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《中國設備工程》雜志優秀論文一等獎：長壽命節能液壓油技術及案例分享
查看人數：2513發表時間：2016-04-14 11:04:11
長壽命節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。在液壓系統中，液壓油就如同人體的血液一樣重要。系統能否可靠、有效而經濟地工作，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，闡述了在液壓系統中使用不同配方液壓油所能取得的經濟效益。
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，潤滑表面易產生磨損，系統內泄漏和外泄漏增加，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，系統發熱，油溫也升高。
2.粘度指數—粘度指數是評價油品的粘溫性的。粘度指數越高，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操作影響大，要求具有較高的粘度指數。通常室內固定液壓系統的液壓油粘度指數大于90，而寒區和嚴寒區露天作業則要求粘度指數大于130。粘度指數越高就可以在更廣泛溫度范圍內得到使用。
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—傾點是油品在規定條件下冷卻至能繼續流動的最低溫度。
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生氧化。特別是空氣、溫度、水分、雜質、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。如果液壓油的潤滑性不好、抗磨性差，就會發生粘著磨損、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，系統產生故障。
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，互不發生損壞作用和顯著影響的性質。
11.清潔度—液壓油的清潔度是描述液壓油中污染物顆粒數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進入液壓系統后，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。為了保證液壓系統的正常工作，提高液壓元件的壽命，進入液壓系統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；在寒區和嚴寒區冬季野外作業的液壓系統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的問題—油泥！
油泥的生成是液壓油壽命受到的最大挑戰，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，反而破環密封，形成多種內部泄漏，是液壓油不得不更換的首要原因。
經過研究發現，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百mg/100ml。
三．不含鋅類節能液壓油的實際應用
? 珠海市著名家電企業
? 實施時間：2008年12月12日
? 測試場所：該家電企業注塑分廠注塑車間
? 測試項目：液壓油在注塑設備上的節電效果
? 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的機臺進行節電測試
? 使用效果匯總：
? 使用第一年節能率為7.89%
? 第二年后節能率為：9.32%
? 使用期間每年進行油品檢測，確證油品品質正常
? 2008年12月起使用至2014年，壽命達到6年
四．不含鋅類節能液壓油SUPER HYRANDO SE46的優勢
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. 節能節電—通過對國內外大量客戶的應用檢測，節電率介于3%-15%之間
4. 4. 進口三類基礎油—終身保有的高粘度指數和與添加劑良好的互溶性
5. 5. 獨有的摩擦調整添加劑—在同等條件下的磨損更低，更好的保護設備
五．未來液壓油的發展方向
隨著液壓設備精密程度的提升以及對節能環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，不含鋅的長壽命節能液壓油將為越來越多的企業帶來更大的、持續增加的經濟效益。
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