液压与气压传动.

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1 液压与气压传动

2 欢迎学习液压与气压传动技术 液压与气压传动 多媒体课件
　　液压与气压传动是针对中等职业技术教育的特点，根据编者多年的教学与实践经验编写的。全书共分两大部分工6个项目，前3个项目详细讲解了液压传动部份，后3个项目介绍了气压传动部份。 　　液压与气压传动可作为中职学校机械类专业教材，也可以作为相关行业岗位培训教材。 液压与气压传动 多媒体课件 授课人 单德广

3 第一部分 液压传动与控制技术 液压与气压传动是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进行能量转化和控制的一种传动形式。液压和气压传动的基本原理相似。

4 任务1.1 认识液压转动 ⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。 ⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。
项目1 液压传动基础知识 任务1.1 认识液压转动 　　⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。 　　⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。 　　⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。 　　⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。 　　⑸传动介质：传递能量的液体——液压油。

5 任务1.2 液压传动的工作原理 1.2.1 液压系统的基本工作原理
任务 液压传动的工作原理 液压系统的基本工作原理 液压千斤顶的工作原理： 如图1-1所示。大缸体3和大活塞4组成了举升缸，杠杆手柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。当抬起手柄 6，使小活塞7向上移动，小活塞下腔密封容积增大形成局部真空时，单向阀9打开，油箱1 中的油液在大气压力的作用下通过吸油管进入小活塞的下腔，完成一次吸油过程。当用力压下手柄6时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油液受挤压使压力升高，单向阀9关闭，单向阀5 打开，油液进入举升缸下腔，驱动大活塞 4 使重物G上升一段距离，完成一次排油过程。反复地抬、压手柄，使油液不断地压入举升缸，重物不断升高，达到起重的目的。如将放油阀2旋转90°，活塞4可以在重力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。

6 1—油箱 2—放油阀 3—大缸体 4—大活塞 5、9—单向阀 6—杠杆手柄 7—小活塞 8—小缸体
第1章 液压传动 图1-1 液压千斤顶的工作原理 1—油箱 2—放油阀 3—大缸体 4—大活塞 5、9—单向阀 6—杠杆手柄 7—小活塞 8—小缸体

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8 1.2.2 机床工作台工作原理 如图1-2 所示。系统的功能是推动机床工作台实现往复直线运动，其工作过程如下。 a) b)
机床工作台工作原理 如图1-2 所示。系统的功能是推动机床工作台实现往复直线运动，其工作过程如下。 a) b) 图1-2 机床工作台液压传动原理图 a) 液压传动结构原理图 b)用图形符号表示的液压原理图 1—油箱 2—过滤器 3—液压泵 4—节流阀 5—溢流阀 6—换向阀 7—手柄 8—液压缸 9—活塞 10—工作台 P、A、B、T—各油口

9 ⑴工作台向右直线运动：电动机(图中未画)带动液压泵3工作，从油箱l中吸入液压油，经过过滤器2进入油管，走节流阀4进入换向阀6，当手柄7向右推时，阀芯向右移，使油液进入液压缸8的左腔，推动活塞9向右移动，同时带动工作台10向右直线运动。 ⑵工作台向左直线运动：由于工作台运动方向需要变化，当手柄7向左拉时，换向阀 6 的阀芯相对于阀体位置改变，油液通道发生变化，于是液压泵3从油箱1中吸入的液压油，经进油路进入液压缸8的右腔，推动活塞 9向左移动，带动工作台10向左直线运动。 ⑶工作台处于停止状态：当换向阀6阀芯相对于阀体处于中位时，如图1-2a所示位置，这时由液压泵3输出的压力油经溢流阀5，沿回油管直接流回油箱1。 机床工作时，工作台往复运动速度能够调节。通过改变节流阀4 的开口大小，来控制通过节流阀的流量，从而控制进入液压缸的流量，使其控制工作台运动速度的快慢，即液压缸的运动速度取决于流量。

