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液壓油需具備哪些性能及如何挑選?
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液壓油的性能及挑選

液壓油為液壓油為液壓系統的傳動介質,
在液壓系統中扮演重要角色。
液壓油需具備那些特性,要如何挑選?
要如何挑選才可以選購到最符合自己的商品?

 
液壓機械是透過流理力學原理增加機械力量的設備與工具。可應用於液壓鉗、手推液壓叉車等小型工具,也可應用於重型設備中。以重型機械設備來看,液壓液在液壓泵以極高的壓力被傳送到設備中執行元件。一個完整的液壓系統由動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件、液壓油五大部分構成。
  • 動力元件:將各種液壓泵或原動機的機械能轉換成液壓的壓力能,是指液壓系統中的油泵輸出具有一定的壓力油液,向整個液壓系統提供動力。
  • 執行元件:液壓缸或液壓馬達,其作用是將液壓能轉換為機械能。使液壓油驅動負載做直線運動或迴轉運動。
  • 控制元件:泛指各種液壓閥,在液壓系統中控制和調節液體的壓力、方向及流量,從控制執行元件輸出的力量、方向及速度,以確保工作機具完成預定的規律運動。
  • 輔助元件:主要有油箱、管件、濾油器、冷卻器、壓力錶、密封圈等。主要是提供必要的輔助條件使系統可以正常運作同時更可便於監測控制。
  • 液壓油:為液壓系統中使用的工作介質,具備傳遞能量、系統潤滑、防鏽、冷卻等重要作用。


液壓油對液壓系統具有很大的影響力,如果不能正確的使用液壓油,可能會造成工作效率下降,更嚴重者可會造成液壓系統損壞。液壓系統能否順利運作,一部分原因須取決於液壓油的選用。液壓油可提供系統潤滑、防鏽、防腐、冷卻等效能。品質佳的液壓油品應具備黏度及黏溫特性、防腐防鏽性、抗磨性、抗乳化、消泡性佳等特性。


黏度適當及良好的黏溫性
黏度過高,黏性阻力增加,容易造成油泵吸入性能變差,吸油時產生空穴或氣蝕,導致油泵工作困難甚至損壞。黏度過大,油溫容易上升並加快氧化速度,縮短油品使用壽命。黏度過低,油泵內洩漏增加,容積效率大幅下降,控制性能下降。黏度過低,潤滑油膜易變薄,對機器潤滑性能下降,造成磨損增加甚至造成燒結。

氧化安定性
油品在使用的過程中,因為受熱及接觸到金屬物質、水、空氣中等介質,使油品氧化變質。讓液壓油品產生變色、酸值增加、黏度發生變化、沉澱物質等,以上這些情況都有可能造成液壓油腐蝕性增加或加液壓元件的磨損。

防鏽防腐性
液壓系統在運轉的過程中,難免會混入空氣及水分,在空氣與水分的作用下,液壓元件或某些部件就會發生鏽蝕的現象,影響液壓元件的精度。尤其,鏽又是會促使油品變質的催化劑。所以,會加入添加劑在油品中使其穩定性提高,具防鏽防腐性外,同時又可使油品穩定讓液壓系統正常運作。

抗磨性
隨著工業不斷發展,對於液壓系統作業能力需求也逐漸提升。由於,系統壓力升高及功率加大並提升,使油泵的負荷增加,同時引起摩擦面的升溫,可能會造成油膜變薄。若液壓油潤滑性下降,可能導致黏著磨損,進而造成油泵性能降低、壽命縮短或發生系統故障。所以,液壓油會添加極壓抗磨添加劑讓油品具備一定的抗磨性,使系統不容易損壞。

剪切安定性
液壓油在高壓、高速的工作環境下,經過泵、閥件、微孔時會受到強烈的剪切作用,這時液壓油中的高分子聚合物可能被剪斷,使油品黏度下降,當黏度下降到一定程度時就無法使用。所以,挑選時應注意油品剪切的安定性是否良好。

抗乳化性及水解安定性
液壓油在工作過程中,可能會混入水分或水氣。抗乳化指油品具有一定的分水性及不被乳化性。水解安定性是指油水混合後,油品抵抗水的反應能力。混入水分的液壓油會產生游離水,游離水可能會使油品中某些添加劑水解或產生對金屬元件腐蝕的物質。
因為液壓油會受到系統劇烈攪動,此時若水分進入,則油、水混合易形成乳化液,同時如有灰塵、顆粒等其他髒物混雜其中,更會促使油品的變質,並產生油泥及沉積物,使控制閥等元件阻塞或冷卻器性能下降。因此,挑選時要要求液壓油需具有良好的抗乳化性級水解安定性。

消泡性
液壓系統運作時油品經常會產生泡沫,當泡沫被油品流體攜入至系統中,就會大幅降低系統性能,最壞可能會導致氣蝕並破壞零件製程動作或液壓系統停滯。因此挑選油品時應挑選消泡性佳的油品。通常會適當加入添加劑防止油品夾帶空氣,或使氣泡容易通過流體溢出。

清潔及過濾性能
清潔過濾性能指的是液壓油中顆粒狀雜質及油泥、汙泥,通過濾網時的難易程度。若過濾性不佳,易通過液壓油或其他途徑侵,導致元件表面或精密部件劃傷。過濾性能不佳也容易黏著或卡住濾網,就會加速油品變質。

工程機械的液壓系統使用液壓油當作介質,液壓系統中油液流速不大但壓力較高,所以液壓油質量的優劣在一定程度上對液壓系統造成極大的影響。所以,選擇時應最少具備以下要求:
  • 合適的黏度及熱穩定性能高:確保在系統工作溫度發生變化時或長時間高溫運轉下,還能準確傳遞動力,並同時保持液壓元件的潤滑。
  • 良好防鏽性、抗氧化安定性:在高溫高壓下不易氧化變質,且使用壽命長。
  • 具良好的消泡性:油品在不斷的攪拌、擠壓的工作條件下,產生的泡沫容易消泡,同時又可保持動力穩定傳達,避免液壓油內有氣泡加速氧化。
  • 與油封相容性佳:大多數液壓系統的油封是橡膠或其他材質,在高溫作動下,相容性差的液壓油會使油封硬化、膨脹或產生裂縫。選用與油封相容性佳的液壓油可避免上述狀況,並減少維修及停工的成本。 
挑選油品時應注意本身油品的質量之外,
同時也須顧慮到系統的需求及要求,
如此才可挑選到合適於自己系統的液壓油品。

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※部分內容參考引用網路相關文獻及文章※
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