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《中國設備工程》雜志優(yōu)秀論文一等獎：長壽命節(jié)能液壓油技術及案例分享
查看人數(shù)：2544發(fā)表時間：2016-04-14 11:04:11
長壽命節(jié)能液壓油技術及案例分享
——順益體系（集團） 張慶祥
摘要
抗磨液壓油在多種設備和系統(tǒng)中擔負著傳動、潤滑、密封、降溫、防腐、防銹等重要功能。在液壓系統(tǒng)中，液壓油就如同人體的血液一樣重要。系統(tǒng)能否可靠、有效而經(jīng)濟地工作，在相當程度上取決于液壓油的性能。本文通過對液壓油基本成份的分析，闡述了在液壓系統(tǒng)中使用不同配方液壓油所能取得的經(jīng)濟效益。
關鍵詞：基礎油抗磨添加劑含鋅油泥
引言
典型液壓系統(tǒng)如圖示：
一．液壓油的基本要求：
1.粘度—評價油品流動性的最基本指標。
粘度過小，潤滑表面易產(chǎn)生磨損，系統(tǒng)內(nèi)泄漏和外泄漏增加，泵的容積效率降低，油溫升高；
粘度過大，造成吸油困難，能耗增加，系統(tǒng)發(fā)熱，油溫也升高。
2.粘度指數(shù)—粘度指數(shù)是評價油品的粘溫性的。粘度指數(shù)越高，表示油品粘度隨溫度變化越小，一般用VI表示。
由于液壓油的粘度對液壓系統(tǒng)操作影響大，要求具有較高的粘度指數(shù)。通常室內(nèi)固定液壓系統(tǒng)的液壓油粘度指數(shù)大于90，而寒區(qū)和嚴寒區(qū)露天作業(yè)則要求粘度指數(shù)大于130。粘度指數(shù)越高就可以在更廣泛溫度范圍內(nèi)得到使用。
3.閃點—閃點是油品的安全指標，它也表示油品中輕組分的情況。
一般來說閃點越高，油品的使用溫度也越高。
4.傾點—傾點是油品在規(guī)定條件下冷卻至能繼續(xù)流動的最低溫度。
傾點越低油品的低溫流動性能越好，一般傾點加10℃可作為液壓油的最低使用溫度。
5.氧化安定性—指油品抵抗氧化的能力，可間接表證油品的使用壽命。
液壓油和其它油品一樣，在使用過程中不可避免地會發(fā)生氧化。特別是空氣、溫度、水分、雜質(zhì)、金屬催化劑等促使氧化的因素存在，要求液壓油具有較好的抗氧化性顯得尤為重要。氧化使油品的使用期縮短，腐蝕增加，分水性和過濾性變差，空氣釋放性變壞。良好的氧化安定性使油品并不會因為遭受氧化而引起油質(zhì)劣化。
6.抗乳化性和水解安定性—表示液壓油與水接觸后形成乳化液再分離出油和水的能力，以及抗水反應的能力。
7.防銹性和抗腐蝕性—指油品保護金屬表面避免遭受腐蝕的能力。
液壓油中一般均加入防銹劑與抗腐蝕添加劑，以改善油品的抗腐蝕性。這些添加劑在金屬表面形成保護膜，從而防止金屬與水及有機酸的接觸。
8.抗泡性與空氣釋放性—抗泡性是指油品抵抗生成泡沫的傾向及所生泡沫的穩(wěn)定性能。空氣釋放性是指油品釋放分散在油中霧沫空氣的能力。
9.抗磨性—指油品保持運動部件正常潤滑防止擦傷的能力。
在液壓系統(tǒng)中，泵和大功率的油馬達是主要運動部件，在起動和停車時往往處于邊界潤滑狀態(tài)。如果液壓油的潤滑性不好、抗磨性差，就會發(fā)生粘著磨損、磨粒磨損和疲勞磨損等，造成泵和油馬達性能降低，壽命縮短，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。
在一定溫度和負荷條件下，抗磨添加劑可與金屬作用，在金屬表面形成一層防護膜，防止摩擦副磨損和咬死。
10.密封材料相容性—指液壓油與各種和它接觸的材料之間，互不發(fā)生損壞作用和顯著影響的性質(zhì)。
11.清潔度—液壓油的清潔度是描述液壓油中污染物顆粒數(shù)量和尺寸大小的情況。這些污染物包括氣體、液體和固體。
液壓油中如有機械雜質(zhì)進入液壓系統(tǒng)后，容易引起液壓元件工作表面的破壞，從而使液壓元件的壽命大大縮短。為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，提高液壓元件的壽命，進入液壓系統(tǒng)的液壓油必須十分清潔，不容許含有超過限度的固體顆粒和其它臟物。