10 　　　 工作台移动时，要克服各种负载 (如切削力、摩擦力等)。因为工件材料不同、切削用量不同，其负载大小也不同，因此液压缸必须有足够大的推力来克服工作负载。液压缸的推力是由油液压力产生的，其负载越大，所需推力就越大，工作压力也越高。即工作压力的高低直接取决于负载的大小。同时根据负载不同，系统提供的油液压力可以调整，通过调整溢流阀 5 的弹簧压紧力来控制油液的压力，压紧力越大，油液压力越大；反之则小。油液的压力数值可以通过压力表来观察，当系统压力达到溢流阀的调整压力时，溢流阀溢流，系统的压力维持在溢流阀的调定值上，油液压力不再升高。 综上所述，液压传动系统是以液压油为工作介质来实现各种机械传动和控制的。其压力和流量是液压系统的两个重要参数，它们的特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 液压系统图按国标GB/T786.1—1993中所规定的绘制。 气压传动系统 （略）

11 1.2.4 液压传动的优缺点 液压传动与机械传动、电气传动相比有以下优点 液压传动同时存在如下缺点：
液压传动的优缺点 液压传动与机械传动、电气传动相比有以下优点 (1) 液压元件的布置不受严格的空间位置限制，布局安装灵活，可构成复杂系统。 (2) 在运行过程中可实现无级调速，调速范围大。 (3) 操作控制方便、省力、易于实现自动控制，与电气、电子控制结合易于实现自动 工作循环和自动过载保护。 (4) 液压元件已标准化、系列化和通用化，便于系统的设计、制造和推广使用。 (5) 在同等输出功率的情况下，液压传动装置体积小、质量小、惯性小、动态性能好。 液压传动同时存在如下缺点： (1) 在传动过程中，能量需经两次转换，故传动效率低。 (2) 由于传动介质的可压缩性和泄漏等因素的影响，其传动不能保证严格的传动比。 (3) 液压传动对油温的变化较敏感，不宜在低温、高温和温度变化很大的环境中工作。 (4) 液压传动不宜做远距离输送。 (5) 液压元件制造精度高，系统出现故障不易查找。 总的来说，液压传动的优点是主要的，其缺点将随着科学技术的发展不断得到克服。 例如，将液压传动、气压传动、电力传动、机械传动合理地联合使用，构成气—液、电— 液(气)、机—液(气)等联合传动，以进一步发挥各自的优点，弥补某些不足，因此在工程实际中得到广泛运用。

12 发展及研究对象 　液压技术的发展，可追溯到 17 世纪帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，开始奠定了流体静压传动的理论基础。在第二次世界大战后，液压技术由军工迅速转向民用工业。 　我国液压工业经过40余年的发展，其生产的液压产品广泛应用于工业、农业和国防等各个部门。近 20年来，产品应用技术飞快发展。设计生产了许多新型液压元件。此外通过计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、污染控制、故障诊断、机电一体化等方面研究成果的应用，液压技术水平得到很大的提高。 　液压传动的任务：研究液压系统各类元件的结构、作用、工作原理、应用方法，以及组成液压系统的特点。掌握液压设备的安装、调试、维护及操作。

13 任务1.3 液体静力学基础 1.3.1 液体的压力(指的是物理学中讲的压强p=F/A) 液体单位面积上所受的法向作用力称为压力
静止液体的压力的重要性质： 1、方向：沿内法线方向作用于承压面； 2、大小：液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。

14 1.3.2 静止液体中的压力分布 一、分布特点 1、压力组成：质量力形成的压力和表面力形成的压力；
2、静止液体内部的压力p随液体深度h呈直线规律分布； 3、距离自由液面深度相同的各点组成等压面，这一等压面为水平面。

15 二、应用举例 例2.1 图2.2所示的容器内充满油液。已知油液密度ρ=900kg/m3,活塞上的作用力F=10 000N，活塞直径d=2 × 10-1m,活塞厚度H=5 × 10-2m，活塞材料为钢，其密度为7 800kg/m3。试求活塞下方深度为h=0.5m处的液体压力。 解：1. 活塞重力Fg： Fg=ρ2gv=120 N 2. 油活塞严重的压力pg： pg=Fg/A=3826 Pa 3. 由F产生的压力： pf=F/A= Pa 4.h处的压力 p=(pg+pf)+ρ1gh=3.226x105 Pa 结论 从例2.1可以看出，表面力形成的压力远远大于质量力形成的压力，因此，在液压传动系统中近似地认为整个液体内部的压力是处处相等的，并且等于表面力形成的压力。

