超高压液压技术的探讨

　　0 引言

　　在工程应用中的液压系统通常采用的压力为35MPa 以内， 因为在这个压力下液压元件和液压系统具有较高的技术经济性。 但在某些场合， 诸如金属挤压、液压成形、粉末冶金、人造金刚石合成、超高压射流加工和耐压试验等方面采用的压力通常在 100MPa 左右，有的甚至在 600MPa 以上。 当液压系统或液压机械的压力超过 82MPa 时，通常称为超高压压力。在这一压力域中，有着许多一般液压技术所未予考虑的特殊性。这些特殊性即形成了独特的超高压液压技术。

　　1 超高压小流量

　　超高压液压技术主要发挥超高压液压压力的优势和威力。 当超高压液压机械或系统以一定的功率工作时，由于使用的压力很高，所以流量就很小，其流量一般在 1L／min 左右。 以极高的压力在很小的流量下工作是超高压液压技术的一大特征。 目前，以流体为传动介质的机械中采用的压力值已高达 1 400MPa 以上。 在以流体为静压介质的应用中，所采用的压力值则更高，可达 2 400MPa 以上。

　　2 采用柱塞副结构

　　超高压压力是对液体介质实施强大作用力产生的，为保证产生超高压的构件强度和刚度，在超高压泵和增压器中，升压元件几乎都采取了柱塞副的结构形式。 同时，柱塞副对超高压力下的密封也具备良好的适应性。

　　3 要求专用液压介质

　　一般液压油在超高压力下流动性锐减， 体积压缩量不可忽略， 后者在极大程度上影响着系统的容积效率。 所以一般液压油在超高压力下难以正常工作，应该选用在超高压力下具有良好流动性和最小体积压缩量的特殊专用介质。 超高压力下液体介质稠化与否取决于它的超高压黏度特性； 超高压力下液体介质的压缩量和弹性则取决于它的体积弹性模量。 体积弹性模量越高则介质体积压缩量和弹性越小。

　　一般情况下大多数矿物油在高于 400MPa 压力下呈稠脂状。 但 60％的煤油和 40％的变压器油混合，在1 000MPa 压力时仍能很好工作。 丙三醇(即甘油)是一种良好的超高压液压用介质，它在 1 400MPa 压力下也能保持良好的流动性，并且还具有很高的体积弹性模量。通常它以水—甘醇混合液的形式实际应用， 水虽然具有很高的体积弹性模量，但由于水会锈蚀金属，并且不易密封，故主要用于耐压试验。

　　能用于超高压系统的介质还有蓖麻油、 凡士林油等。 除此之外，混合介质的应用常能获得较理想的效果，如蓖麻油-酒精、蓖麻油-矿物油混合液在 700～1 000MPa 压力下仍能保持良好的流动性。

　　4 要求严格的密封

　　在超高压力下要求所有的密封环节和元件都具有很高的强度，否则极易击穿。 由于液压介质在升压过程中会释放热量，致使密封环节和密封部位瞬时升温，所以超高压力下的密封也必须具有良好的耐热性。