一般较理想的工作黏度范围为 30~50mm²/s,随设备的结构类型不同而变,一般至 少应该在 10~800mm²/s 之间。
2.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。
3.散热
机械设备工作时不可避免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。
4.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。
5.可压缩性
液体也是可压缩的。如果压力增高 40MPa,矿物油体积会缩小约 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。
6.热胀冷缩
液体也会热胀冷缩
温度每上升 50°C,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,所以必须有适当的预 防措施。
7.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,理想的 是可以长期使用,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
如在 1.2 节已提及,在封闭管道中,通流截面小处,流速高。在 液体分子全都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。手动喷雾器(见下图 ),一些抽真空机就是根据此原理工作的。
在低压区,除了原先溶解的空气会分离出来外,甚至,液压油也会变为蒸气,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(见下图
)。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 ),这种现象被称为“气蚀”。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,还会分泌出很黏稠的酸性、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。而且一旦产生,很难清除。因此,是要尽力避免的。
1)造成老化的原因
a)氧化:矿物油是碳氢化合物,氧化后会形成酸酯。
b)水解:酯遇水会分解。
c)碳氢化合物受高压剪切会裂化。
d)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——中和数来判断。
a)油液中的气和水会加快老化(见下图)。
b)由灰尘等固体颗粒引起的污染,特别是金属(尤其是非金属)的催化作用,都会加速矿物油老化。