第二章液压传动在工程机械上的应用..docVIP

第二章液压传动在工程机械上的应用 2.1 液压传动基础 1、液压油的压缩性 液体在压力作用下引起的体积变化的性质叫做液体的压缩性。 由于液体的压缩性很小，液体压缩性的大小用体积压缩系数β表示，即液体所受压力每增加一个单位压力时，其体积的相对变化量，即： 体积压缩系数： 液体体积弹性模量： 一般液压油的压缩系数为：β=(5~7)×10-10m2/N 体积弹性模量为：K=(1.4~2)×109Pa 液体的压缩性很小，一般情况下可以忽略不计。但在压力较高或对液压系统进行动态分析时必须考虑液体的压缩性。 2、液压油的粘度 在外力作用下油液流动时，由于液体分子间内聚力的作用而产生的阻碍其分子相对运动的内摩擦力，称为液体的粘性。油液在静止时不显示粘性，运动时才显现粘性。粘性只能阻碍、延缓液体内的相对运动而不能消除这种运动。 粘性的大小用粘度来表示，粘度是选择液压油的主要指标。 液压油对温度的变化十分敏感。油温升高，液压油的粘度下降，油液变稀。 当系统压力发生变化时，液压油粘度也发生变化。压力增加时，分子间距离缩小，分子间作用力加强，粘度增大。但系统压力在20MPa以下时，可忽略不计。 在液压计算中常用到运动粘度。在国际单位制（SI）中，运动粘度以m2/s为单位。1厘斯(1cST)=1mm2/s。我国生产的润滑油和液压油采用其在40℃时运动粘度的厘斯数平均值作为其标号（例如20号机油在40℃时的平均运动粘度为20厘斯） 液压油是液压传动系统中作能量传递的工作介质，同时也具有润滑零部件和冷却传动系统的作用。正确选择和合理使用液压油，可以减少液压元件的磨损，提高液压系统的可靠性，延长机械的使用寿命，还可避免液压油的污染变质，节省液压油费用。 目前大多数户外使用工程机械液压系统的特征是低速、大扭矩、高压和大流量，系统工作温度一般比环境温度高50～60℃。因此对液压油的性能要求是：适当的粘度和较高的粘度指数；良好的润滑性能和抗磨性；良好的抗氧化安定性。抗泡沫性好、压缩性小，良好的抗乳化性和防锈性能；不使密封材料膨胀、老化变硬的性能等。 在液压油的选择上，首先要考虑的是粘度问题。粘度必须适当。粘度过小，泄漏量增大，容积效率下降；粘度过大,泵的吸油性能恶化，系统的压力损失增加，传动效率下降。一般可按设备或液压油泵所推荐的油液牌号来选用，如表1所示。 表1　按照液压泵类型推荐用油粘度表mm2/s 泵　　型 系统工作温度 5～40℃ 40～80℃ 叶片泵 7MPa 19～29 25～44 7MPa 31～42 35～55 齿轮泵 19～42 58～98 径向柱塞泵 19～29 38～135 轴向柱塞泵 26～42 42～93 工程机械所处的工作环境较恶劣，所受负荷较大，一般来说，宜选用抗磨性能好的液压油和低凝液压油。选择液压油的粘度还可根据液压系统的压力及工况来选择，如表2所示。一般压力过高时选用高粘度的液压油；压力低时选用低粘度的液压油；环境温度高，工作时间长时（如夏天）采用高粘度液压油，使用温度低时（如冬天）采用低粘度液压油。对于较旧的液压系统，由于液压元件的相对运动部件之间的磨损，造成间隙增大以及橡胶等密封件的老化，使得系统内泄漏量增大，宜选用粘度较高的液压油。 表2　按照液压系统压力及工况推荐用油粘度表 液压油牌号 20-60#普通液压油 20-40#抗磨液压油 20-40#低凝液压油 适用压力范围 8MPa 16MPa 寒冷地区或工作条件恶劣 （注：2.5MPa以下为低压系统，2.5~8MPa为中低压系统 8~16 MPa为中高压系统，16~32 MPa为高压系统，大于32 MPa为超高压系统。先导阀控制油压一般为3~5 MPa） 由于各种牌号的液压油中含有不同成份的各种添加剂，因此工程机械换油或补油时，要使用同一牌号的液压油，在更换液压油时要注意以下几点： 使用指定牌号的液压油； 应在清洁的环境下作业，避免垃圾、灰尘和砂粒的混入； 洗净油箱和滤油器； 更换其它牌号的液压油时要注意清除油箱、液压元件和管道中的存油，并进行清洗干净。更换之后最初500小时内，应对油液取样进行化验分析。 　【例】 一台日本20t加藤汽车起重机冷机起动后，主钩起升可起吊重物,重负荷工作1h后，主钩起升系统起升无力，基本无动作。按由简入繁的工作程序，在修理过程中，首先让吊机钩头悬挂重物起升，动作正常，但热机后，起升系统不起作用，经仔细调整系统溢流阀，仍不起作用，后经仔细检查,发现该机液压系统使用的是N32液压油，考虑可能是液压油粘度过小,换用N68液压油后，吊机运转正常，这是一起典型的液压油使用不当的案例，N32与N68粘度对比列于表1。 表1　N32与N68粘度对比 运动粘度mm2/s N32 N68 0℃ 不大于