原创| 很重要,又容易被忽视,博世力士乐柱塞泵马达对液压油的使用要求

 想必淘友们都听说过业内的一个共识:液压系统80%的故障与液压介质有关。结合20年的从业经验,对此,淘液压深以为然。那么液压油在选择时需要关注哪些要素?博世力士乐柱塞泵、马达对液压油的要求是什么?淘液压最近查询了一些资料,今天,就和淘友们聊聊这个看似简单,又十分必要的话题,希望能对各位淘友有所启发。

不绕弯子,直接上干货。

01   选择液压油需要关注的几个因素

                 —

1:首要关注的,划重点

– 液压油的粘度;

– 液压油的粘温特性;

 

液压油粘度越高,柱塞泵和马达内部摩擦副之间的油膜越厚,内泄漏造成的损失越小。

 

另一方面,粘度越高,液压油内部的摩擦力越大,对机械/液压效率产生越不利的影响。而且当压力较低时,泵马达内部运动副之间间隙越不容易被油液填充,不易形成油膜,从而导致磨损增加。

 

液压油粘度越高,吸油的阻力越大,泵在工作中越容易吸空,进而导致气蚀。

 

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(马达润滑不良导致的磨损图片)

那么液压油粘度过低会带来什么影响呢?粘度过低,泵马达内泄量会增加,容积效率降低。另一方面,粘度越低,泵马达内部摩擦副之间的油膜越薄,越容易被破坏,造成润滑不良,越容易发生内部零件磨损。这一点类似吹气球:油膜类比为气球的外壁,当气球被吹得越大,气球外壁越薄,遇到尖锐的东西越容易爆炸损坏。所以,在博世力士乐的样本中特意提到下面一段话:当油液的粘度低于10mm2/s时,油液的清洁度等级要提高一级,至少达到ISO4406   19/17/14 。尽量减少油液中的颗粒物,避免摩擦副之间的油膜被颗粒物损坏。

液压油的粘温特性通常用粘温指数来衡量。

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(粘温特性曲线)

2:其他需要考虑的

– 液压油的密度;

– 液压有的粘压特性;

– 液压油的密度;

液压油的粘度通常是在大气压下测定的,实际上,液压油的粘度随着压力的增加会增大。温度不变的情况下,当压力达到40Mpa时,液压油的粘度会增加一倍。所以,当液压系统温度较低时,必须空载预热,在达到允许的运转温度前,不可以带载运转,避免因为系统压力升高造成液压油粘度增大,润滑不良,导致液压元件磨损。

3:关注液压油的倾点

如果液压系统工作在低温环境下,在选择液压油时务必要考虑油液的倾点。

倾点是什么?油液在标准条件下冷却时,尚能流动的最低温度称作倾点。它是用来衡量油液低温流动性的一种指标。倾点越高,油液低温流动性越差。

02   柱塞泵马达启动时允许的油液极限温度和极限粘度

冷启动阶段:

当轴封材料为丁晴橡胶时,允许的最低冷启动温度-40℃,允许的最大冷启动粘度为1600mm2 /s。
当轴封材料为氟橡胶时,允许的最低冷启动温度-25℃,允许的最大冷启动粘度为1000mm2 /s。

启动时间小于3分钟,启动负载压力≤50bar,转速≤1000rpm;

预热阶段:

允许的油液粘度范围是1600-400mm2/s, 预热时间≤15分钟,负载压力≤70%额定压力,转速≤50%额定转速;

如果满足不了以上条件,就要设法对油液进行加热,确保到达合适的粘度范围。

连续运转阶段:

允许的油液粘度范围是400-10mm2/s;

短时间运行:

允许的油液粘度范围是10-7mm2/s,运行时间≤3分钟,负载压力≤30%额定压力;

 

03    液压油抗泡性

    

空气是液压系统的一大污染源,是导致液压元件损坏的致命“天敌”之一,空气会造成液压系统吸空。需要指出的是:不只是液压泵的吸油口密封不良会导致吸空,液压系统调试时排气不当,油液的高温,流速的急剧变化,管路及管路的设计不合理都会导致液压油流动是产生空气,进而产生吸空和气蚀,造成液压元件的损坏(关于吸空和气蚀的详细介绍,请参考《气蚀的形成及气蚀图片》)。

因此液压油中通常会添加抗泡剂,如二甲基硅油(T801),聚酯非硅抗泡剂(T602B)等。

管路和油箱的设计需要注意什么呢?(点击查看往期文章[原创] 布置吸油管和泄油管的注意事项

对于博世力士乐轴向柱塞泵和马达该如何排气呢?淘液压会专门整理一篇文章详细介绍。

所以,在选择液压油时要挑选具有良好消泡性的油液。

 

04    油液清洁度要求

在与客户交流时,常常会被问到一个问题:力士乐柱塞泵/马达的寿命是多久?想必各位淘友也遇到过类似问题吧。这真是一个很难回答的问题,其实影响柱塞泵/马达寿命的因素很多,不好武断地说一款产品的寿命是多久。通常情况下,柱塞泵/马达的寿命取决于最薄弱零件的寿命,一般认为轴承的寿命是最短的,所以理想情况下,一款柱塞泵/马达的寿命长短由轴承决定,可是在实际应用中,油液的清洁度、系统的设计(管路选择,布置,及油箱结构等)都是影响液压元件的寿命。所以,博世力士乐所有的产品样本,从未提到过液压泵和马达的寿命,但会明确指出:液压油越干净,柱塞泵马达的寿命越长。

