《中国设备工程》杂志优秀论文一等奖：长寿命节能液压油技术及案例分享

长寿命节能液压油技术及案例分享

——顺益体系（集团） 张庆祥

摘要

抗磨液压油在多种设备和系统中担负着传动、润滑、密封、降温、防腐、防锈等重要功能。在液压系统中，液压油就如同人体的血液一样重要。系统能否可靠、有效而经济地工作，在相当程度上取决于液压油的性能。本文通过对液压油基本成份的分析，阐述了在液压系统中使用不同配方液压油所能取得的经济效益。

关键词：基础油抗磨添加剂含锌油泥

引言

典型液压系统如图示：

一．液压油的基本要求：

1.粘度—评价油品流动性的最基本指标。

粘度过小，润滑表面易产生磨损，系统内泄漏和外泄漏增加，泵的容积效率降低，油温升高；

粘度过大，造成吸油困难，能耗增加，系统发热，油温也升高。

2.粘度指数—粘度指数是评价油品的粘温性的。粘度指数越高，表示油品粘度随温度变化越小，一般用VI表示。

由于液压油的粘度对液压系统操作影响大，要求具有较高的粘度指数。通常室内固定液压系统的液压油粘度指数大于90，而寒区和严寒区露天作业则要求粘度指数大于130。粘度指数越高就可以在更广泛温度范围内得到使用。

3.闪点—闪点是油品的安全指标，它也表示油品中轻组分的情况。

一般来说闪点越高，油品的使用温度也越高。

4.倾点—倾点是油品在规定条件下冷却至能继续流动的最低温度。

倾点越低油品的低温流动性能越好，一般倾点加10℃可作为液压油的最低使用温度。

5.氧化安定性—指油品抵抗氧化的能力，可间接表证油品的使用寿命。

液压油和其它油品一样，在使用过程中不可避免地会发生氧化。特别是空气、温度、水分、杂质、金属催化剂等促使氧化的因素存在，要求液压油具有较好的抗氧化性显得尤为重要。氧化使油品的使用期缩短，腐蚀增加，分水性和过滤性变差，空气释放性变坏。良好的氧化安定性使油品并不会因为遭受氧化而引起油质劣化。

6.抗乳化性和水解安定性—表示液压油与水接触后形成乳化液再分离出油和水的能力，以及抗水反应的能力。

7.防锈性和抗腐蚀性—指油品保护金属表面避免遭受腐蚀的能力。

液压油中一般均加入防锈剂与抗腐蚀添加剂，以改善油品的抗腐蚀性。这些添加剂在金属表面形成保护膜，从而防止金属与水及有机酸的接触。

8.抗泡性与空气释放性—抗泡性是指油品抵抗生成泡沫的倾向及所生泡沫的稳定性能。空气释放性是指油品释放分散在油中雾沫空气的能力。

9.抗磨性—指油品保持运动部件正常润滑防止擦伤的能力。

在液压系统中，泵和大功率的油马达是主要运动部件，在起动和停车时往往处于边界润滑状态。如果液压油的润滑性不好、抗磨性差，就会发生粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损等，造成泵和油马达性能降低，寿命缩短，系统产生故障。

在一定温度和负荷条件下，抗磨添加剂可与金属作用，在金属表面形成一层防护膜，防止摩擦副磨损和咬死。

10.密封材料相容性—指液压油与各种和它接触的材料之间，互不发生损坏作用和显著影响的性质。

11.清洁度—液压油的清洁度是描述液压油中污染物颗粒数量和尺寸大小的情况。这些污染物包括气体、液体和固体。

液压油中如有机械杂质进入液压系统后，容易引起液压元件工作表面的破坏，从而使液压元件的寿命大大缩短。为了保证液压系统的正常工作，提高液压元件的寿命，进入液压系统的液压油必须十分清洁，不容许含有超过限度的固体颗粒和其它脏物。

12.其它特殊性能

还要求液压油具有特定的过滤性；在寒区和严寒区冬季野外作业的液压系统要求液压油具有良好的低温流动性(倾点)、冷启动性和低温泵送性；对加入稠化剂的液压油还要求具有剪切稳定性等。

二．液压油寿命与配方的关系

液压油寿命的决定因素主要有以下几点：

1. 1. 基础油的精制程度

2. 2. 添加剂的配方

3. 3. 使用的环境与工况

其中基础油的精制程度不仅影响寿命，还同时影响与添加剂的互溶性等，一般来讲，三类基础油可以更好的满足长寿命及其他高标准的严苛需求。

在使用工况和环境相同的条件下，添加剂配方的科学性和先进性就决定了油品的寿命和使用效果，尤其是针对液压油在使用中最容易出现的问题—油泥！

油泥的生成是液压油寿命受到的最大挑战，油泥会堵塞各种阀件，管路，使得精密的油泵部件磨损加剧，起不到原本应有的润滑保护作用，反而破环密封，形成多种内部泄漏，是液压油不得不更换的首要原因。

经过研究发现，油泥的生成与抗磨添加剂的成分紧密相关，市面上最常见的抗磨添加剂成分为金属锌，使用金属锌作为抗磨添加剂有以下原因：

1. 1. 价格低

2. 2. 便于配比

3. 3. 使用惯性

如果可以舍弃金属添加剂锌，而使用新型的非金属添加剂，必然会极大的改善油泥的生成，提升油品寿命。

下图比较了PVS柱塞泵分别使用含锌和不含锌的液压油在6.68MPa压力，120摄氏度油温下运行3000小时的油泥生成量：

通过对比，可明显看出，不含锌的液压油油泥生成量可以维持在极低的水平，甚至不超过20mg/100ml。而含锌类液压油的油泥会达到数百mg/100ml。

 

三．不含锌类节能液压油的实际应用

• 珠海市著名家电企业

• 实施时间：2008年12月12日

• 测试场所：该家电企业注塑分厂注塑车间

• 测试项目：液压油在注塑设备上的节电效果

• 测试油品：新日石超级海浪SE 46

• 对比油品：长城普力抗磨液压油L-HM 46

• 测试设备：宁波海天注塑机

• 工厂设备编号：L-13

• 设备型号：HTF 530W1

• 液压泵类型：叶片泵

液压泵电机功率：55 KW

测试机台见下图：

• 液压油加注量：1050升

• 设备启用时间：2006年4月

• 抽出的旧油，明显有油泥：

• 对油箱进行清洗

• 注入不含锌液压油SUPER HYRANDO SE46

• 对使用SUPER HYRANDO SE46的机台进行节电测试

• 使用效果汇总：

• 使用第一年节能率为7.89%

• 第二年后节能率为：9.32%

• 使用期间每年进行油品检测，确证油品品质正常

• 2008年12月起使用至2014年，寿命达到6年

四．不含锌类节能液压油SUPER HYRANDO SE46的优势

1. 1. 超长寿命—可达普通含锌液压油的2-4倍

2. 2. 高清洁度—油泥生成量极其微小，肉眼不可见

3. 3. 节能节电—通过对国内外大量客户的应用检测，节电率介于3%-15%之间

4. 4. 进口三类基础油—终身保有的高粘度指数和与添加剂良好的互溶性

5. 5. 独有的摩擦调整添加剂—在同等条件下的磨损更低，更好的保护设备

五．未来液压油的发展方向

随着液压设备精密程度的提升以及对节能环保降本安全的不断追求，未来液压油必然向着先进的不含锌类配方的方向前进，不含锌的长寿命节能液压油将为越来越多的企业带来更大的、持续增加的经济效益。