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液壓噪聲的分析

文章附圖
一 液壓噪聲分析

1.液壓泵或馬達的噪聲
(1)吸空現象是造成液壓泵噪聲過高的主要原因之一。當油液中混入空氣后,易在其高壓區形成氣穴現象,并以壓力波的形式傳播,造成油液振蕩,導致系統產生氣蝕噪聲。
其主要原因有:
1.液壓泵的濾油器、進油管堵塞或油液粘度過高,均可造成泵進油口處真空度過高,使空氣滲入。
2.液壓泵、先導泵軸端油封損壞,或進油管密封不良,造成空氣進入o 3.油箱油位過低,使液壓泵進油管直接吸空。
當液壓泵工作中出現較高噪聲時,應首先對上述部位進行檢查,發現問題及時處理。
(2)液壓泵內部元件過度磨損,如液壓泵的缸體與配流盤、轉子與葉片配合件的磨損、拉傷,使液壓泵內泄漏嚴重,當液壓泵輸出高壓、小流量油液時將產生流量脈動,引發較高噪聲。此時可適當加大先導系統變量機構的偏角,以改善內泄漏對泵輸出流量的影響。
液壓泵控制流量的活塞也會因局部磨損、拉傷,使活塞在移動過程中脈動,造成液壓泵輸出流量和壓力的波動,從而在泵出口處產生較大振動和噪聲。此時可對磨損、拉傷嚴重的元件進行刷鍍研配或更換處理。
(3)液壓泵配流盤也是易引發噪聲的重要元件之一。配流盤在使用中因表面磨損或油泥沉積在卸荷槽開啟處,都會使卸荷槽變短而改變卸荷位置,產生困油現象,繼而引發較高噪聲。在正常修配過程中,經平磨修復的配流盤也會出現卸荷槽變短的后果,此時如不及時將其適當修長,也將產生較大噪聲。在裝配過程中,配流盤的大卸荷槽一定要裝在泵的高壓腔,并且其尖角方向與缸體的旋向須相對,否則也將給系統帶來較大噪聲。
2.溢流閥的噪聲
溢流閥易產生高頻噪聲,主要是先導閥性能不穩定所致,即為先導閥前腔壓力高頻振蕩引起空氣振動而產生的噪聲。
其主要原因有:
(1)油液中混入空氣,在先導閥前腔內形成氣穴現象而引發高頻噪聲。此時,應及時排盡空氣并防止外界空氣重新進入。
(2)針閥在使用過程中因頻繁開啟而過度磨損,使針閥錐面與閥座不能密合,造成先導流量不穩定、產生壓力波動而引發噪聲,此時應及時修理或更換。
(3)先導閥因彈簧疲勞變形造成其調壓功能不穩定,使得壓力波動大而引發噪聲,此時應更換彈簧。
3.液壓缸的噪聲
(1)油液中混有空氣或液壓缸中空氣未完全排盡,在高壓作用下產生氣穴現象而引發較大噪聲。此時,須及時排盡空氣。
(2)缸頭油封過緊或活塞桿彎曲,在運動過程中也會因別勁而產生噪聲。此時,須及時更換油封或校直活塞桿。
4.管路噪聲
管路死彎過多或固定卡子松脫也能產生振動和噪聲。因此,在管路布置上應盡量避免死彎,對松脫的卡子須及時擰緊。

