(guo)(guo)采(cai)用雷(lei)氏黏(nian)(nian)度(du)(R)等(deng)。

恩(en)氏黏(nian)度(du)(du)由恩(en)氏黏(nian)度(du)(du)计测(ce)定(ding),即将200cm3的(de)(de)(de)(de)(de)被测(ce)液(ye)体装入底部有Ф2.8mm小(xiao)孔的(de)(de)(de)(de)(de)恩(en)氏黏(nian)庋计的(de)(de)(de)(de)(de)容器中,在(zai)某一特定(ding)温(wen)度(du)(du)t℃时(shi)(shi),测(ce)定(ding)液(ye)体在(zai)自重作用(yong)下流过小(xiao)t1所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)时(shi)(shi)间t和同体积(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)馏水在(zai)20℃时(shi)(shi)流过同一小(xiao)孔所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)时(shi)(shi)间t2,两者之比值便是该液(ye)体在(zai)t℃时(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)恩(en)氏黏(nian)度(du)(du)。恩(en)氏黏(nian)度(du)(du)用(yong)符号°E表示

°Et=t1/t2(8—3)

一般以20℃、50℃、100℃作(zuo)为测定恩氏黏度(du)的(de)标准温度(du),由此而(er)得(de)来(lai)的(de)恩氏黏度(du)分别用°E20、°E50和(he)°E100表示。

恩氏黏度和运动黏度的换算关系可(ke)以查询相关手册或书籍。

 (3)调(diao)和油(you)的(de)(de)黏(nian)度。选择合适黏(nian)度的(de)(de)液压油(you),对液压系统的(de)(de)工作(zuo)性能(neng)(neng)有着(zhe)十分重要的(de)(de)作(zuo)用(yong)。有时现(xian)有的(de)(de)油(you)液黏(nian)度不能(neng)(neng)满足要求(qiu),可把两种(zhong)不同黏(nian)度的(de)(de)油(you)液混合起来使(shi)用(yong),称为调(diao)和油(you)。调(diao)和油(you)的(de)(de)黏(nian)度与两种(zhong)油(you)所占(zhan)的(de)(de)比例有关,一般(ban)可用(yong)下表(biao)的(de)(de)经验公式计算。

系数c的数值  

a

10

20

30

40

50

60

70

80

90

b

90

80

70

60

50

40

30

20

10

c

6.7

13.1

17.9

22.1

25.5

27.9

28.2

25

17

 

 (4)黏(nian)(nian)度(du)(du)和(he)温(wen)度(du)(du)的(de)(de)关系。温(wen)度(du)(du)对油(you)(you)(you)液黏(nian)(nian)度(du)(du)影(ying)响(xiang)很(hen)大,当油(you)(you)(you)液温(wen)度(du)(du)升高(gao)时,其黏(nian)(nian)度(du)(du)显(xian)著下(xia)降(jiang)。油(you)(you)(you)液黏(nian)(nian)度(du)(du)的(de)(de)变(bian)(bian)(bian)化(hua)直接影(ying)响(xiang)液压系统的(de)(de)性能(neng)和(he)泄漏量(liang),因(yin)此希望黏(nian)(nian)度(du)(du)随温(wen)度(du)(du)的(de)(de)变(bian)(bian)(bian)化(hua)越(yue)小越(yue)好。不同的(de)(de)油(you)(you)(you)液有不同的(de)(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)温(wen)度(du)(du)变(bian)(bian)(bian)化(hua)关系,这(zhei)种关系叫做油(you)(you)(you)液的(de)(de)黏(nian)(nian)温(wen)特性。

油(you)液(ye)(ye)的(de)(de)黏(nian)(nian)温(wen)特性可(ke)以用黏(nian)(nian)度(du)指(zhi)数Ⅵ来表示(shi),VI值越大,表示(shi)油(you)液(ye)(ye)随(sui)温(wen)度(du)的(de)(de)变化率越小(xiao),即黏(nian)(nian)温(wen)特性越好。一(yi)般(ban)液(ye)(ye)压油(you)要求VI值在90以上,而(er)精(jing)制的(de)(de)液(ye)(ye)压油(you)及(ji)加(jia)有添加(jia)剂的(de)(de)液(ye)(ye)压油(you),其(qi)值可(ke)大于100。几种国产油(you)液(ye)(ye)黏(nian)(nian)温(wen)图(tu)(tu)如图(tu)(tu)1所示(shi)。

