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用于液压系统的液压油有哪些种类?
2014-11-12 21:23:48  OLM周刊  OLM周刊  浏览次数:

摘要:液压系统是依靠液体介质的静压力,实现能量的积压、传递、放大。

液压系统是依靠液体介质的静压力,实现能量的积压、传递、放大。液压系统用到的液体介质最常见的是矿物型液压油,使用石油提炼而来的矿物基础油,然后加入一些添加剂,进一步改善油的防锈、抗氧化、空气释放性能等等。下面是液压系统可用的液压介质:

1.水:
水是最原始的液压液,水具有难压缩的性质,因此在科技不发达的年代就使用水作为液压液,目前来说,水作为液压液的最大优点就是防火。但是,水的缺点很多,黏度太小,润滑性很差,引起金属生锈、容易受到温度影响、容易起泡(尤其是接触到含表面活性剂的物质)易于滋生细菌等。而且,水的蒸发压力低,给液压泵的设计带来困难,因此使用油来作为液压介质,是目前更为广泛的选择。
 
2.高水基液压油(HFA):
HFA抗燃液压油也称为高水基液压油(high-water-content-fluids :HWCF)、水包油抗燃油,其实准确来说,应该称为液压液,只是国内液压介质主要是油,习惯用液压油来指代液压介质,因此本文依然称之为高水基液压油。
 
高水基液压油的主要成分是水,含油量很少(一般只有5%),具有水的优点,抗燃性很好,又对缺点进行了改进,但是由于含水量很高,所以水的主要缺点依然明显。这类液压液运用很少,维护麻烦,日常需要对含水量和PH值(8.5~10.5)进行控制,防止水分蒸发影响液体性质,PH值必须保持为碱性,还要注意杀菌,避免滋生细菌。另外,高水基液压油容易产生液压泵气蚀问题,对液压泵的使用寿命很不利,尤其是高速、高压液压泵中不宜使用。能使用这类液压油的液压系统必须经过专门设计,本身使用液压油的液压系统不能直接用这种液压介质。
 
传统的高水基液压油也在使用,但是目前逐渐被合成液取代,合成液不含油,润滑性和抗菌能力比传统的高水基液好。
 
3.可溶性油:
可溶性油的含油量比高水基液压油高一些,一般在5%~10%左右,因此和高水基类似,大部分依然是水。可溶性油除了大部分是水外,还含有少量的油和化学添加剂。可溶性油的抗燃性不错,润滑性得到了改善,导热性好,成本也低,防锈性也得到了很大改善,与高水基抗燃油相比,不易滋生细菌,但是依然存在水作为液压液的一些问题。
 
4.微乳液(油包水:HFB):
油包水乳化液也是抗燃液压油的一种,含有矿物油、水和添加剂,含水量在40%~45%左右,呈乳化液状态,就润滑性来说,微乳液优于高水基液压油,但是抗燃性要差点。一般来说,水的含量要保持在35%~45%,因为含水量35%以下,乳化液的抗燃性就不行了,而高于45%,抗磨性会降低。所以定期监测水的含量非常重要,如果有条件,使用去离子水或蒸馏水,以免在油液中带入污染物,引起乳化液问题。另外还要注意温度控制,高于50℃,水蒸发加剧,温度过低引起结冰会造成破乳。由于维护麻烦,因此油包水液压油运用也比较少。
 
5.乙二醇抗燃液(HFC):
乙二醇液是使用最广泛的抗燃液压油,成分是水、乙二醇、高分子聚醇(稠化剂)、添加剂。水和乙二醇混合液为抗燃油的基液,水和乙二醇基液的混合比一般是35%~45%的水,水有抗燃作用,加入了乙二醇则起到降低冰点的作用,也一定程度上增加了水的润滑性,高分子稠化剂起到增加液压液的黏度,改进润滑性的作用。
 
