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矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液的应用
发布时间：2017-09-01
目前,我国煤矿井下液压设备用油仍然是矿物油品,由于这些油品属于易燃产品,若其一旦泄漏,将会给煤矿井下带来安全隐患,因此,开发出难燃矿用液压液替代矿物液压油具有重要意义。
根据井下液压设备对液压油的要求及矿物液压油的相关性能指标,研制出矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液,其物理性能近似于矿物液压油[1],具有优良的抗燃性和良好的润滑性,又具备优异的防锈性及长的使用寿命,可满足煤矿井下液压系统使用要求,具有很好的防火安全性[2],并在煤矿井下液压张紧装置上进行了应用,考察其使用性能,结果表明矿用水-乙二醇难燃液压液完全满足井下张紧装置液压系统的使用要求。
1样品的制备与应用
1・1矿用水-乙二醇难燃液压液的制备
矿用水-乙二醇难燃液压液的配方以水和乙二醇为基础组分,配方中含有稠化剂、润滑剂、防锈剂、腐蚀抑制剂和抗泡剂等多种添加剂。通过增稠剂、润滑剂等各种添加剂的合成、筛选和复配制备出产品[3]。表1给出46号矿用液压油和矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液的主要性能指标。
从表1数据可以看出,矿用水-乙二醇液压液歧管抗燃试验表明其难燃,属于HFC型难燃介质[4],而矿用46号液压油为易燃品。其主要性能指标也与46号矿用液压油指标相当,满足井下液压设备的需求。
1・2矿用水-乙二醇难燃液压液的应用
矿用水-乙二醇难燃液压液在井下胶带机张紧装置上应用,并和46号液压油对比分析。
1・2・1液压张紧装置的结构及参数
井下胶带液压张紧装置是通过46号矿用液压油作为传动介质,利用齿轮泵和液压油缸来传递动力。图1为液压自动张紧装置的结构,其结构参数如表2。
1・2・2考察内容
通过对其工作原理及水-乙二醇难燃液的性能指标的分析,主要从以下4个方面来考察难燃液在液压自动张紧装置上的使用情况:
(1)水-乙二醇难燃液压液是否能保证液压自动张紧装置正常运行。
(2)观测液压自动张紧装置的齿轮泵、密封及相关配件在试验过程中的工作状况,有无损坏情况发生。
(3)观测水-乙二醇难燃液压液的运行状况,温度、压力及黏度变化情况。
(4)分析在试验前后,水-乙二醇难燃液压液性能指标有无变化。
2结果与讨论
矿用水-乙二醇难燃液的黏度、黏度指数、润滑性是决定其使用性能的主要指标和因素。通过对实验室检测,矿用水-乙二醇难燃液压液各项性能指标满足标准要求[5],与矿用液压油的水平相当,完全可以满足部分井下液压设备的使用要求。润滑性是其重要的性能指标,水-乙二醇难燃液在设计程中充分考虑到这一要求,进行了特种润滑剂合成与复配,提高其抗磨、挤压性能。
通过四球机实验测试,新型矿用水-乙二醇难燃液PB值达到921N,与46号液压油水平相当,因此在齿轮泵运行过程中,可提供足够的润滑性能。在整个实验过程中,齿轮泵运行平稳无任何噪声,可正常提供动力,水-乙二醇难燃液的润滑性可充分保证设备泵站的正常运行(见表3)。反之,若产品的润滑性不够,就容易造成齿轮的过度摩擦、损坏,使得齿轮间泄漏量增大,从而容积效率下降,无法正常提供传动力。
黏度指数是液压液中的另一关键指标,反映液体黏度随温度的变化情况。黏度指数高,液压液的黏温性能好,液体黏度随温度的变化较小,能充分保障液压设备在运行过程中的容积效率[6],延长油泵的使用寿命;反之则其黏温性能低,随着温度升高泵的容积效率下降。从实验数据可以看出,水-乙二醇难燃液压液的黏度指数达到了210,远远大于46号液压油的黏度指数99。在实际使用过程中,液压系统会不断升温,较高的黏度指数,可保证系统更长时间的运行,从而提高生产效率。试验完毕后并对其各项性能进行了检测。表4给出了试验前后矿用水-乙二醇难燃液压液的性能指标。
从表4的数据可以看出,试验前后,矿用水-乙二醇难燃液压液黏度、黏度指数、润滑性等主要性能指标均无较大变化,这说明其有良好的稳定性及剪切安定性。有研究发现含有12~18原子的环氧烷烃不论与EO, EP或其共聚物封端,均可以极大地提高其增稠效果,而不使其黏度在剪切力作用下降低[7]。因此,在矿用水-乙二醇配方设计过程中,通过引入增稠剂筛选和复配提高其抗剪切性能,以保证其在使用过程中的稳定性。
在煤矿井下胶带张紧装置上的应用证明,新型矿用水-乙二醇难燃液压液具有与46号矿用液压油相当的性能指标,可满足液压设备的正常运行。
3结论
(1)新型矿用水-乙二醇难燃液压液,具有优良的性能指标,达到了矿用液压油的标准要求。其优良的润滑性、黏温性能,可保证液压设备的正常运行。
(2)试验前后的检测数据表明,新型矿用水-乙二醇难燃液具有良好的稳定性和抗剪切性能,可替代46号液压油用于井下胶带张紧装置。
摘自：中国计量测控网