12.其它特殊性能
還要求液壓油具有特定的過濾性；在寒區(qū)和嚴寒區(qū)冬季野外作業(yè)的液壓系統(tǒng)要求液壓油具有良好的低溫流動性(傾點)、冷啟動性和低溫泵送性；對加入稠化劑的液壓油還要求具有剪切穩(wěn)定性等。
二．液壓油壽命與配方的關系
液壓油壽命的決定因素主要有以下幾點：
1. 1. 基礎油的精制程度
2. 2. 添加劑的配方
3. 3. 使用的環(huán)境與工況
其中基礎油的精制程度不僅影響壽命，還同時影響與添加劑的互溶性等，一般來講，三類基礎油可以更好的滿足長壽命及其他高標準的嚴苛需求。
在使用工況和環(huán)境相同的條件下，添加劑配方的科學性和先進性就決定了油品的壽命和使用效果，尤其是針對液壓油在使用中最容易出現(xiàn)的問題—油泥！
油泥的生成是液壓油壽命受到的最大挑戰(zhàn)，油泥會堵塞各種閥件，管路，使得精密的油泵部件磨損加劇，起不到原本應有的潤滑保護作用，反而破環(huán)密封，形成多種內(nèi)部泄漏，是液壓油不得不更換的首要原因。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，油泥的生成與抗磨添加劑的成分緊密相關，市面上最常見的抗磨添加劑成分為金屬鋅，使用金屬鋅作為抗磨添加劑有以下原因：
1. 1. 價格低
2. 2. 便于配比
3. 3. 使用慣性
如果可以舍棄金屬添加劑鋅，而使用新型的非金屬添加劑，必然會極大的改善油泥的生成，提升油品壽命。
下圖比較了PVS柱塞泵分別使用含鋅和不含鋅的液壓油在6.68MPa壓力，120攝氏度油溫下運行3000小時的油泥生成量：
通過對比，可明顯看出，不含鋅的液壓油油泥生成量可以維持在極低的水平，甚至不超過20mg/100ml。而含鋅類液壓油的油泥會達到數(shù)百mg/100ml。
三．不含鋅類節(jié)能液壓油的實際應用
? 珠海市著名家電企業(yè)
? 實施時間：2008年12月12日
? 測試場所：該家電企業(yè)注塑分廠注塑車間
? 測試項目：液壓油在注塑設備上的節(jié)電效果
? 測試油品：新日石超級海浪SE 46
? 對比油品：長城普力抗磨液壓油L-HM 46
? 測試設備：寧波海天注塑機
? 工廠設備編號：L-13
? 設備型號：HTF 530W1
? 液壓泵類型：葉片泵
液壓泵電機功率：55 KW
測試機臺見下圖：
? 液壓油加注量：1050升
? 設備啟用時間：2006年4月
? 抽出的舊油，明顯有油泥：
? 對油箱進行清洗
? 注入不含鋅液壓油SUPER HYRANDO SE46
? 對使用SUPER HYRANDO SE46的機臺進行節(jié)電測試
? 使用效果匯總：
? 使用第一年節(jié)能率為7.89%
? 第二年后節(jié)能率為：9.32%
? 使用期間每年進行油品檢測，確證油品品質(zhì)正常
? 2008年12月起使用至2014年，壽命達到6年
四．不含鋅類節(jié)能液壓油SUPER HYRANDO SE46的優(yōu)勢
1. 1. 超長壽命—可達普通含鋅液壓油的2-4倍
2. 2. 高清潔度—油泥生成量極其微小，肉眼不可見
3. 3. 節(jié)能節(jié)電—通過對國內(nèi)外大量客戶的應用檢測，節(jié)電率介于3%-15%之間
4. 4. 進口三類基礎油—終身保有的高粘度指數(shù)和與添加劑良好的互溶性
5. 5. 獨有的摩擦調(diào)整添加劑—在同等條件下的磨損更低，更好的保護設備
五．未來液壓油的發(fā)展方向
隨著液壓設備精密程度的提升以及對節(jié)能環(huán)保降本安全的不斷追求，未來液壓油必然向著先進的不含鋅類配方的方向前進，不含鋅的長壽命節(jié)能液壓油將為越來越多的企業(yè)帶來更大的、持續(xù)增加的經(jīng)濟效益。
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