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    新聞資訊

    液壓傳動系統的噪聲及應對策略

    2017-05-23
    摘要:  液壓傳動系統的噪聲是由電機、液壓泵、閥類輔助裝置以及液壓管道所組成的密閉回路所產生的。因為在這個密閉的回路系統中,工作狀態的液壓油由于流量與壓力的脈動沖擊氣穴紊流與渦流而產生流體噪聲,同時傳至支架基礎件并引起振動,形成機械噪聲。 ? 液壓傳動系統的噪聲源及其影響因素 總的來說,液壓傳動 […]

     

    液壓傳動系統的噪聲是由電機、液壓泵、閥類輔助裝置以及液壓管道所組成的密閉回路所產生的。因為在這個密閉的回路系統中,工作狀態的液壓油由于流量與壓力的脈動沖擊氣穴紊流與渦流而產生流體噪聲,同時傳至支架基礎件并引起振動,形成機械噪聲。

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    液壓傳動系統的噪聲源及其影響因素

    總的來說,液壓傳動系統的噪聲,有液體動力噪聲、機械振動噪聲、管路共振噪聲以及由于振動和噪聲引起的支承件油箱等共鳴噪聲。

    電機的電動機是動力源,電機噪聲是機械噪聲的主要因素。

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    油泵的電機噪聲

    其噪聲源主要有冷卻風扇產生的空氣動力噪聲,轉子不平衡運轉、電磁振動、換向器、整流子以及各種零部件(如機殼、端蓋)等振動引起的噪聲。

     

    液壓泵及液壓馬達的噪聲:

    機械噪聲。由于液壓泵及液壓馬達工作過程中,每個工作腔內油壓的周期性波動和壓油區工作腔急劇的周期性變化使零件殼體斤路產生擬動人而起噪聲山于供油不足產生空穴、氣蝕現象,引起激烈振動,這種激振力是無規則的齒輪泵中,齒輪嚙合噪聲隨著負荷轉速齒面粗糙度的增大而增強,與齒輪的加工粘度有很大關系。

     

    流體噪聲。液壓泵及液壓馬達在工作過程中,都會產生不同程度的能量脈動,這種脈動遇阻即轉化為壓力脈動,從而產生容器的強迫振動。形成了液體噪聲這種噪聲頻譜較寬,其脈動頻率與單位時間內的流量脈動次數成正比。另外,液壓泵及液壓馬達的高頻噪聲是由工作過程中形成的渦流、氣穴或沖擊引起的,它沒有規律性,強度較小。

     

    液壓閥噪聲:

    各種閥體的液壓閥是運動體,而且許多閥的閥芯在工作時都是依靠彈簧的作用,因此很容易產生振動,從而發生機械噪聲。這些根據其系統中的不同功能,產生的機械振動亦不一樣,換向閥換向時發出的沖擊聲是瞬時的;溢流閥泄油時閥芯產生的高頻振動是持續的,如果外界干擾頓率剛好為狀態下所形成的阻尼頻率時,將引起共振,增大噪聲。共振引起的高頻噪聲,頻率范圍為1-8kHz,聲壓級在90dB以上,具有明顯峰值。

     

    管道噪聲

    在液壓傳動的管道系統中,油液的不穩定流是經常發生的,這種不穩定流是由于組成系統的某些元件或受外界干擾等所引起的,一般來說,對一個合理的液壓系統,這個不穩定狀態只是暫時的,它終將過渡到一個新的穩定狀態的短暫的時期,管道內部將產生沖擊波。在一定條件下,管道與泵或閥相結合就會產生管道系統中油液的持續振動,當管路長度剛好等于發生共振的管路等度時,就會產生強烈的高頻噪聲。

     

    油箱噪聲

    油箱是個福射面積較大的裝置,是傳遞和擴大噪聲的主要部件。其噪聲往往因其它裝置激發而產生,并且噪聲較大,如果液壓泵電機直接裝在油箱頂蓋上,則泵或電機的振動就會引起油的振動。

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    液壓傳動系統噪聲控制與措施

    要合理地選擇電機和液壓泵。電機,液壓泵是液壓傳動系統主要的噪聲源。在液壓傳動系統設計時應對其工作性能和噪聲特點有所了解,并采取相對措施。

     

    降低電機噪聲

    必須按照我國電機噪限值標準選擇相應的風扇形狀。減小風扇可以取得較好的降噪效果。一般來講,風扇直徑改變與噪聲變化有關系,為了減小吸油阻力,應經常清洗和檢查濾油器,防止堵濃現象發生,要視地區和季節的不同,分別選擇不同牌號的工作油,或采用定的預熱裝置。對于油管的配置也應注意,液壓系統管道配置方吸口的雙聯泵時應參照配制,否則,油液容易流向大容量泵低壓泵,而小容量泵就易產生空穴。

     

