水-乙二醇液壓液的特性及其應(yīng)用

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1、水-乙二醇液壓液的特性及其應(yīng)用（鄭金傳1,董春紅）(1．北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所,北京德外教場口一號　本文章轉(zhuǎn)自《液壓與氣動》雜志)在高溫、易燃環(huán)境下,為防止礦物液壓油外泄引起火災(zāi),需要使用難燃液壓介質(zhì)。不會燃燒的水-乙二醇液壓液是一種比較理想的難燃液壓介質(zhì),已在礦產(chǎn)、冶金和鑄、鍛等要求防火的液壓系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。水-乙二醇就是乙二醇的水溶液,市場上買到的這類液的水含量一般在40%～50%之間。液壓系統(tǒng)中使用的水-乙二醇,除水和乙二醇外,還添加了高分子聚醚和具有抗磨、防銹、防腐、消泡等功能的各種添加劑。目前國內(nèi)使用的水-乙二醇液壓液主要有兩類,一類全部國產(chǎn)

2、,另一類關(guān)鍵成份進(jìn)口,然后在國內(nèi)配制。常用的N46水-乙二醇液壓液,含水量為45%,密度為1072kg?m3,呈紅色或淡黃色。通常,只要對系統(tǒng)稍加改造,使用普通礦物油的液壓系統(tǒng),包括常規(guī)元件液壓系統(tǒng)、比例或伺服元件液壓系統(tǒng)都可以改用水-乙二醇液壓液。1．水-乙二醇液壓液的主要性能與液壓系統(tǒng)關(guān)系密切的水-乙二醇特性主要有如下4個方面:1-1　水-乙二醇液壓液的黏度水-乙二醇液壓液的黏度隨溫度的升高而降低,實(shí)測某N46水-乙二醇液壓液20℃時的運(yùn)動黏度約80mm2?s,40℃時約43mm2?s,50℃時約31mm2?s。黏度指數(shù)為161。黏度隨含水量的降低而增加,

3、變化比較敏感,水分蒸發(fā)或外界水分進(jìn)入都會改變?nèi)芤旱酿ざ取ｐざ冗€與所含異物有關(guān),常見的情況是,在更換液壓元件或?qū)υ拖到y(tǒng)改造成水-乙二醇系統(tǒng)時,混入液壓油,此時黏度會大大升高,甚至有堵塞系統(tǒng)中過濾器的危險。通常,含油量不大于011%,極限情況時也不大于3%。此外,水-乙二醇液壓液是一種非牛頓液體,黏度與運(yùn)動的剪切速度有關(guān)。在標(biāo)稱黏度相等時,水2乙二醇液壓液的動壓黏度,明顯低于礦物油的動壓黏度。1-2　水-乙二醇液壓液的腐蝕性水-乙二醇液壓液呈堿性,實(shí)測某N46水-乙二醇液壓液的pH值約915。合格的水-乙二醇液壓液含有液相防腐劑,對浸泡其中的鋼鐵類金屬材料、銅

4、或黃銅材料(青銅除外),不產(chǎn)生腐蝕作用。一般的液壓閥、液壓泵等均可直接使用,但訂貨時需要特別聲明,以便廠家作相應(yīng)的調(diào)整,因?yàn)橛行┮簤河貌牧蠒c水-乙二醇液壓液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如聚氨酯材料的密封圈,水-乙二醇液壓液會使其軟化變形,破壞其密封性能,不能使用。目前使用性能較好的密封材料是氟橡膠,其次是丁腈橡膠。金屬材料如鋅、鎘、鉛和未經(jīng)陽極處理的鋁等均會與水-乙二醇液壓液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生異物污染液壓系統(tǒng)。其他如有機(jī)玻璃材料的液位計(jì)、一般的工業(yè)用漆等均不適用于以水-乙二醇液壓液作介質(zhì)的系統(tǒng)。1-3　水-乙二醇液壓液的揮發(fā)性水-乙二醇液壓液在敞開的環(huán)境中會慢慢地?fù)]發(fā),溶

5、液中的水分也會蒸發(fā),此水溶液也會吸收空氣中的水分或其他氣體成分,使性質(zhì)發(fā)生改變,嚴(yán)重時會導(dǎo)致不能使用。合格的水-乙二醇液壓液含有氣相防腐劑,可保護(hù)封閉油箱內(nèi)介質(zhì)上方的碳鋼類材料不被氧化。實(shí)際使用發(fā)現(xiàn),若油箱敞開過久,水-乙二醇液壓液中的氣相防腐劑揮發(fā)損失,油箱內(nèi)不浸沒在介質(zhì)中的碳鋼類金屬表面會發(fā)生嚴(yán)重銹蝕。為保護(hù)氣相防腐劑,水-乙二醇液壓液系統(tǒng)通常做密閉處理,這一點(diǎn)與使用普通液壓油系統(tǒng)有很大的不同。此外,在裝拆維修或其他原因產(chǎn)生泄漏時,應(yīng)及時解決問題,外表留下的殘液要盡快擦拭干凈,否則會引起銹蝕。1-4　水-乙二醇液壓液的潤滑性與相同黏度的礦物油相比,水-乙二

6、醇對運(yùn)動摩擦副的潤滑性能稍差,不能在金屬表面生成牢固的極壓潤滑膜。這一點(diǎn)對于流體動力潤滑摩擦副影響較小,但對重載的滾動軸承影響較大。尤其是滾針軸承,水-乙二醇液壓液在該類軸承中形成的油膜極易破壞,導(dǎo)致軸承碎裂。通常,滑動軸承支承時的葉片泵仍可按額定參數(shù)使用,但滾動軸承支承的齒輪泵和軸向柱塞泵,一般只能按50%額定壓力工作。閥配流的三柱塞泵,因無重載滾動軸承,即使使用水-乙二醇液壓液,也仍能輸出45MPa的工作壓力。2．水-乙二醇液壓液的應(yīng)用由于水-乙二醇液壓液與礦物液壓油的不同特性,除了系統(tǒng)選用的元件和輔件,在訂貨時需向廠家特別聲明外,系統(tǒng)在設(shè)計(jì)使用時往往還要

7、作些特殊和處理。2-1　液壓泵的使用常用的葉片泵、齒輪泵、柱塞泵均可以使用水-乙二醇液壓液作介質(zhì)?？紤]到目前的技術(shù)水平,普通葉片泵和齒輪泵的工作壓力以不高于7MPa為宜,高壓齒輪泵和柱塞泵可用至16MPa。水-乙二醇液壓液的飽和氣壓較低,容易產(chǎn)生氣蝕。為防止氣蝕,常用的措施有:(1)加大泵的吸油管直徑,一般要比使用相同流量礦物油時的管徑大10%～15%。(2)降低泵的轉(zhuǎn)速,必要時甚至要更換電動機(jī)。(3)改變泵的安裝位置。如果油箱不大,建議油箱上置,將泵放在油箱的下面;如果油箱很大,可將泵放在油箱的旁邊。2-2　過濾器的使用水-乙二醇液壓液對過濾器無特殊要求,但

8、鍍鋅零件,應(yīng)改為磷化處理。在液壓泵的吸