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维修知识

液压油的性质

添加时间:2016-11-30
    前面介绍了《液压油的种类和用途,现在介绍一下液压油的性质。
 
    1.液压油的密度。
 
    液体单位体积内的质量称为密度。密度随着温度或压力的变化而变化,但变化不大,通常可以忽略不计。工业液压油系矿物油,密度约为0.85~0.95g/cm3;油包水型液压油含油较多,密度约为0.92~0.94g/cm3;水包油型液压油含水较多,密度约为1.05~1.1g/cm3。
 
    一般计算中,取液压油系矿物油,密度ρ=900kg/m3。
 
    2.液压油的黏性。
 
    (1)牛顿内摩擦定律液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚吸引力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力。液体流动时分子间产生内摩擦力的性质称为液体的黏性。液体只有在流动时才会呈现黏性。液压油的黏性对机械效率、磨耗、压力损失、容积效率、漏油及泵的吸入性影响很大。在图1-4液体的黏性示意图上,以平行平板间的流动情况为例,设上平板以速度u向右运动,下平板固定不动。紧贴于上平板上的流体黏附于上平板上,其速度与上平板相同。紧贴于下平板上的流体黏附于下平板上,其速度为零。中间流体的速度按线性分布。我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动,当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时,两层间由于黏性就产生内摩擦力的作用。
 
    根据实际测定的数据可知,流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比,而与此二流体层间的距离dy成反比,即:
 
 
   
 
    以τ=F/A表示内摩擦切应力,则有:
液体的黏性示意图
    图1-4液体的黏性示意图
 
    这就是牛顿内摩擦定律。式中,μ为比例常数,又称为黏性系数或动力黏度。
 
    (2)黏度液体黏性的大小用黏度来表示,常用的黏度有3种:动力黏度、运动黏度和相对黏度。
 
    ①动力黏度表征流体黏性的内摩擦系数,也称为绝对黏度,用μ表示,单位为Pa·s(帕·秒)。
 
    ②运动黏度动力黏度与液体密度的比值,称为运动黏度,用ν表示,单位为m2/s,常用单位为St(斯)、cSt(厘斯),其换算关系为1m2/s=104cm2/s(St)=106mm2/s(cSt)如表1-1所示为常用液压油的牌号和运动。
 
   
常用液压油的牌号和运动黏度
 
    表1-1常用液压油的牌号和运动黏度
 
    黏度是液压油的主要性能指标。习惯上使用运动黏度标定液体的黏度。例如,机械油牌号的数值就是其在40℃时的平均运动黏度的数值(单位为cSt)。
 
    液压油牌号的编制方法和详细意义可查阅有关的液压手册。
 
    ③相对黏度又称为条件黏度,它是采用特定的黏度计在规定条件下测出的液体黏度。我国和德国等国家采用恩氏黏度°E,美国采用赛氏黏度,英国采用雷氏黏度。恩氏黏度°E采用恩氏黏度计测定。将200mL的被测液体装入黏度计的容器内,均匀加热到某一温度t,液体自底部φ2。8mm的小孔流尽所需时间为t1,再测出同一体积的蒸馏水在20℃时流过同一小孔所需时间为t2,t1与t2的比值即为被测液体在这一温度t时的恩氏黏度°Et。
 
   
 
    (3)黏度与压力的关系液体所受压力增加时,其分子间的距离减小,内聚力增加,黏度也随之略有增大。液压油在中低压系统内,压力变化很小,压力对黏度的影响可以忽略不计。当压力较高(大于10MPa)或压力变化较大时,则需要考虑压力对黏度的影响。
 
    (4)压力与温度的关系液压油对温度的变化很敏感,温度上升,黏度降低;温度下降,黏度增加。这种油的黏度随温度变化的性质称为黏温特性。图1-5所示为几种常用国产液压油的黏度—温度曲线。黏度降低,造成泄漏增加、磨损增加、效率降低等问题;黏度增加,造成流动困难及泵转动不易等问题。如工作时油液温度超过60℃,就必须加装冷却器,因为油温在60℃以上时,每超过10℃,油的劣化速度就会加倍。我们希望液压油的黏温特性好,即黏度随温度的变化越小越好。
几种国产液压油的黏度—温度曲线
    图1-5几种国产液压油的黏度—温度曲线
 
    3.液压油的压缩性。
 
    液压油在低、中压时可视为非压缩性液体,但在高压时,压缩性就不可忽视了。液压油的可压缩性是钢的100~150倍,即与木材的压缩性相当。压缩性会降低运动的精度,增大压力损失,而使油温上升,在压力信号传递时,会有时间延迟,响应不良等现象。
 
    液压油还有其他一些性质,如稳定性、抗泡沫性、抗乳化性、抗燃性、防锈性、润滑性以及相容性等。这些性质是通过在液压油中加入各种添加剂来实现的。


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