油冷机技术资料 1-4．液压油

本节介绍液压油的作用、不同类型液压油的特性以及对其进行冷却的必要性。

什么是液压油？

工业领域使用的润滑油有通用油、齿轮油、主轴油、透平油、轴承油等，根据被润滑对象的转速和负载的大小，各有不同的特性。
液压油是一种润滑油。液压油除了具有润滑和防锈作用外，还具有将液压泵产生的动能传递给执行机构（液压缸、液压马达等）的作用。
液压泵的输出量大，液压设备内部的绝热压缩和摩擦产生大量热量，因此对液压油的热负荷大。正因为如此，在众多的润滑油中，液压油具有经常需要冷却措施的特点。

液压油的作用

液压泵、液压执行器、电磁阀等在高速、高压下进行控制和操作。此外，考虑到工作时的油温、周围环境和机器所用零件的材料等条件，液压油应具有下列特性。

1. 它应具有合适的粘度，并且粘度不应随温度的变化而发生太大变化（润滑性和耐磨性）。

   液压装置工作时会产生热量，油的粘度不应在较宽的温度范围内发生太大变化，以防止机器磨损并在温度变化的情况下保持平稳运行。

2. 它不应腐蚀金属，并应具有防锈作用。
3. 它不应影响液压装置部件中使用的材料（橡胶、涂料等）。
4. 即使在高温下也不应该氧化。

   随着液压油氧化的进行，液压装置本身也更容易氧化，因此油液应具有较高的氧化精度。

5. 它不应该压缩。

   当需要精确操作或高精度定位时，液压油的压缩会导致与此压缩相当的误差。

6. 它应该是高度可水分离的（低乳化性，比重比水低）

   水分与液压油的混入会损害液压油的不可压缩性及其防锈和润滑特性。为防止系统中的水分与油液混合并将其从油箱底部排出，液压油应不易乳化，重量应低，使水分迅速下沉到油箱底部。水箱底部。

7. 它应该是防火的。

   即使油因机器运行而变热，也应该是安全的，如果被点燃不会着火。

液压油的种类

液压油主要分为三种类型，如下所述。

通用液压油

这些是指定用于一般液压装置的液压油。
它们的防摩擦性能、粘性剪切精度和氧化精度使其适用于液压装置。

耐磨液压油

这些是指定的液压油，适用于高压、高速液压设备。
它们可以防止磨损、燃烧等。

耐火液压油

这些是液压系统中使用的液压油，其中一般石油基液压油有点燃和引起火灾的风险。它们包括用于飞机的磷酸酯基础油和水乙二醇油。
根据液压油的类型，可以使用特殊材料、密封填料和涂层。

耐火液压油的种类和特点

液压油的一个问题是它会燃烧。在存在高温热源的工作场所的液压装置中使用矿物基液压油时，由于该油会燃烧，因此存在着火的危险。在这些条件下，将难以燃烧的耐火液压油用作液压油。

通过使用不易燃烧的流体（合成型）或在液压油的基础油中使用水（含水型），可以使液压油更难燃烧。表 1 显示了耐火液压油的类型。

表 1 耐火液压油的分类

使用磷酸酯油时，需要检查液压循环中的密封件和填料是否兼容。此外，磷酸酯油非常昂贵，但它们经常用作飞机中的液压油。

脂肪酸酯具有出色的润滑性和精度，与液压循环中使用的密封件和填料具有良好的相容性，可以轻松替代矿物油。然而，它们的耐火性不如磷酸酯基础油。

水乙二醇油用途宽范围。此外，为了保持其耐火性，含水量必须在30%或更高，并且由于添加了金属皂作为抗磨剂，并添加了碱度控制剂以保持精度，因此它们呈碱性。因此，有必要检查液压循环中使用的金属、密封件和涂层是否兼容。

W/O乳液价格低廉，与水力循环相容性好，废水易于处理，因此在实用性能上没有大问题，而且随着目前工厂废水总量限制的加强，他们越来越多地取代水乙二醇油。

O/W 乳液的含水量高达 90% 至 95%，很少使用。

为什么必须冷却液压油

操作液压执行器的动力源是马达。电机的大部分功率以运动或力的形式传递，用于操作执行器，但部分功率以热量的形式损失掉，从而增加了油的温度。如下图所示，主要的热源是泵和管道中的摩擦。

液压装置通常配备冷却机构，用于消除这种方式产生的热量，但如果冷却不充分，油温升高，可能会出现以下问题，在某些情况下会导致设备停止运行。

1. 设备异常停机

   - 为防止与以下第 2 至 4 项所述设备运行相关的重大问题，如果油温达到一定水平，则通过联锁系统停止设备运行。通常，联锁系统在 60 至 70 ℃的温度下启动，在此温度下油温升高会产生不利影响。

2. 降低液压油的粘度

   - 粘度降低会降低润滑性能，导致滑动部件磨损，最坏的情况是燃烧，这可能导致设备停止运行。

   - 粘度降低会增加液压油的流动性，从而提高执行器的运行速度，这可能会加速磨损和老化并导致严重损坏。

3. 包装老化

   - 滑动部分和旋转部分的橡胶部件以及管道接头处使用的密封件的劣化可能导致漏油，从而影响泵和执行器的操作。

4. 液压油的劣化（氧化）

   - 如果液压油本身的温度长时间保持高温，油会氧化，变成深红褐色。
   氧化会降低液压油的各种成分的性能，并可能腐蚀设备，因此必须更换氧化油。更频繁的换油会增加运行成本和操作工作量。

冷却切削油

必须对液压油进行冷却，以防止前项所述的不利影响。理想情况下，液压油应保持在 35 至 55 ℃ 的温度范围内，如下图所示。

以下三种方法用于冷却液压油。

1. 风冷式热交换器

   有时也称为空冷式散热器或空冷式油冷却器，它们使液压油在管道中循环，并使用风扇将周围的空气吹到它们上面，通过温差冷却油。这种方法使用周围空气，因此在成本方面非常出色，但在夏季，当周围空气达到 35 ℃ 以上时，温差不足，液压油的温度会升高。

   参考：2-1。风冷式热交换器（液体到气体）

2. 液冷式热交换器

   板式换热器和壳管式换热器通常用作换热器。
   使用工业用水或冷却塔水作为冷却水，提供了可观的制冷能力，但随着夏季水温升高，液压油的温度也有升高的趋势。
   使用冷水机来冷却水，即使在夏天也能稳定地获得低于外界温度的冷却水供应，如果制冷能力足够，这是稳定油温的好方法.

   参考：2-2。液冷式热交换器（液对液）

3. 油冷机直接冷却

   市场上还提供用于液压油的浸入式和直接循环式冷却器（Apiste VSC 系列由直接循环式冷却器组成）。
   油冷机具有结构紧凑、安装简单等优点，可以快速引入。
   但需要注意的是，为了保护压缩机，油冷机不能在油温高（约50～60℃或更高）的情况下使用。

   参考：2-3。冷水机直接冷却

 

上一项：1-3。切削油