液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质，在液压系统中起着能量传递、抗磨、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。本文兴迪源机械带来液压油的作用与特性详解。
一、润滑运动部件：
液压系统工作时总是会有相对运动的部件,术语称摩擦副。
为了保证润滑,减少摩擦磨损,油的黏度必须保持在一定范围内。因为,黏度过高,不易进入摩擦副之间:黏度过低,在摩擦副之间就停留不住,特别是在摩擦副承受很大压力、相互高速运动时(见图3-4)。
图3-4液压油润滑摩擦副
一般较理想的工作黏度范围为30~50m㎡/s,随设备的结构类型不同而变，一般至少应该在10~800m㎡/s之间。
二、保护与液压油接触的表面：
一般而言,矿物油不会腐蚀金属,可以保护与之接触的金属表面。但液压油 中的水、空气会腐蚀金属。
在有些应用场合,很难完全避免水进入液压油,例如一些船舶液压。加入弥散添加剂(类似家用洗涤剂)后,在水含量不超过5%时,都会自动形成细微的油包水的乳化滴，从而不影响润滑膜的形成,也不会腐蚀金属。
在液压油中加入所谓消泡剂,可以提高其空气分离能力。
三、散热：
机械设备工作时不可避兔会由于摩擦或液压油泄漏产生热,造成温度上升，对设备中的元件带来不利影响,因此,期望流动的液压油可以把这些热量带走。
从这点出发,希望液压油有好的导热性和高的热容量。可惜，在这方面，普通矿物油的能力只有水的一半。
四、带走杂质：
设备工作时部件难免会发生磨损,有剥落物。液压油的流动有利于带走杂质。
五、可压缩性：
液体也是可压缩的。如果压力增高至40MPa,矿物油体积会缩小的3%。
液体中混有的未溶解空气会增高液体的可压缩性。
在正常大气压力条件下,液体中总含有一定量的溶解空气。而液体对空气的溶解能力,会随着压力和温度的下降而下降,已溶解的空气会释出,就会增加液体的可压缩性。
在高压力、大容量情况下用液体去驱动负载,就像用一根弹簧去推动一个物体,不易准确定位。
六、热胀冷缩：
液体也会热胀冷缩。
温度每上升50℃,矿物油体积会膨胀约3%。如果被密闭在一个容器里，无法膨胀,就会导致压力增高约40MPa。这很可能损坏管道及液压件,所以采取适当的预防措施。
七、工作持久性：
液压油的价格,好的,每吨3、4万元,次的也在1万多元以上。所以都希望液压油可以长期使用,终生不换。但不利影响是多方面的。
1)化学不相容
液压系统中的密封圈、软管等,含有天然或人造高分子材料。如果与液压油不相容,长期工作后就会发生侵蚀膨胀。
一般把密封圈、软管浸泡在热油中24小时,之后检测膨胀率,超过一定值， 就认为化学不相容。
2）气蚀
在封闭管道中,通流截面小处,流速高。
在液体分子一心一意往前冲的时候，相互间，以及撞击管壁的力就会减小，宏观来说,就是压力降低。这也符合能量守恒定律,压力能转化为动能。
因此，在流速增高的地方,液体的压力会降低,甚至可能形成负压。手动喷器(见图3-5)、一些抽真空机就是根据此原理工作的。
图3.5手动喷雾器工作原理
在低压区,除了原先溶解的空气会分离出来外,甚至,液压油也 变为蒸气,出现气泡。混有气泡的液压油快速进入大截面区时,流速变慢,压力又会升高(见图3-6a),气泡被快速压缩爆炸,造成局部冲击力,使相接触的固体表面发生剥蚀,出现海绵状小孔 （见图3-6b）,这种现象被称为“气蚀”。
图3-6气蚀 a)气蚀原理示意b)被气蚀破坏的阀块
气蚀会降低液压元件的使用寿命,也会加速油液老化发黑。
气蚀很难完全避免,只有设法减少。如,减少气体混入油中,避免让液流直接冲击固体表面,等等。
3)老化
矿物油,长期使用后,不仅黏度会下降,还会分泌出酸性、带负电荷的糊状沉积物,这种现象称老化。这种沉积物会堵塞液流通道,特别是在液压阀中,小的节流口处,使元件失效。而且一日产生,很难清除。因此,是要尽力避免的。
1)造成老化的原因如下:
①氧化:矿物油是碳氢化合物,氧化后会形成酸酯；
②水解:酯遇水会分解；
③碳氢化合物受高压剪切会裂化；
④聚合:碳氢化合物互联,形成大分子团。
2)影响老化过程的因素:油液的老化程度一般可通过其酸性一一中和数来判断。
①油液中的气和水会加快老化(见图3-7)；
②由灰尘等固体颗粒引起的污染,特别是金属(尤其是非铁金属)的催化作用，都会加速矿物油老化；
③高温也会加速老化,一般,在70℃以上,温度每升高10℃,老化速度便增加一倍；
④高压也会加速老化。
图3-7液压油的老化试验
1一不含水、气2一含3%未溶解的气3一含2.5%水4一含8%未溶解的气
(试验工况:25MPa,70℃)
在矿物油中加入某些化学物质—添加剂,可以改善油的物理、化学特性，如改善黏温特性,降低凝点,减小摩擦系数,阻碍泡沫产生并促使其破裂，减缓氧化,减少对金属的锈蚀等等。据此,液压油被分为:未加添加剂( H）、加有一般抗老化抗腐蚀添加剂(HL)、加有特殊的耐高压抗磨损添加剂(HM）的，等等。
因为加入了多种添加剂,现代液压油的特性与普通矿物油已有很大差别。因此,根据应用场合选择合适的液压油,对于液压系统功能的正常发挥、可靠操作、工作持久性以及经济性,都是非常重要的。
【兴迪源机械简介】
兴迪源机械(Xingdi Machinery)是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。自2007年创立以来，兴迪源机械一直致力于内高压成形的技术创新和产品研发。主营产品范围从生产普通液压设备，现今发展至生产、研发国内顶尖流体压力成形技术的锻压设备。
兴迪源机械是先进轻量化成形技术的提供者，从产品研发、设备生产、模具研制、方案定制，直至最终交付及提供增值服务，我们为客户提供的不仅仅是一台设备，而是一整套智能制造成形方案。
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《白话液压》
作者：张海平
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