16 例2.2 如图所示，有一直径为d，重量为G的活塞侵在液体中，并在力F的作用下处于静止状态，若液体的密度为ρ，活塞侵入深度为h，试确定液体在测量管内的上升高度x。
解：对活塞进行受力分析， 活塞受到向下的力： F下＝F＋G 活塞受到向上的力： 由于活塞在F作用下受力平衡，则：F下＝F上，所以：

17 1.3. 3 压力的表示方法和单位 一、压力的表示方法 压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。
绝对压力：以绝对真空为基准来进行度量的压力。 相对压力：以标准大气压为基准来进行度量的压力，高于大气压称表压力，低于大气压称真空度。 二、压力的单位 压力的法定计量单位是帕(Pa)，1Pa=1N/m2。 1at(工程大气压，即Kgf/cm2)= ×105帕。 1bar=1公斤力=1×105Pa= 1at

18 1.3. 4 静止液体中的压力传递 一、帕斯卡原理 在密闭容器内，施加于静止液体上的压力可以等值传递到液体内各点。
二、应用举例 解：如图a）所示，柱塞受力平衡，假设液压缸中的压力等于p1，则： 所以： 如图b)所示，柱塞缸受力平衡，假设液压缸中的压力等于p2，则： 例2.3：液压缸直径D=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N的力，不计油缸和活塞的重量，求图示两种情况下液压缸中的的压力分别等于多少？ 01:55

19 任务1.4 液体动力学 流体运动学研究流体的运动规律，流体动力学研究作用于流体上的力与流体运动之间的关系。流体的连续性方程、能量（伯努利）方程和动量方程是流体运动学和流体动力学的三个基本方程。 1.4.1 基本概念 一、理想液体，定常流动和一维流动 1、理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体称为理想液体。 2、定常流动：液体流动时，如果液体中任一空间点处的压力、速度和密度等都不随时间变化，则称这种流动为定常流动(或稳定流动，恒定流动)。 3、一维流动：当液体整个作线性流动时，称为一维流动。严格意义上的一维流动要求液流截面上各点处的速度矢量完全相同，这种情况在现实中极为少见。通常把封闭容器内液体的流动按一维流动处理，再用实验数据来修正其结果，液压传动中对工作介质流动的分析讨论就是这样进行的。

20 1、流线是流场中一条条的曲线，它表示同一瞬时流场中各质点的运动状态。
二、流线，流管和流束 1、流线是流场中一条条的曲线，它表示同一瞬时流场中各质点的运动状态。 2、流管：在流场中给出一条不属于流线的任意封闭曲线，沿该封闭曲线上的每一点作流线，由这些流线组成的表面称为流管。 3、流束：流管内的流线群称为流束。 图2.7 流线、流管、流束

21 三、通流截面，流量和平均流速 1、通流截面：在流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。 2、流量：在单位时间内流过某一截面的液体的体积称为体积流量，简称流量。 3、平均流速：假设通过某一通流截面上各点的流速均匀分布，液体以此均布流速v流过此通流截面的流量等于以实际流速u流过的流量，即： 所以，通流截面上的平均流速： 图2.8 流量和平均流速

22 1.4.3 连续性方程 说明 一、连续性方程 连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种具体的表现形式。
液体在同一连通管道内作定常流动的连续方程： q=vA=const（常数） 即：在同一连通管道内，任意两个通流截面的流量相等，并且等于平均流速与通流截面的面积之积。 说明 连续方程是流量连续性方程的简称，它是流体运动学方程，其实质是质量守恒定律的另一种表示形式，即将质量守恒转化为理想液体作恒定流动时的体积守恒。

23 二、连续性方程应用举例 如图2.10所示，已知流量qt＝25L/min，小活塞杆直径d1＝20mm，小活塞直径D1＝75mm，大活塞杆直径d2=40mm，大活塞直径D2＝125mm，假设没有泄漏流量，求大小活塞的运动速度v1，v2。 解：根据液体在同一连通管道中作定常流动的连续方程q=vA，求大小活塞的运动速度v1，v2。

