液压系统常见振动与噪声的分析与解决措施.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N o ． 1 ． 2 0 1 1 液压系统常见振动与噪声的分析与解决措施 李 丽云 湖南机电职业技术学院 ， 湖南长沙4 1 0 1 5 1 摘要 本文分析 了液压 系统常见振 动与噪声产生 的基本机理 ， 同时对防止或减小振动与噪声提出 了相应措施 。 关键词 液压系统 ； 振动 ； 噪声 ； 分析 ； 措施 中图分类号 T H1 3 7 ． 7 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 1 0 0 0 5 0 2 An a l y s i s a n d M e a s u r e o n Commo n Vi b r a t i o n a n d No i s e i n Hy d r a u l i c S y s t e m LI Li - y un H u n a n Me c h a n i c a l E l e c t r i c a l P o l y t e c h n i c ，C h a n g s h a 4 1 0 1 5 1 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r g i v e s a n a n a l y s i s o n t h e me c h a n i s m a b o u t c o mmo n v i b r a t i o n a n d n o i s e g e n e r a t e d i n h y d r a u l i c s y s t e m a n d p r o v i d e s t h e r e l a t e d me a s u r e s t o p r e v e n t o r r e d u c e v i b r a t i o n a n d n o i s e ． Ke y W o r ds h y d r a u l i c s y s t e m ； v i b r a t i o n； n o i s e； a n a l y s i s ； me a s u r e U 日 lJ吾 噪声是一种污染， 对人们的健康十分有害 ， 由于液 压系统在工作时的振动和噪声本身不可避免 ，随着液 压技术向高速 、 高压和大功率的方 向发展 ， 产生的噪声 也 1 3 趋 严重 。液压 系统 的 噪声 制 约着 液 压 技术 的发 展 和应用 。 因此研究和分析液压振动和噪声的机理 ， 从而 减少与降低振动和噪声 ， 改善液压系统的性 能， 有着积 极而深远的意义。液压系统 中的振动和噪声常常 出现 在液压泵 、 电动机 、 液压缸及各种控制 阀上 ， 有时也表 现在泵、 阀与管路以及辅助元件的共振上 。下面对液压 系统振动和噪声产生的机理进行分析 ，并提出预防和 解决措施。 1 液压泵 的振 动与噪声及解决措施 1 ． 1 液压泵的流体噪声 流体噪声主要是由泵的流量脉动和压力脉动以及 气穴现象引起的。 1 在液 压泵 的吸 油 和压 油 循 环 中 ， 由 于压 油腔 的 油压高 、 吸油腔的油压低 ， 产生周期性的压力和流量变 化 ， 形 成 压 力 脉 动 ， 从 而 引起 液 压 振 动 ， 并 经 出 口 向整 个系统传播 。同时液压油流通 时引起液压 回路的管道 和阀类将液压泵 的压力反射 ， 在回路 中产生波动 ， 使泵 产生共振 ， 发出噪声。其解决的方法就是设计时齿轮泵 齿数尽量取多 ， 模数尽量取小 。 在两侧泵盖上开的卸载 槽形状和尺寸要合理设计 ，尽量减少困油就可减少压 收稿 日期2 0 1 0 - 0 7 1 9 作者简介 李丽云 ， 女 ， 湖南 邵阳人 ， 就职于湖南机电职业技术学院 。 力波动 ； 柱塞泵的柱塞个数应 为奇数 ， 奇数柱塞的脉动 率远小于偶数柱塞的脉动率 ，最好为 7 、 9和 l 1 个 ， 并 在进 、 排油配流盘上对称开上三角槽吸 、 排 油窗 口， 以 防柱 塞泵 的 困油 2 液压 系统 中气穴现象是造成液压泵噪声过高 的原因之一。液压系统在液流 中， 如果某一点的压力低 于相应温度 的液体饱和蒸汽压力时，液体就会加速汽 化 ， 形成大量气泡 ； 当压力低 于空气分 离压时 ， 原来溶 解于油中的气体也会游离 出来 ， 形成气泡 ， 大量的气泡 破坏 了液流 的连续性 。 造成流量和压力脉动 ， 气泡随液 流进入高压 区时又急剧破灭 ， 产生较强 的液压 冲击 ， 从 而引起液压系统 的振动和噪声。其产生 的主要原 因有 ①液压泵 的滤油器 、 进油管堵塞 、 泵轴端油封损坏或进 油管密封不 良， 均可造成泵进油 口处真空度过高 ， 使空 气渗入； ②泵的安装高度过大， 吸油管直径太小， 吸油 阻力太大 ， 或液压泵转速过高 ， 吸油不充分 ， 造成泵人 口处的真空度过大； ③油箱油位过低， 使液压泵进油管 直接吸入空气等。其解决的方法就是为吸收液压泵及 压力脉动 ， 可在液压泵的 出口安装消音器 ， 防止泵产生 气穴现象 ， 可采用直径较大的吸油管 ， 减小管道局部阻 力 ； 另如果发现液压泵工作中出现较高噪声时 ， 应对上 述部位进行检查 。 