液壓系統振動與雜訊的分析與對策

tags:    時間:2014-03-11 14:03:36
液壓系統振動與雜訊的分析與對策簡介
      摘要 分析了液壓系統振動與雜訊的基本原因,同時對防止或減小振動與雜訊提出了相應對策。  關鍵詞 液壓系統 振動與雜訊 分析與對……
液壓系統振動與雜訊的分析與對策正文
    


摘要 分析了液壓系統振動與雜訊的基本原因,同時對防止或減小振動與雜訊提出了相應對策。 

關鍵詞 液壓系統 振動與雜訊 分析與對策 

聲音超過70dB便成為雜訊,使人聽起來極不舒服,甚至使人煩燥不安,雜訊作為污染已經日益受到人們的重視。由於液壓系統的振動和雜訊本身不可避免,而且近幾年,隨著液壓技術向高速、高壓和大功率方向的發展,液壓系統的雜訊也日趨嚴重,並且成為妨礙液壓技術進一步發展的因素,因此研究和分析液壓雜訊和振動的機理,從而減少與降低振動和燥聲,並改善液壓系統的性能,有著積極而深遠的意義。 

1 液壓系統雜訊源 

在液壓傳動系統中,各元件或部件產生雜訊和傳遞雜訊程度不同,表1列出了液壓元件或部件產生和傳遞雜訊的名次。 

表1 液壓元(部)件產生和傳遞雜訊名次表 

元件與部件名稱 液壓泵 溢流閥 壓力閥@ 節流閥 方向閥 液壓缸 油箱 管路 
產生雜訊的名次 1 2 3 4 5 5 5 6 
傳遞雜訊的名次 2 3 3 4 3 2 1 2 

註:表中@指的是溢流閥之外的壓力控制閥 

由於液壓系統的雜訊不只一種,因此最終表現出來的是其合成值,一般來講,液壓系統的雜訊不外乎機械雜訊和流體雜訊兩種,下面予以分析說明。 

1.1 產生機械雜訊的原因及控制方法 

機械雜訊是由於零件之間發生接觸、撞擊和振動而引起的。 

① 迴轉體的不平衡 
在液壓系統中,電動機、液壓泵和液壓馬達都以高速迴轉,如果它們的轉動部件不平衡,就會產生周期性的不平衡力,引起轉軸的彎曲振動,因而產生雜訊,這種振動傳到油箱和管路時,發出很大的聲響,為了控制這種雜訊,應對轉子進行精密的動平衡實驗,並注意盡量避開共振區。 

② 電動機雜訊 
電動機雜訊主要是指機械雜訊、通風雜訊和電磁雜訊。機械雜訊包括轉子不平衡引起的低頻雜訊,軸承有缺陷和安裝不合適而引起的高頻雜訊以及電動機支架與電動機之間共振所引起的雜訊。控制的方法是,軸承與電動機殼體和電動機軸配合要適當,過盈量不可過大或過小,電動機兩端蓋上的孔應同軸;軸承潤滑要良好。 

③ 聯軸器引起雜訊 
聯軸器是液壓泵與電動機之間的連接機構,如果電動機和液壓泵不同軸以致聯軸器偏斜,則將產生振動與雜訊。因此在安裝時,兩者應保持在最小範圍內。 

1.2 產生流體雜訊的原因及控制方法 

在液壓系統中,流體雜訊占相當大的比例。這種雜訊是由於油液的流速、壓力的突然變化以及氣穴等原因引起的。 

① 液壓泵的流體雜訊 
液壓泵的流體雜訊主要是由泵的壓力、流量的周期性變化以及氣穴現象引起的。在液壓泵的吸油和壓油循環中,產生周期性的壓力和流量變化,形成壓力脈動,從而引起液壓振動,並經出口向整個系統傳播。同時液壓迴路的管道和閥類將液壓泵的壓力反射,在迴路中產生波動,使泵產生共振,發出雜訊;另一方面,液壓系統中(指開式迴路)溶解了大約5%的空氣。當系統中的壓力因某種原因而低於空氣分離壓時,其中溶解於油中的氣體就迅速地大量分離出來,形成氣泡,這些氣泡遇到高壓便被壓破,產生較強的液壓衝擊。對於前者的控制辦法,設計時齒輪模數盡量取小,齒數盡量取多,缺載槽的形狀和尺寸要合理,柱塞泵的柱塞個數應為奇數,最好為7~9個,並在進、排油配流盤上對稱開上三角槽,以防柱塞泵的困油。為防止空氣混入, 

2 降低液壓系統雜訊的措施 

為減少雜訊,必須對雜訊源進行實際調查,測量分析液壓系統的聲壓級,進行頻率分析,從而掌握雜訊源的大小及頻率特性,採取相應辦法,具體列舉如下: 

① 使用低雜訊電機;並使用彈性聯軸器,以減少該環節引起的振動和雜訊; 
② 在電動機,液壓泵和液壓閥的安裝面上應設置防振膠墊; 
③ 盡量用液壓集成塊代替管道,以減少振動; 
④ 用蓄能器和橡膠軟管減少由壓力脈動引起的振動,蓄能器能吸收10 Hz以下的雜訊,而高頻雜訊,用液壓軟管則十分有效; 
⑤ 用帶有吸聲材料的隔聲罩,將液壓泵罩上也能有效地降低雜訊; 
⑥ 系統中應設置放氣裝置。  

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