24 1.4.4 能量（伯努利）方程 1、理想液体作恒流流动时，任意微元体具有的三种能量形式：比压力能(p/ρg)、比位能(z)、比动能(u2/2g)。 2、根据能量守恒和转换定律，液流微元体具有的三种形式的能量可以相互转换，在三者的总和为定值。所以，理想液体伯努利方程： p/ρg＋z＋u2/2g＝const(常数) (2.13) 3、实际的液体：① 在流动过程中会产生能量损耗(粘性存在产生的内磨擦力；管道形状和尺寸骤然变化使液体产生扰动，消耗能量)。② 用平均流速v代替实际流速u。引入动能修正系数α.。所以实际液体的伯努利方程： p1/ρg＋z1＋α1v12/2g＝p2/ρg＋z2＋α2v22/2g+hw (2.14) hw——能量损耗； α1、α2——动能修正系数。

25 1.4.5动量方程 提示 1、动量方程是动量定律在流体力学中的具体应用，利用动量方程可以求解在某一方向上，液流对通道固体壁面的作用力。
2、作恒定流动的液体的在某一方向上的动量定理： 提示 圆管层流时，动能修正系数α＝2，动量修正系数β＝4/3。 圆管紊流时，动能修正系数α＝1.05，动量修正系数β＝1.04

26 1.4.6 液体流动时的压力损失 压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失。 一、液体的流动状态
1、层流：层流时，液体的流速低，液体质点受粘性约束，不能随意运动，粘性力起主导作用，液体的能量主要消耗在液体之间的摩擦损失上。 2、紊流：紊流时，液体的流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用，液体的能量主要消耗在动能损失上。

27 二、液体在管道中流动状态的判断依据：临界雷诺数Recr

28 3、常见液流管道的水力直径dH和临界雷诺数Recr

29 4、雷诺实验装置 a) 层流 b) 临界状态 c) 紊流 1-溢流口 2-进水管 3-色液罐 4-阀门 5-细管 6-恒水位水箱
7-雷诺试验管 8-出水阀门(可调节出水流量)

30 三、沿程压力损失 （一）、层流时的沿程压力损失 λ为沿程阻力系数。层流时，与雷诺数Re有关。 （二）、紊流时的沿程压力损失 λ为沿程阻力系数，紊流时，除与雷诺数有关外，还与管壁的粗糙度有关，即：

31 Δpn——阀在额定流量qn下的压力损失(可以从阀的产品样本或设计手册中查出) qn ——为通过阀的额定流量 q ——为通过阀的实际流量
四、局部压力损失 （一）、局部压力损失产生的原因 液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液流方向和流速发生变化，在这些地方形成旋涡、气穴、并发生强烈的撞击现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。 （二）、局部压力损失 1、方法一 、方法二 见教材公式（2.35） Δpn——阀在额定流量qn下的压力损失(可以从阀的产品样本或设计手册中查出) qn ——为通过阀的额定流量 q ——为通过阀的实际流量

32 五、管路系统总压力损失 整个管路系统的总压力损失 应为所有沿程压力损失和所有局 部压力损失之和，即： 例2.8 如图2.18所示，某液压泵装在油箱液面以下。液压泵的流量q=25L/min，所用液压油的运动粘度ν=20mm2/s，油液密度ρ=900kg/m3，吸油管为光滑圆管，管道直径d=20mm，过滤器的压力损失为0.2×105Pa，试求油泵入口处的绝对压力。

33 解：取泵吸油管的管轴为基准面，列出油箱液面1-1和泵吸油腔断面2-2的伯努利方程为：
其中两断面上的参数为，p1=pa=1.013×105Pa(大气压)，h1=0.7m，h2=0，v1=0，断面2-2的流速v2为： 由断面1-1到2-2的总能量损失Δpw= Δpλ+ Δpξ。 Δpξ= 0.2×105Pa。要计算沿程压力损失Δpλ ，首先需判断液体在光滑圆管内流动的流态。由于雷诺数Re有： 圆管层流时α2=2，则沿程压力损失为： 根据伯努利方程可计算的油泵入口处的绝对压力p2=85 332Pa。

34 1.4.7孔口和隙缝流量 孔口： 孔口根据它们的长径比可分为三种：l/d ≤0.5时，称为薄壁孔（流量控制阀的孔口多为薄壁孔口）
孔口和缝隙可以用来干什么？ 1.4.7孔口和隙缝流量 孔口： 孔口根据它们的长径比可分为三种：l/d ≤0.5时，称为薄壁孔（流量控制阀的孔口多为薄壁孔口） 1、薄壁孔口和短孔流量

