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基于环境保护因素的新型水基液探讨
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2018/7/2 17:10:38  

摘要:随着新型材料的不断研发应用,纳米材料也被选择融入到液压介质的生产当中,尤其作为水液压添加剂,以水作为基础媒介,把新型固体可溶性纳米材料加入水中,通过系列高温高压及搅拌工序,充分融合,成为新型“水基—纳米液压油”。

关键词:液压; 工作介质; 环保; 水基液

一、概述

在现代工业生产过程中,利用液压系统传动装置作为能量传递、转换的工具和方式,正被越来越广泛的应用。液压油是液压传动系统发挥功能的最主要传递媒介,不仅具有能量输送转移的功效,还兼备润滑油的作用特征,例如,润滑各齿轮和缸体活塞之间的做功,减少摩擦对设备部件造成的损耗,隔绝空气,防止对金属的锈蚀氧化,通过油类介质的低燃性,快速带动热量的传导挥发,具有良好的散热性能。随着新型材料的不断研发应用,纳米材料也被选择融入到液压介质的生产当中,尤其作为水液压添加剂,以水作为基础媒介,把新型固体可溶性纳米材料加入水中,通过系列高温高压及搅拌工序,充分融合,成为新型“水基—纳米液压油”。

二、液压产品的分类

虽然市场上销售流通的液压产品种类繁多,但就其生产用主要媒介而言,可分为三大类,即以矿石提取物为生产原料的矿物液压油,以液态呈现的高浓度型乳化液压油,以及多种原料混合制成的合成液压油。

(一)矿物液压油

作为普遍适用,且容易生产的液压产品,矿物液压油被广泛认可接受。为了安全环保,提高油脂产品的循环利用,可通过回收机械油进行提炼加工,按照一定的比例适当加入工业添加剂,使其主要特性指标,如润滑性、稳定性、腐蚀性及粘稠度等均能达到标准要求。

根据矿物液压油的功能特性与适用范围,还可细分为抗磨液压油、普通液压油和导轨液压油。

1.抗磨液压油

一般情况下,选择较为中性的优质矿物油进行加工生产抗磨液压油,为了丰富油脂特性和功能,可通过加入抗氧化剂来防止机械设备氧化锈蚀,加入润滑因子防止表面磨损,延长使用寿命等方式,提高产品在工业需求方面的市场竞争力。

2.普通液压油

在精密仪器的机床加工中,通常采用普通液压油作为基础用油,其主要原材料选用汽轮机油等制品进行提炼,通过加入为了达到特定目的的添加剂,来满足工业生产需要,此类液压油较于同类产品拥有更好的粘温性,适用于精密机加工的液压系统。其缺点是凝点较低,一般为-10℃,因此,在使用存放过程中要确保适度的温度控制,保证工作环境温度达到0℃以上,以便充分发挥液压传动作用。

3.导轨液压油

导轨液压油,顾名思义,是用于导轨的液压传动与轨面润滑,其基础原料是抗磨液压油,通过加入油性剂增加其粘稠度,使其具有油类特征,添加减摩剂降低部件运动时的摩擦阻力,因此,导轨液压油属于复合型工业液压用油,兼具多种产品的优良特性与功能。

(二)乳化液压油

乳化液压油根据产品原料的浓度配比占比多少,可分类为以水为主的“水包油乳化液”,和以油为主的“油包水乳化液”等两种类型,由于其适用的温差范围较小,且需要连续不断的大量供液,通常被用于矿山生产的采煤机液压支架,和超前打设支护的单体液压支柱时使用。

1.水包油乳化液

水包油乳化液由于生产配比时水油占比不同,通常用95%的水,添加5%的油性溶剂进行调和,由于以水作为基础媒介,因此,具有较好地流动特性,利于传导热量、较易冷却,且不易燃烧等优良特点,普遍适用于如煤矿井下生产的液压传动系统中。

2.油包水乳化液

油包水乳化液与水包油乳化液生产原理相同,不同于水油之间的配比关系,其水油比为2:3,以矿物油为主要原材料,具有多数油类产品的优良特性,如抗阻燃、润滑效果好、防锈抗氧化等优点,其+5℃~+50℃较宽泛的温度适用区间,也为产品打开了销路,被金属冶炼、煤矿生产、油类深加工等产业广泛应用。

(三)合成液压油

合成液压油主要通过化学原料以化学反应的方式进行生产加工,其良好的抗阻燃性与高效润滑性,被广泛应用到轮机制造、金属冶炼、民航客机的配件加工与液压传动系统当中,主要产品有磷酸酯液、高水基液和水-乙二醇等。

1.磷酸酯液

磷酸酯液主要是把工业添加剂加入到磷酸酯油中混合制成。该产品由于自身燃点较高,可达到+130℃,最低适应温度可降至-50℃,因此,具有很好的阻燃性,可用于具有高温高压要求的精密机加工液压系统中。

2.高水基液

高水基液由较高的水量配比制作而成,水作为主要溶剂,占比达到95%,其他添加剂占比只有5%,主要成分有防锈剂和油性剂等。此类产品具有热传导性能优越、节能环保等优点,同时,由于水基过高,不具备良好的油类润滑性能,且长时间放置会出现添加剂的析出,与水分离产生分层的现象,不适用于高压液压传动系统。

3.水-乙二醇

水-乙二醇主要由水作为基础溶剂,占比约为30%-50%,然后添加以丙乙醇和乙二醇等聚合物为主的融合剂,加入其它特性化添加剂制成。由于其适用-5℃~+50℃的温控区间,因此,较适宜冶金行业等中低压要求的液压系统。

三、液压媒介的性质

目前,在我国煤矿生产中,采煤工作面液压系统选用的液压原料主要为合成型液压油,均以矿物性油作为基础载体,与其他类型的添加剂与活性剂以1:1的比例进行调剂配比,综上所述,针对煤矿生产井下使用的液压油通常采用乳化液压油和矿物液压油等原材料,供给单体支柱和采煤工作面液压支架的动能支撑作用。由于操作支架时需要单一液压油的供给,因此,对油脂纯度与净化要求非常高,但受到井下现场施工环境与操作阀体本身的条件限制,当液压油混入杂质,或纯度不高时,往往会造成管路和阀座的堵塞,导致液压系统无法正常运转,同时,在使用过程中,由于受到高温、高压与密封环境的影响,低凝点的油脂很容易产生分离析出,即出现油类物质从水体中分离出的现象,其分离出的粘稠物会堵塞过滤网,造成管路局部压力过大,而需要提供能量的地方缺少动力供给而卸载的情况发生,且在乳化液分解的过程中,会伴随产生一些副产品,具有一定的污染性,造成地下水体与排污水的二次污染,因此,解决液压油的生产供给,与使用后的环保型产物研究的问题十分重要。

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