液压与气压传动第5版 国际标准S04406:1987。固体颗粒污染等级代号由斜线隔开的两个标号组成：第一个标号 表示1mL工作介质中大于5m的颗粒数，第二个标号表示1mL工作介质中大于15um的颗 粒数。按显微镜颗粒计数法或自动颗粒计数法取得颗粒计数数据。针对大于5um的颗粒数 16 规定为第一个标号，针对大于15um的颗粒数规定为第二个标号。两个标号间用斜线隔开。 颗粒数与其标号的对应关系见表1-5。例如：污染等级代号18/15表示在1mL给定工作介质 中大于5μm的颗粒有1300~2500个，大于15um的颗粒有160~320个。这种用双标号标志 的污染等级代号来说明实质性的工程问题是较科学的，因为5um左右的颗粒对堵塞元件缝 隙的危害最大，而大于15μm的颗粒对元件的磨损作用最为显著，用它来反映工作介质污染 度较为恰当，这种标准得到了普遍的采用。但是，现行的NAS1638和IS04406:1987标准 还有一个不足，它未报告小于5um的颗粒数，但由于现代液压和润滑元件的精密程度的提 表15颗粒数与其标号的对应关系(GB/T14039一1993) 1mL中颗粒数 1mL中颗粒数 标 标号 80000 160000 24 10 20 11 40000 80000 23 5 10 10 20000 40000 22 2.5 3 9 10000 20000 21 1.3 2.5 8 5000 L0000 20 0.64 1.3 7 2500 5000 19 0.32 0.64 6 1300 2500 18 0.16 0.32 5 640 1300 17 0.08 0.16 4 320 640 16 0.04 0.08 160 320 15 0.02 0.04 2 80 160 14 0.01 0.02 1 40 80 13 0.005 0.01 0 20 40 12 0.0025 0.005 0.9 高，摩擦副间隙变小，对微细颗粒更敏感，因而对油液清洁度的要求越来越高。绝对精度为 1~3μm的高精度过滤器早已应用于对油液清洁度要求高的液压系统。现有的油液污染等级 标准不能满足对油液高清洁度的要求。因此在IS04406:1999中已提出了修改意见，如采 用自动颗粒计数器测量油液污染颗粒时，建议增加一个反映大于2μm颗粒污染等级的代码， 采用三个代码表示油液的污染度。例如：污染等级18/16/13，其中第一个代码18表示每 1mL油液中尺寸大于4μm的颗粒数，第二数码16表示尺寸大于6μm颗粒数，第三个数码 13表示尺寸大于14μm的颗粒数。此外，IS04406:1999还取消了原有的0.9代码，增加了 25、26、27、28和大于28等5个代码，扩大了应用范围。如果采用显微镜测量油液污染颗 粒时，仍用两个代码表示油液污染等级，为了与前述表达方式保持形式上的一致，缺少的一 个代码以“*”（表示颗粒数太多而无法计数）或“一”（表示不需要计数）表示，如一/ 16/13等。鉴于液压技术的发展，我国即时修订了原来等价于IS04406:1987的GB/T 14039一1993，修订后为GB/T14039一2002，它等价于IS04406:1999。GB/T14039-2002
第一章液压传动基础知识 中的颗粒污染等级代码见表1-6。 表1-6GB/T14039一2002中的颗粒污染等级代码 每1ml的颗粒数 每1mL的颗粒数 代码 代码 大于 小于或等于 大于 小于或等于 17 2500000 >28 80 160 14 1300000 2500000 28 40 80 13 640000 1300000 27 20 40 12 320000 640000 26 10 20 11 160000 320000 25 5 10 10 80000 160000 24 2.5 9 40000 80000 23 L.3 2.5 8 20000 40000 22 0.64 1.3 7 10000 20000 21 0.32 0.64 6 5000 10000 20 0.16 0.32 5 2500 5000 19 0.08 0.16 4 1300 2500 18 0.04 0.08 3 640 1300 17 0.02 0.04 2 320 640 16 0.01 0.02 1 160 320 15 0.00 0.01 0 注：代码小于8时，重复性受液样中所测得的实际颗粒数的影响。原始计数值应大于20个颗粒，如果不可能，则该 尺寸范围的代码前应标注“≥”符号。 美国NAS1638污染等级分级标准见表1-7。按100mL工作介质中在给定的颗粒尺寸区间 内的最大允许颗粒数划分为14个等级，最清洁的为00级，污染最高的为12级。表1-8是 典型液压系统的污染等级。 表1-7美国NAS1638污染等级分级标准(100mL.工作介质中颗粒数) 尺寸 污染等级 范围 00 2 3 g 6 7 8 9 10 11 12 /um 100mL工作介质中所含履粒数 5-15 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 32000 64000 128000 2560005120001024000 15-25 22 44 89 178 356 712 1425 2850 5700 11400 22800 45600 91200 182400 25-50 4 8 16 32 63 126 253 506 1012 2025 4050 8100 16200 32400 50-100 1 2 3 6 11 22 45 90 180 360 720 1440 2800 5760 >100 0 0 1 2 16 32 64 128 256 512 1024 5.工作介质的污染控制 工作介质污染的原因很复杂，工作介质自身又在不断产生污染物，因此要彻底解决工作 介质的污染问题是很困难的。为了延长液压元件的寿命，保证液压系统可靠地工作，将工作 介质的污染度控制在某一限度内是较为切实可行的办法。 为了减少工作介质的污染，应采取如下一些措施：