35 2、细长孔口流量 3、各种孔口通用流量计算公式 例2.9圆柱形滑阀如图所示，已知阀心直径d＝2cm，进口处压力p1＝98×105Pa，出口处压力p2＝95×105Pa，油的密度为ρ＝900kg/m3，阀口的流量系数Cq＝0.65，阀口开口度x=0.2cm。求通过阀的流量q。

36 注意：在计算的时候一定要单位统一，建议采用国际单位：力(N)、长度(m)、时间(s)、质量(kg)
解：阀口类型：薄壁孔口 薄壁小孔流量计算公式： 已知：流量系数Cq＝0.65；密度为ρ＝900kg/m3。 通流截面为底面直径为d，高度x的圆柱面，所以通流截面积： AT＝πdx=3.14×2×10-2×0.2×10-2＝1.26×10-4m2 阀口两端的压差： Δp＝p1－p2=98×105－95×105＝3×105Pa 注意：在计算的时候一定要单位统一，建议采用国际单位：力(N)、长度(m)、时间(s)、质量(kg)

37 缝隙： 一、平行平板隙缝流量 1、压差流量：由于隙缝前后存在压差引起的液流流量。对于平行平板的压力流动的流量为：
2、剪切流量：由于构成隙缝的平板的相对运动引起的液流流量。对于平行平板的压力流动的流量为： 3、平行平板隙缝流量等于压差流动与剪切流动之和，即：

38 注意：圆环平面隙缝流动的流量只有压差流量，无剪切流量；圆环平面隙缝得位置。
二、圆环隙缝流量 1、流过同心圆环隙缝的流量，将πd取代平行板隙缝公式(2.45)中的b，则有： 2、流过偏心圆环隙缝的流量 3、圆环平面隙缝流量 注意：圆环平面隙缝流动的流量只有压差流量，无剪切流量；圆环平面隙缝得位置。 综上所述：可以利用孔口和缝隙对流量和压力进行调节控制。

39 1.4.8 气穴现象和液压冲击 气穴现象： 一、气穴现象的定义：当流动液体中某处的压力低于空气分离压时，原先溶于液体中的空气就会分离出来，产生大量气泡，这种现象称为气穴现象。 二、气穴现象易发处：阀口和液压泵的进口处。 三、气穴现象的危害 1、液体在低压部分产生气穴后，到高压部分气泡又重熔解于液体中，周围得高压液体迅速填补原来的空间，形成无数微小范围内的液压冲击，这将引起噪声，振动等有害现象。 2、液压系统受到气穴引起的液压冲击而造成零件损坏。 3、气穴现象使液体中带有一定量的气泡，从而引起流量的不连续及压力的波动。

40 液压冲击： 一、液压冲击的定义 液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 二、液压冲击的危害(P51) 1、液压冲击损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大噪声。 2、有时液压冲击会使某些液压元件，如压力继电器、顺序阀等，产生误动作，影响系统正常工作。 三、液压冲击产生的原因(P51) 阀门突然关闭或运动部件快速制动等情况下，液体在系统中得流动会突然受阻，使得运动部件的动能在动能和压力能之间反复地进行转换，形成压力振荡(由于磨擦力和管壁弹性力不断消耗能力，压力振荡逐渐衰减，趋向稳定)。

41 四、冲击的计算。 1、管道阀口关闭时的液压冲击 2、运动部件制动时的液压冲击 五、减小液压冲击的措施 1、尽可能延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。 2、正确设计阀口，限制管道流速及运动部件速度，使运动部件制动时速度变化比较均匀。例如：机床液压传动系统中，管道流速限制在4.5m/s以下，液压缸驱动的运动部件速度不宜超过10m/min等。 3、在某些精度要求不高的工作机械上，使液压缸两腔油腔在换向阀回到中位时瞬时互通。 4、适当加大管道直径，尽量缩短管道长度。 5、采用软管，增加系统的弹性，以减少压力冲击。

42 四、减小气穴和气蚀的措施(P51) 1、减小孔口或隙缝前后的压力降。 2、降低泵的吸油高度，适当加大吸油管直径，限制吸油管的流速，尽量减小吸油管路中的压力损失。自吸能力差的泵要安装辅助泵供油。 3、管路要有良好的密封，防止空气进入。 4、提高液压零件的抗气蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度值等。