水乙二醇抗燃液的润滑、抗磨性还可以,但是对于滚动轴承来说是不够的,因此,滚动轴承如果也用到这类油液润滑,会缩短使用寿命。本身使用普通液压油的常规液压系统也可以使用HFC抗燃液,但是需要重新调整一些一些参数,如液压泵的速度、温度压力需要重新调整,另外,水-乙二醇抗燃油会损害、腐蚀某些金属材料,如铝、锌和镁。如果切换油品,要把液压系统彻底冲洗干净。
 
6.矿物液压油(普通的液压油):
目前使用的液压油95%都是这种类型,因此很多人简单地就把它们称为液压油,成分上是矿物型基础油(从石油精炼而成),加入一些添加剂,不含水,使用中也不能混入水。和含水液压油相比,普通液压油一般不抗燃,但是一般的液压系统常温下使用也是安全的。液压油润滑性好,而且油本身也具有防锈功能,一般的液压哟都含有抗磨剂、防锈防腐蚀剂、抗泡剂等,进一步改善了液压油的性能。液压油的种类繁多,性能也有较大差异,主要受基础油种类和添加剂配方技术影响。
 
7.合成型液压油:
合成型液压油既不含水、也不含矿物油。合成油液是通过人工化学手段合成的油液,主要有酯类油、磷酸酯油(用于需要抗燃防火的场合)、PAG、硅油。
磷酸酯油具有自熄性,因此可以作为抗燃液压油,目前主要用于航空和发电行业。由于价钱高、有毒性、与其它油类以及普通密封材料、油漆等不相容,磷酸酯油的运用逐渐减少,多元醇酯(也称聚酯油,简写为POE)在很多用途方面取代了磷酸酯。
聚酯油基于有机酯类,具有较好的抗燃性,是目前HFD液压油类别中使用最广泛的一种,聚酯油与系统中的材料相容性良好,在聚酯油和矿物油之间改用也比较方便。另外,由于聚酯油基于有机酯类,本身具有环保的优点,生物降解性好,对水体不会造成毒害。但是,聚酯油价格差不多是矿物油的两倍多,因此一般只用于需要抗燃的场合,或者对环保有要求的场合。
环保型的合成液压油还有PAG,PAG的生物降解性好,对水体不会造成毒害,使用时间较长。
各种液压油的性能对比:
性能
矿物油
 
 高水基液(HFA)
 
微乳液 (HFB)
 
乙二醇抗燃液 (HFC)
 
磷酸酯油 (HFD)
 
聚酯油 (HFD)
植物油
是否抗燃
看情况
是否环保
看情况
价格
便宜
便宜
便宜
矿物油的一倍到两倍之间
矿物油的三到五倍
矿物油的两到四倍
矿物油的一倍多到两倍之间
对液压系统要求
对系统没有特殊要求,大多数液压系统都可以用
液压系统必须进行特殊设计,适合水的特点,一般的液压系统不适用
对一般的液压系统适应性优于高水基液,使用前要检查接触部件和油的相容性,使用中要注意监控含水量,不宜用于高温
对一般的液压系统适应性优于高水基液,使用前要检查接触部件和油的相容性,使用中要注意监控含水量,48摄氏度以上不适用
普通的密封材料都不适用于磷酸酯油,使用中需要定期检测油液
大部分普通液压系统都适用,使用中要定期检测油液
大部分普通液压系统都适用,使用中要定期检测油液,低温不适用
换用

普通的液压系统使用油,不适用这类液压液
微乳液和普通液压油不相混,改用时必须把残油清除干净
和普通矿物油不能相混,因此改用时必须把残油清除干净
和普通矿物油不能相混,因此改用时必须把残油清除干净
与矿物油相容,但是混入矿物油还是会降低聚酯油的抗燃性和环保性,因此应尽量清除残油
与矿物油相容,但是混入矿物油还是会降低聚酯油的抗燃性和环保性,因此应尽量清除残油
 
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