液压与气压传动第5版 表1-8典型液压系统的污染等级 GB/T14039(1s04406) 12/913/1014/1115/1216/1317/14 18/15 19/1620/1721/1822/19 NAS1638 18 4 5 10 11 12 系统类型 污染极敏感的系统 何服系统 高压系统 中压系统 低压系统 低敏感系统 数控机床液压系统 机床液压系统 一般机器液压系统 行走机械液压系统 重型设备液压系统 重型和行走设备传动系统 冶金轧钢设备液压系统 1)对元件和系统进行清洗，清除在加工和组装过程中残留的污染物，液压元件在加工 的每道工序后都应净化，装配后应经严格的清洗。最后用系统工作时使用的工作介质对系统 进行彻底地冲洗，达到系统要求的污染度后，将冲洗液换掉，注入新的工作介质后，才能正 式运转。 2)防止污染物从外界侵入。油箱呼吸孔上应装设高效的空气滤清器或采用密封油箱， 工作介质应通过过滤器注入系统，活塞杆端应装防尘密封装置。 3)在液压系统合适部位装设合适的过滤器，并定期检查、清洗或更换。具体内容详见 第五章。 4)控制工作介质的温度。工作介质温度过高会加速其氧化变质，产生各种生成物，缩 短其使用期限。 5)定期检查和更换工作介质。定期对液压系统的工作介质进行抽样检查，分析其污染 度，如已不合要求，必须立即更换。在更换新的工作介质前，必须对整个液压系统彻底清洗 一遍。 第二节 液体静力学 液体静力学主要是讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。所谓“液体静 止”，指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现黏性而言，至于盛装液体的容器，不论 它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。 一、液体静压力及其特性 作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。单位质量液体受到的质量力称为单位质
第一章液压传动基础知识 量力，在数值上就等于加速度。表面力是由与液体相接触的其他物体（如容器或其他液体） 作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力，这是内 力。单位面积上作用的表面力称为应力，它有法向应力和切向应力之分。当液体静止时，液 体质点间没有相对运动，不存在摩擦力，所以静止液体的表面力只有法向力。液体内某点处 19 单位面积△A上所受到的法向力△F,称为压力p(静压力)，即 △F p=lim 440△A (1-6) 如法向力F均匀地作用于面积A上，则压力可表示为 P=A (1-7) 由于液体质点间的凝聚力很小，不能受拉，只能受压，所以液体的静压力具有两个重要 特性： 1)液体静压力的方向总是作用面的内法线方向。 2)静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。 二、液体静压力基本方程 1.静压力基本方程 在重力作用下的静止液体，其受力情况如图1-4所示，除了液体的重力、液面上的压 力P。以外，还有容器壁面对液体的压力。现要求得液体内离液面深度为h的A点处压力， 可以在液体内取出一个通过该点的底面，底面积为△A的垂直小液柱，如图1-4b所示。小液 柱的上顶与液面重合，这个小液柱在重力及周围液体的压力作用下，处于平衡状态，于是有 P△A=P△A+FG 这里的Fc即为液柱的自重，Fc=Pgh△A,所以有 P=Po+pgh (1-8) 式中，g为重力加速度。 式(1-8)即为液体静压力的基本方程，由此式可知： 1)静止液体内任一点处的压力由两部分组成，一部分是液面上的压力P0,另一部分是 Pg与该点离液面深度h的乘积。当液面上只受大气压P。作用时，点A处的静压力则为 p=p.+pgh (1-9) 2)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度h的增加而线性地增加。 3)连通器内同一液体中深度相同的各点压力都相等。由压力相等的点组成的面称为等 压面。在重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。 2.静压力基本方程式的物理意义 如图1-5所示的盛有液体的密闭容器，液面压力为Po,选择一基准水平面Ox,根据静 压力基本方程式可以确定距液面深度h处的A点的压力P,即 p=Po+pgh=po+pg (zo-z) 式中，0为液面与基准水平面的距离；：为液体内点A与基准面间的距离。 整理后得
液压与气压传动第5版 卫+z= Po +20=常数 pgpg 或 20 Po 卫+g +20g=常数 (1-10) t9t IA△A PAA b) 图1-4重力作用下的静止液体 图1-5静压力基本方程式的物理意义 这是液体静压力基本方程式的另一种形式。其中zog表示A点的单位质量液体的位能；p/p 表示A点的单位质量液体的压力能。 如果在与A点等高的容器壁上，接一根上端封闭并抽去空气的玻璃管，可以看到在静 压力的作用下，液体将沿玻璃管上升至高度h。,根据式(1-10)可得到 卫+g=g+hn6 所以 h。sP pg 这说明点A处的液体质点由于受到静压力的作用而具有mgh。的势能。单位质量液体具 有的位（势）能为h.g。以上关系对B点也相同。 式(1-10)说明了静止液体中单位质量液体的压力能和位能可以互相转换，但各点的总 能量却保持不变，即能量守恒，这就是静压力基本方程式中包含的物理意义。 三、压力的表示方法及单位 压力的表示方法有两种：一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力；另 一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。由于大多数测压仪表所测得的压 力都是相对压力，故相对压力也称表压力。绝对压力与相对压力的关系为 绝对压力=相对压力+大气压力 如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时在这个点上的绝对压力比大气压力小 的那部分数值叫作真空度。即