43 任务1.5 液压油的选用 勤 能 补 拙 为了正确选用液压油，需要了解对液压油的使用要求，熟悉液压油的品种及其性能，
掌握液压油的选择使用方法。 1.5.1 液压油的主要性质 　　1.液体的密度 密度是指单位体积内液体所具有的质量，用符号 ρ表示，单位为kg/m3。计算式为 液压油的密度随压力的升高而增大，随着温度的升高而减小。但在通常的使用压力和温度范围内对密度的影响都极小，一般情况下可视液压油的密度为常数，其密度值为900 kg/m3。 勤 能 补 拙

44 　　 2.液体的可压缩性 液体受压力作用其体积会减小的性质称为液体的可压缩性，其定义为单位压力变化时引起的液体单位体积的变化量，用体积压缩率 k 来表示，单位为m2/N。
　 液体的粘性　液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力，而液体流动时呈现阻碍液体分子之间相对运动的这种性质称为液体的粘性。 4.其他性质 液压油还有其他一些物理化学性质，如抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、相容性(主要是指对密封材料不侵蚀、不溶胀的性质)以及纯净性等，都对液压系统工作性能有重要影响。对于不同品种的液压油，这些性质的指标也有不同，具体可见液压油产品手册。

45 1.5.2 对液压油的使用要求 液压传动用油一般应满足如下要求： (1) 合适的黏度和良好的黏温特性； (2) 有良好的润滑性能，腐蚀性小，抗锈性好； (3) 质地纯净，杂质少； (4) 对金属和密封件有良好的相容性； (5) 氧化稳定性好，长期工作不易变质； (6) 抗泡沫性和抗乳化性好； (7) 体积膨胀系数小，比热容大； (8) 燃点高，凝点低； (9) 对人体无害，成本低。 对于具体的液压传动系统，则需根据情况突出某些方面的使用性能要求。

46 1.5.3 液压油的品种 液压油的品种很多，主要分为3 大类型：矿油型、乳化型和合成型。矿油型液压油润滑性和防锈性好，黏度等级范围较宽，因而在系统中应用很广。据统计，目前有90%以上的液压系统采用矿油型液压油作为工作介质。 1.5.4 液压油的选择 正确而合理地选用油，是保证系统正常和高效率工作的前提条件。选用液压油时常采 用两种方法：一种是按液压元件生产厂样本或说明书所推荐的油类品种和规格选用液压油； 另一种是根据液压系统的具体情况，如工作压力高低、工作温度高低、运动速度大小、液 压元件的种类等因素，全面地考虑选用液压油。 液压油的选择，首先是油液品种的选择。油液品种的选择是否合适，对液压系统的工

47 作影响很大。选择油液品种时，可根据是否液压专用、有无起火危险、工作压力及工作温度范围等因素进行考虑。液压油的种类确定之后，接着就是选择油的黏度等级。黏度等级的选择也是十分重要
的，因为黏度对液压系统工作的稳定性、可靠性、效率、温升以及磨损都有显著的影响。在选择黏度时应注意以下几方面的情况： (1) 按工作机械的不同要求选用。精密机械与一般机械对黏度要求不同，为了避免温度升高而引起机件变形，影响工作精度，精密机械宜采用较低黏度的液压油。如机床伺服系统，为保证伺服机构动作灵敏度，宜采用黏度较低的油。 (2) 按液压泵的类型选用。液压泵是液压系统的重要元件，在系统中它的运动速度、压力和温升都较高，工作时间又长，因而对黏度要求较严格，所以选择黏度时应考虑到液压泵。否则，泵磨损快，容积效率降低，甚至可能破坏泵的吸油条件；在一般情况下，可 将液压泵要求液压油的黏度作为 选择液压油的基准。

48 (3) 按液压系统工作压力选用。通常，当工作压力较高时，宜选用黏度较高的油，以免系统泄露过多，效率过低；当工作压力较低时，宜选用黏度较低的油，这样可以减小压力损失。例如，机床液压传动的工作压力一般低于6.3MPa，采用(20～60)×10-6m2/s 的油液；工程机械的液压系统，其工作压力属于高压，多采用较高黏度的油液。 (4) 考虑液压系统的环境温度。矿物油的黏度由于受温度的影响变化很大，为保证在工作温度时有适宜的黏度，还必须考虑周围环境的影响。当温度较高时，宜采用黏度较高的油液，周围环境温度较低时，宜采用黏度较低的油液。 (5) 考虑液压系统中的运动速度。当液压系统中工作部件的运动速度很高时，油液的流速也很高，液压损失随之增大，而泄露相对减少，因此宜用黏度较低的油液；反之，当工作部件的运动速度较低时，每分钟所需的油量很小，这时泄露相对较大，对系统的运动速度影响也较大，所以宜选用黏度较高的油液。

