低溫對液壓介質的影響及解決措施

陳新峰

（河北港口集團港口機械公司黃驊項目部，河北秦皇島066000）

1 引 言

我國南北氣溫相差巨大，一月份氣溫在-18℃以下的地方占全國56%，局部地方在-50℃以下，低溫將導致液壓設備中的液壓油凍結，尤其是在夜間設備長時間停止作業(yè)的狀態(tài)下。由于溫度降低，導致油液黏度增加，黏性阻力損失增加，液壓設備不能動作，進而使設備不能正常運行，影響生產并導致安全隱患。本文探討了低溫對液壓介質的影響及解決措施。

2 低溫對液壓介質的影響分析

一般的液壓介質主要有礦物油性液壓油、高黏度液壓油、磷酸酯高水基液壓液、合成脂、水-乙二醇等。液體的黏度是指它在單位速度梯度下流動時單位面積上產生的內摩擦力。黏度是衡量液體黏性的指標。黏度可以分為動力黏度和運動黏度兩種。就物理意義來說，運動黏度不是一個量，但習慣上常用它來標志液體黏性。港口使用的液壓介質是礦物油性液壓油，有32 號、46 號、68 號和100 號液壓礦物質油等等，數字代表黏度，數字越大黏度越高。一般情況下冬季用稀點的，夏季用稠點的，所有液壓介質的黏度均隨溫度的升高而降低。每種液壓介質均有自身的黏度隨溫度變化規(guī)律，即黏溫特性，圖1 為礦物質性液壓油的黏溫特性曲線。油液的黏度過大或過小都不行，黏度過大將導致黏性阻力增加，溫升增加，泵的輸入性能降低，甚至致使油泵吸空，啟動困難甚至產生氣蝕。

3 解決措施

由于低溫對液壓系統(tǒng)產生了嚴重影響，所以我們必須在冬季提高液壓系統(tǒng)中介質的溫度。根據現場的情況及設備的運行狀態(tài)，我們可采用以下措施：

（1）如果當地冬季的溫度不是很低，或者液壓油箱在室內，可以用厚棉被包裹液壓油箱；另一種方法就是往油箱中加入加熱器，根據油箱的容積V、液壓系統(tǒng)的介質及輸入的熱量，可以選擇適當的加熱器，由于周圍溫度低于系統(tǒng)溫度而有熱量散發(fā)，則加熱器的輸入熱量計算如下［4］：

圖1 礦物質性液壓油的黏度隨溫度的變化曲線

式中，PW為輸入的熱量，kW；V 為油箱中需要加熱的油量，dm2；C 為比熱，kWh/kgK；ρ 為 比重，kg/dm3；T1為 所希望的油液溫度，℃；T2為周圍溫度，℃；Z 為加熱時間，h。其中C 及ρ 見表1。

（2）在液壓系統(tǒng)管路和液壓油缸上采用“電伴熱保溫”措施。電伴熱保溫的工作原理是通過伴熱媒體散發(fā)一定的熱量, 通過直接或間接的熱交換補充伴熱管道的損失,以達到升溫、保溫或防凍的目的。電伴熱保溫具有經濟、節(jié)能、無污染等特點，液壓系統(tǒng)中管路和油缸的油液能迅速提高溫度，達到系統(tǒng)的工作要求。

（3）如果夜間長時間停止作業(yè)，我們可以讓設備操作人員使設備周期性空載動作，這樣可以讓液壓油液循環(huán)，提高系統(tǒng)中油液溫度，防止油液凝固影響生產作業(yè)。

（4）一般液壓系統(tǒng)中都有手動裝置，即人工操縱液壓系統(tǒng)工作，如果因為系統(tǒng)中油液溫度太低，致使設備不能動作，我們可以使用手動裝置即手動泵將液壓系統(tǒng)油箱的油液與執(zhí)行元件中的油液進行交換；或者使液壓執(zhí)行元件的狀態(tài)改變，進而使液壓系統(tǒng)啟動，則設備可進行正常運行。

4 結 語

本文通過分析低溫對液壓介質黏度的影響，針對因低溫而產生的一些設備故障，根據現場情況提出了一些改進措施及方法，可減少冬季液壓設備故障，提高生產效率。

表1 比熱C 及比重ρ

［1］ 機械設計編委會.機械設計手冊/液壓傳動與控制［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

［2］ 李壯云.液壓元件與手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2005：404.

［3］ 雷天覺.新編液壓工程手冊［M］.北京：北京理工大學出版社，1998.

［4］ 博世力士樂.動力站標準-換熱器-加熱器（AB32-10）［Z］.