为了确保轴向柱塞泵、马达能够稳定可靠地长时间运转,博世力士乐建议柱塞泵、马达使用的液压油液清洁要到达如下等级;

1: 最低要求:ISO 标准:20/18/15;

2: 当油温很高时(90℃~最大115℃),油液需要更加清洁,至少达到 19/17/14 (ISO4406标准);

需要注意的是:新的液压油是不干净的,在加注前务必用滤油小车过滤后再加入液压系统。

选择合适的过滤器,在液压系统中合理地布置过滤器,液压系统调试前进行恰当的冲洗过滤,是确保油液清洁度的关键措施。

怎么选择过滤器?过滤器在液压系统中如何布置?开式和闭式液压系统调试时如何进行冲洗?淘液压在以后的文章中会陆续介绍,请淘友们点赞收藏,方便查阅。

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05    液压油破乳化和抗氧化能力

液压油的乳化或氧化会造成油液变质,粘性下降会,氧化产生的酸性化合物增加了零件腐蚀的速度,进而对液压系统带来致命的危害。因此,液压油中通常会加入破乳剂和抗氧剂,当液压元件(系统)储存或运行时,这些添加剂负责保护部件免受冷凝水或冷却水泄漏的影响,并提供一定的防腐蚀保护。

因此,在设计大型液压系统时,应当增加循环过滤和除水装置,并在液压系统中增加油液监测装置,以便随时监控油液的清洁度含水量。对于移动式工程机械,考虑到成本及安装空间,不便增加循环过滤和除水装置,可行的办法是建立定期的巡检制度,操作者每天关注油箱油液颜色变化,定期取油样进行化验,以确保油液正常。

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06    液压油与密封材料的相容性

在选择液压介质时,务必要考虑介质和密封材料相容性。任何不相容都可能导致密封材料的硬度和体积的变化,造成密封失效。尤其是轴封,特别注意。

普通抗磨液压油:轴封的材质可以是FKM氟橡胶或者丁晴橡胶,当温度超过80°C时,力士乐建议使用FKM密封(特别是轴封)。

水乙二醇介质:力士乐建议轴封的材料选用聚四氟乙烯;

 

磷酸酯液压油:轴封材料建议三元乙丙橡胶;

07    其他注意事项

1:注意液压油狄塞尔效应(Diesel Effect)

狄塞尔效应又称为柴油机效应。想必很多淘友都没有听说过这个名词,其实淘液压也是查资料时第一次听说。没有什么神秘的,大家想象一下柴油机内部柴油是如何点火燃烧的就明白啦,柴油与空气混合物喷射到缸体中,活塞压缩,瞬间高压下急剧升温,从而燃烧。在液压系统中,当液压油中混入一定的空气,进入柱塞泵马达压油区时压力急剧升高,气泡溃灭,类似柴油机点火的过程,此时会出现局部的高温高压,空气若无法及时排除,在柱塞泵马达的高压区会频繁发生这一现象,导致液压油氧化变质,零部件出现气蚀损坏。所以务必要防止柱塞泵马达出现吸空。

2:防止油液温度过高

根据经验,液压油工作温度高于80°C后,温度每升高10°C,使用寿命将呈现指数级减少,举例来说:温度低于80℃时假定液压油的使用寿命为a,90℃时寿命为0.5a,100℃时寿命为0.25a。可见高温对油液寿命的影响非常大,因此应该采取恰当的冷却措施,确保液压系统的热平衡温度在合适的范围内。如何计算闭式液压系统的热平衡温度,请参考淘液压之前的文章(链接:)。

3:注意液压系统中液压油的循环比i

液压系统中液压油的循环比i=系统中泵的总流量与液压系统中液压油总量的比值。

液压系统中液压油的循环比是一个重要的参数,它影响着系统的散热效率和油液的清洁度。A:一般推荐值:在某些情况下,液压油的循环倍率(循环比)一般应小于10,以8~8.5为好。这意味着油泵每小时的出油量与油箱总油量之比应该控制在8到8.5之间。

B: 不同设备的差异:对于不同的设备,循环比的推荐值可能会有所不同。例如,路面机械液压系统液压油循环比约为0.3,矿用行走设备约为0.7,闭式的行走系统约为4.6。

4:注意初始运行阶段冲洗和换油

由于液压系统组装时,管路、元件、油箱等会有残留污染,尤其对于大型液压系统,组装时更容易造成系统的污染。而且这种组装造成的系统污染多是大直径的颗粒物,对系统的危害是致命的,所以液压系统在组装时务必要清洗管路和油箱,有时需要对系统进行冲洗/或换油。关于液压系统的冲洗,淘液压会单独写一篇文章详细介绍。

不知不觉本篇文章写了3500字了,有些地方未能展开介绍,留待以后继续吧。今天就分享到 这里。希望上面的分享能对大家有所启发和借鉴。

原文始发于微信公众号(淘液压):原创| 很重要,又容易被忽视,博世力士乐柱塞泵马达对液压油的使用要求

原创文章,作者:iHydrostatics静液压,如若转载,请注明出处:https://www.ihydrostatics.com

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