49 1.5.5 液压油的注意事项 (1) 使用液压油的注意事项 1) 应保持液压油的清洁，防止金属屑和纤维进入油中。换油时要彻底清洗油箱，注入新油时必须过滤； 2) 油箱内壁一般不涂刷油漆，以免油中产生沉淀物质； 3) 为防止空气进入系统，回油管口应在油箱液面，并将管口切成斜面；液压泵和吸油管路应严格密封；液压泵和油管安装高度应尽量小些，以减少液压泵吸油阻力；必要时在系统的最高处设置放气阀； 4) 定期检查油液质量和油面高度； 5) 应保持油箱的温升不超过液压油允许的范围，通常不超过70℃，否则应进行冷却调节。 (2) 识别油品品种的简易方法。在化验条件不具备的情况下，生产现场常常采用“看、嗅、摇、摸”简易鉴别法来识别工作介质的品种，从而有效防止油品的错收、错发、错用、 混装等事故发生。

50 1.5.6 液压油的污染及其控制 1.5.6.1 油液污染的危害 1.5.6.2 污染的原因
油液的污染会引起液压系统的各种故障，统计表明，液压系统的故障有75%以上是由 于油液选择不当或油液污染所引起的，这些故障轻则影响液压系统的性能和液压元件的使 用寿命，重则使机件失灵以致损坏机件，导致液压元件和液压系统不能正常工作。其危害 主要表现为： (1) 堵塞滤油器，使液压泵运转困难，产生噪声； (2) 堵塞液压元件的微小孔道和缝隙，使液压阀动作失灵，加速零件的磨损，使元件 不能正常工作；擦伤密封件，增加外泄漏等； (3) 水分和空气的混入使液压油的润滑能力降低，并使它加速氧化变质，产生气蚀， 加速液压元件腐蚀，使液压系统出现振动、爬行等。 污染的原因 液压油被污染的原因主要有以下几方面： (1) 残留物污染。这主要是指液压元件在制造、储存、运输、安装、维修过程中带入 的沙粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰尘等，虽经清洗，但未清洗干净而残留下来， 造成液压油污染。 (2) 侵入物污染。这主要是指周围环境中的污染物(空气、尘埃、水滴等)通过一切可 能的侵入点，如外露的往复运动活塞杆、油箱的进气孔和注油孔等侵入系统，造成液压油 污染。 (3) 生成物污染。这主要是指液压系统在工作过程中产生的金属微粒、密封材料磨损 颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状生成物等，造成液压油污染。

51 Filish 1.5.6.3 污染的控制 (1) 力求减少外来污染。液压装置组装前后必须严格清洗，油箱通气处要加空气过滤
液压油污染的原因很复杂，液压油自身又在不断产生脏物，因此要彻底防止污染是很 困难的。为了延长液压元件的寿命，保证液压系统正常工作，将液压油污染程度控制在某 一限度以内是较切实可行的办法。实用中常采取如下几方面措施来控制污染： (1) 力求减少外来污染。液压装置组装前后必须严格清洗，油箱通气处要加空气过滤 器，向油箱灌油应通过过滤器，维修拆卸元件应在无尘区进行。 (2) 滤除系统产生的杂质。应在系统的有关部位设置适当精度的过滤器，并且要定期 检查、清洗或更换滤芯。 (3) 控制液压油的工作温度。液压油的工作温度过高对液压装置不利，液压油本身也 会加速氧化变质，产生各种生成物，缩短使用期限。一般液压系统的工作温度最好控制在 65℃以下，机床液压系统则应控制在35℃以下。 (4) 定期检查更换液压油。应根据液压设备使用说明书的要求和维修保养规程的规定， 定期检查更换液压油。比较科学的方法是定期取样化验，观察油液的变质情况来决定是否 需要换油，换油时要清洗油箱，冲洗系统管道及元件。 任务 ! Filish