如有 问题及时处理。 1 ． 2液压 泵 的机械 噪 声 机械噪声主要是 由于液压泵 内部元件过度磨损引 起 的。 液压泵 内部元件过度磨损 ，如齿轮泵 中齿轮与齿 轮、 齿轮与泵体、 齿轮端面与泵盖等的机械磨损 ； 柱塞 5 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 1年 第 1期 泵中柱塞与柱塞孔 、柱塞泵的缸体与配流盘等配合件 的磨损 、 拉伤 ， 使液压泵 内部泄漏量加大 ， 当液压泵输 出高压 、 小流量油液时将产生流量脉动 ， 从而引起振动 和噪声。液压泵的伺服阀阀芯 、 控制流量的活塞也会局 部磨损 、 拉伤 ， 使活塞在移动过程中脉动 ， 从 而造成液 压 系统 中液 压泵 输 出流 量 和压力 的波 动 ，导致 在 液压 泵 的 出 口处 产 生较 大振 动 和噪声 。对 于前 者解 决 的方 法齿轮泵可以选择适 当的轴 向间隙，柱塞泵可适 加 大先导系统变量机构的偏角，以改善内部泄漏对泵输 出流量的影响。对于后者的解决方法是可对其磨损 、 拉 伤严重的元件进行修配或更换处理。 2 电动机噪声及解决措施 液 压系 统 中 电动机 噪声 主要 是 指机 械 噪声 和 电磁 噪声 。机械噪声包括转子转动不平衡而引起 的低频噪 声 ，轴与轴承安装不合适和轴承有缺陷而引起的高频 噪声 以及 电动机 支架 与电动机之间共振所 引起 的噪 声。其解决的方法是 ， 轴承与电动机轴 、 电动机壳体配 合要适当， 过盈量要在规定范围， 电动机两端盖上的孔 应保证其同轴度 ； 轴与轴承间润滑要良好 。 3 液压缸 的噪声及解决措施 液压缸活塞杆弯曲变形或油封过紧，在运动过程 中会 因别颈而产生噪声 ， 此时， 须及时校直活塞杆或更 换油封 ； 液压缸中因液压系统换向或制动。 使油液不能 继续排出， 但 由于惯性作用运动部件将继续向前 ， 使油 液挤压而产生冲击引起振动和噪声 ， 此时， 应设缓冲装 置 ；另J b N 果油液中混有空气或液压缸 中空气未完全 排尽 ， 在高压作用下产生气穴现象而引发较大噪声 ， 此 时 ， 须尽快 排尽 空气 。 4 溢流 阀的噪声及解决措施 溢 流 阀易产 生 高频 噪声 ，主要 是 由于先 导 阀 前腔 压力高频振荡引起空气振动而产生高频噪声 。其主要 原因及解决措施如下。 1 进入溢流阀的油液中混入空气 ， 在先导阀前腔 内形成气穴现象而引发高频噪声。此时， 应及时排尽空 气并防止外界空气重新进入。 2 溢流 阀 不能 在 系统压 力 升 高时及 时 打 开 ， 可 能 是先导阀因弹簧疲劳变形造成其调压功能不稳定 ， 使 得压力波动大而引发噪声 ， 此时应更换弹簧。 3 针阀在使用过程 中因频繁开启导致其过度磨 损 ， 使针阀锥 面不能紧紧压在 阀座上 ， 从而不能密合 ， 造成 先导 流量 不稳 定 、 产 生压 力 波动 而 引发 噪声 ， 此 时 应及时修理或更换 。 6 5 其他振动与噪声及解决措施 1 电动机 和液压泵在安装或使用中因磨损而造 成轴不在同一直线上 ， 从而造成振动和噪声 ， 其解决的 方法是最好采用橡胶联轴器。 2 液压 系统 中金属油管弯头过多或 流道具有截 面突然扩大和收缩 、 急转弯等或固定卡子松脱 ， 在油液 流过时 ， 特别是流速过快时产生振动和噪声。其解决的 方法是在布置管路时应尽量避免弯头，避免截面变化 以及对松脱的卡子须及时拧紧。 3 在液压系统中 ， 电动机 、 液压泵和液压马达都 做高速 回转运动 ， 如果它们 的转动部件不平衡 ， 轴承安 装不当， 轴的弯曲等等都会振动和噪声 ， 这种振动传到 油箱和管路时 ，并与其产生共振 ，从而发 出很大的声 响。其解决 的方法是对 电动机 的转子进行精密的动平 衡实验 ， 并注意尽量避开共振区。 6 结语 液压系统的振动和噪声容易造成设备故障， 因此 ， 尽量在液压系统中使用液压集成块代替管道 以减少弯 头 ，且尽量使用蓄能器 和橡胶软管减少由压力脉动引 起的振动 ， 同时设置放气装置及防振胶垫 ， 另外在 日常 维护中， 一定要保持设备使用环境清洁 ， 经常检查液压 油的清洁度 ． 发现污染应及时过滤或更换 ， 同时经常 检查设备固定和联接螺丝是否松动 ，发现松动应及时 紧固。出现异常响声， 应及时查找原因 ， 及时排除， 把故 障排除在萌芽状态。 参 考 文 献 【 1 ] 鲍 晓兵 ． 液压系统噪声分 析及 对策【 J ] ． 液压 气动与密封 ， 2 0 0 9 5 ． 【 2 ] 陈新响． 液压系统主要故 障分析及对 策f J 1 ． 液压气动 与密封 ， 2 0 0 7 2 ． 【 3 】 袁i J lt ． 液压 与气压传 动【 M】 ． 北京 机械工业 出版 社 ， 2 0 0 8． [ 4 ] 任军 ， 张怀英． 液压系统噪声的分析与控制方 法[ J 】 ． 商丘职业 技术学 院学报 ， 2 0 0 9 5 ． [ 5 】 陈光 军． 液压 系统振 动与 噪声 的分析 及对 策【 J ] ． 铁道 建筑 ， 2 0 0 9 1 ． [ 6 】 阳彦雄 ， 李亚 利． 液压与气压技术【 M】 ． j E 京 北 京理工大学 出 版 社 ． 2 0 0 9 ． [ 7 】 雷 瑞龙． 液压传动 系统振动 与噪声 的分析 与控制[ J ] ． 科技视 野 ． 2 0 0 7 2 1 ．