二、液壓系統振動和噪聲的產生原因及消除措施
  1. 振動和噪聲的來源
  2. 造成液壓系統中的振動和噪聲來源很多,大致有機械系統,液壓泵,液壓閥及管路等幾方面。 機械系統的振動和噪聲 機械系統的振動和噪聲,主要是由驅動液壓泵的機械傳動系統引起的,主要有以下幾方面。
1)回轉體的不平衡 在實際應用中,電機大都通過聯軸節驅動液壓泵工作,要使這些回轉體做到完全的動平衡是非常困難的,如果不平衡力太大,就會在回轉時產生較大的轉軸的彎曲振動而產生噪聲。
2)安裝不當 液壓系統常因安裝上存在問題,而引起振動和噪聲。如系統管道支承不良及基礎的缺陷或液壓泵與電機軸不同心,以及聯軸節松動,這些都會引起較大的振動和噪聲。
2.液壓泵(液壓馬達)通常是整個液壓系統中產生振動和噪聲的最主要的液壓元件. 液壓泵產生振動和噪聲的原因,一方面是由于機械的振動,另一方面是由于液體壓力流量積聚變化引起的.
1)液壓泵壓力和流量的周期變化
液壓泵的齒輪,葉片及拄塞在吸油,壓油的過程中,使相應的工作產生周期性的流量和壓力的過程中,使相應的工作腔產生周期的流量和壓力的變化,進而引起泵的流量和壓力脈動,造成液壓泵的構件產生振動,而構件的振動又引起了與其相接觸的空氣產生疏密變化的振動,進而產生噪聲的聲壓波傳播出去.
2)液壓泵的空穴現象
液壓泵在工作時,如果液壓油吸入管道的阻力過大,此時,液壓油來不及充滿泵的吸油腔,造成吸油腔內局部真空,形成負壓.如果這個壓力恰好達到了油的空氣分離壓力時,原來溶解在油液內的空氣便會大量析出,形成游離狀態的氣泡.隨著泵的動轉,這種帶有氣泡的油液轉入高壓區,此時氣泡由于受到高壓而縮小,破裂和消失,形成很高的局部高頻壓力沖擊
3)液壓泵內的機械振動
液壓泵是由很多的零件構件的,由于零件的制造誤差,裝配不當都有可能引起液壓系統的振動和噪聲 3、液壓閥的振動和噪聲 液壓閥產生的噪聲,因閥的種類,使用條件等具體情況不同而有所不同。按其發生的原因大致可分為機械聲和流體聲兩大類。
(1)機械聲 大部分的液壓閥都由閥芯,閥體,調控零件,緊固件,密封件等幾部分組成,他是通過外力使閥芯產生運動,閥芯運動至相應位置使液流發生改變,滿足工作要求。在這一過程中,閥內可動零件的機械接觸產生噪聲。
(2)流體聲 由于液壓閥在進行節流,換向,溢流時,使閥體內液流的流量,方向以及背壓發生種種變化,導致閥件及管道的壁面產生振動,從而產生噪聲。按其產生壓力振動的原因又可分為氣穴聲,流動聲,液壓沖擊聲和震蕩聲。 管路的振動和噪聲 這主要是由于泵,閥等液壓元件的振動在管路上相互作用引起的。研究表明,當管路的長度恰好等于振動壓力波長一半的整數倍時,管路會產生強烈的高頻噪聲。
此外,外部震源也可能引起管路共振;而當管路的截面積突然變化(急劇擴大和縮小或急轉彎)時,都會使其中的液流發生變化,易產生紊流而發出噪聲。
防止油中混入空氣 液壓系統往往在運轉開始的一段時間內噪聲較小,一定時間后,噪聲增大,若此時觀察油箱中的液壓油,可發現液壓油變為了黃色,這主要是由于油中混入微小氣泡,故此變色。對于這種情況主要從二個方面采取措施,一是從根本上解決,防止空氣混入。二是盡快排除混入油體的空氣。
具體方法為:
1泵的吸油管接頭密封要嚴,防止吸入空氣;
2合理設計油箱。 防止液壓閥產生空穴現象 液壓閥的空穴現象的產生,主要作到使泵的吸油阻力盡量減小。常用的措施包括,采用直徑較大的吸油管,大容量的吸油濾器,同時要避免濾油器堵塞;泵的吸油高度應盡量變小。
防止管道內紊流和旋流的產生
在對液壓系統管路進行設計時,管道截面應盡量避免突然擴大或收縮;如采用彎管,其曲率半徑應為管道直徑五倍以上,這些措施都可有效的防止管路內紊流和旋流的產生。
采用蓄能器或消聲器吸收管道內的壓力脈動
管道內的壓力脈動是系統產生振動和噪聲主要原因。在液壓回路中設置蓄能器,可以有效地吸收振動,而在發生振動部位附近設置消振器也可有效地減少系統振動。
避免系統發生共振
在液壓系統中常會發生振源(如液壓泵,液壓馬達,電機等)引起底板,管道等部位產生共振;或是泵,閥等道等元件的共振而造成較大的噪聲。對于這種現象,可通過改變管道的長度來改變管道的固有振動頻率,以及對一些閥的安裝位置進行改變措施來消除。
隔離振動
對于液壓系統中的主要振源(泵,電機)常采用加裝橡皮墊或彈簧等措施,使之與底板(或油箱)隔離,也可采用將振源裝在底板上與整個系統隔離的辦法,這些都可收到良好的減振降噪的效果。