种国产油液黏温图

液(ye)体(ti)的(de)黏(nian)(nian)温(wen)特(te)性(xing)常(chang)用(yong)黏(nian)(nian)度(du)指(zhi)数(shu)(shu)(shu)VI来度(du)量(liang)。VI表示该(gai)液(ye)体(ti)的(de)黏(nian)(nian)度(du)变化的(de)程度(du)与标准油(you)液(ye)的(de)黏(nian)(nian)度(du)变化程度(du)之比(bi)。通常(chang)在各种工作介(jie)质的(de)质量(liang)标准中都给出黏(nian)(nian)度(du)指(zhi)数(shu)(shu)(shu)。黏(nian)(nian)度(du)指(zhi)数(shu)(shu)(shu)高,说明黏(nian)(nian)度(du)随温(wen)度(du)的(de)变化小,其黏(nian)(nian)温(wen)特(te)性(xing)好。一般要(yao)求工作介(jie)质的(de)黏(nian)(nian)度(du)指(zhi)数(shu)(shu)(shu)应在90以上(shang),优异的(de)在100以上(shang)。几种常(chang)见工作介(jie)质的(de)黏(nian)(nian)度(du)指(zhi)数(shu)(shu)(shu)列(lie)于(yu)下表中。

常(chang)见工作(zuo)介质(zhi)的(de)粘(zhan)度指(zhi)数

介质种类

黏度指数(shu)VI

介(jie)质种类

黏度(du)指数(shu)VI

通用(yong)液压油L-HL

90

高含水液压油L-HFA

130

抗磨液压油L-HM

95

油(you)包(bao)水乳化(hua)液L-HFB

130~170

低温液(ye)压(ya)油L-HV

130

水-乙二醇液(ye)L-HFC

140~170

高黏度液(ye)压油(you)L-HR

160

磷(lin)酸酯液L-HFDR

130~180

 (5)黏度(du)(du)与压力(li)(li)的(de)关系(xi)。压力(li)(li)对油(you)液的(de)黏度(du)(du)也有(you)(you)一定的(de)影响。压力(li)(li)越高,分子间(jian)的(de)距离越小,因此黏度(du)(du)变大(da)。不同的(de)油(you)液有(you)(you)不同的(de)黏度(du)(du)压力(li)(li)变化关系(xi)。这种(zhong)关系(xi)叫油(you)液的(de)黏压特性。

在液压(ya)(ya)系统中,若系统的(de)压(ya)(ya)力(li)(li)不(bu)高(gao),压(ya)(ya)力(li)(li)对(dui)黏度(du)的(de)影(ying)响(xiang)较(jiao)小,一(yi)般可(ke)以忽略不(bu)计。当压(ya)(ya)力(li)(li)较(jiao)高(gao)或压(ya)(ya)力(li)(li)变化较(jiao)大时(shi),则压(ya)(ya)力(li)(li)对(dui)黏度(du)的(de)影(ying)响(xiang)必须考虑(lv)。

4.其他特性 

液(ye)压油(you)液(ye)还有其他一些(xie)物理化学性(xing)(xing)质,如(ru)抗燃性(xing)(xing)、抗氧化性(xing)(xing)、抗凝(ning)性(xing)(xing)、抗泡沫性(xing)(xing)、抗乳化性(xing)(xing)、防锈性(xing)(xing)、润滑性(xing)(xing)、导热性(xing)(xing)、稳定性(xing)(xing)以及相容(rong)性(xing)(xing)(主要(yao)指(zhi)对密封材料、软(ruan)管(guan)等不(bu)侵蚀、不(bu)溶胀的(de)性(xing)(xing)质)等,这些(xie)性(xing)(xing)质对液(ye)压系统的(de)工(gong)作性(xing)(xing)能有重要(yao)影响。对于不(bu)同(tong)品(pin)(pin)种的(de)液(ye)压油(you),这些(xie)性(xing)(xing)质的(de)指(zhi)标是(shi)不(bu)同(tong)的(de),具体(ti)应用时可查油(you)类产(chan)品(pin)(pin)手册。

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