    另外,油箱油量不足,濾油網露出油面,液壓泵也會以渦流狀而吸進大量空氣因此油管的開口應插入油液內。對比噪聲系數,一般可通過改變風扇直徑。例如,風扇外徑減小可降低噪聲。另外,選用單后傾機翼型塑料或內阻尼大的合金制風扇,效果亦較好。也可以通過改變葉片數來解決因葉片與風道溝孔數的共振產生的噪聲。其次,要注意降低電磁噪聲,主要措施有選擇高精度電機穩定電源電壓,及時緊固易松件如風罩螺釘等,防止產生共振。可再次采用消聲與隔聲措施,在不影響電機通風散熱的前提下采取消聲隔聲罩或阻性消聲器,降低噪音。

     

    選擇脈動較小的泵

    油泵排出的油都會帶有脈動性,這種脈動液流將激發機械振動而引起噪聲,所以要盡量選脈動小的泵。例如,同樣的齒輪泵,內嚙合齒輪泵比外嚙合齒輪泵的脈動要小得多。

     

    盡量防止系統中產生空穴現象

    液壓傳動系統中產生空穴,主要是由于空氣溶解在油液中或形成小氣泡混雜在油液中。當局部壓力降低到油的空氣分離壓時,則工作油內溶解的空氣就會大量分離出,形成空穴。如果這種氣泡進入高壓區,就會破裂,在局部范圍內產生幅值很大的高頻沖擊壓力,引起高頻噪聲。這種空穴現象是由于泵的吸油阻力太大而引起的,因此,要選用吸油性能好的液壓泵,同時盡可能地使吸油管短粗直。

     

    減少或避免吸油管突變

    合理地設計油箱結構是去除油液中空氣泡的有效方法。通常油液回油箱時,都帶有氣泡,只要有足夠積要大于或等于系統中兩分鐘的最大流量,有意識地增加油液的停留時間,使油液中的氣泡充分釋放。

     

    防止管道系統的振動

    管道系統的振動以其振動性質和幅值與管道長度,管徑材料,管道支承形式,位置聯結方式有關。為防止共振,要避開配管系統的固有頻率,通常控制在激振頻率一定的范圍以外。大多數情況下,激振頻率是不能隨意改變的,因此要對配管系統的固有頻率進行調整。例如,在適當位置增設支承改變閥體安裝位置等等。有關管道系統的固有頻率近似計算可參閱有關手冊,但需根據實際情況將配管支承盡可能設計在堅固的臺架上。為防止管道系統的振動,還可以采取緩沖隔聲隔振措施,如部分地采用橡膠軟管將排油管及其支承件與鄰近構件隔開,采用隔聲材料包覆管路,增加管道剛性等等。

     

    降低系統中閥的流體噪聲

    換向閥的換向時,使油液急速關閉與打開。由于慣性,將引起液壓沖擊,其值取決于壓力的變化率。因此,降低移動速度,適當延長換向時間,即可減少振動,裝設帶錐度的換向閥,增設緩沖裝置以及采用電液換向閥等可以緩和沖擊力。

     

    溢流閥的流速噪聲與閥體主閥芯,主閥座等零件的幾何形狀有關。流經節流孔的噴射液流,首先沖擊力補償而失掉部分動能,所以,增大直徑有助于阻擋噴射液流的能力。差值也與流速噪音有關。差值增大,液流噴射角也增大。這樣自環形節流孔口與中心噴射的液流,在沖向壓力補償之前其水平方向的液流速度能互相抵消部分。損失部分動能,可以降低流速噪戶,但是由于節流孔口棱角過尖,會使噪聲加大,為此可采用種主閥芯為錐閥結構的低噪聲溢流閥。由于較小,能較好地防止節流口部位產生紊流從而使噪聲有所降低。

     

    流量閥由于液流力和流速的變化,使節流閥發出時大時小的噪聲。如節流閥前后壓力與流量的變化較大,則除了流速噪聲增加外,還將產生較大的渦流噪聲,可采用分級節流或選擇適當流量單向閥主要發生振動和撞擊,其大小與彈簧有關,彈簧過硬,調足力尚大,振動撞擊聲亦大。為此應選取合適的彈簧剛度,降低通過單向閥的流速,從而降低噪聲。

     

    減少結構振動的噪聲:

    設計油液傳動結構時,為了結構緊湊,減少占用面積,常將泵電機安裝在油箱上。這樣,泵和電機的振動很容易激發油箱產生很大的噪聲。為減少振動,最好將電機與泵單獨放置或者在安裝時采取些隔聲減振措施,如在電機泵與蓋之間放置橡膠墊進行隔振,將與泵聯結的油管換成橡膠管或用隔聲材料包覆的管道,并在適當距離上放置彈性支架固定管道,以提高油箱的剛性。

     

    結論

    液壓傳動系統的工作狀況比較復雜,由于各種油壓傳動系統在性能規格傳動方式和結構特點等方面有很大不同,產生噪聲的程度也會有很大的差異。因此,從理論上分析液壓傳動產生噪聲的原因與控制方法,往往難以收到預期的效果,必須針對液壓傳動的具體結構,特別是具體的生產與使用情況,有針對性地綜合采用各種降低噪聲的措施,才能有效地控制液壓傳動系統的噪聲。

     

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