液压系统振动与噪声的分析与对策

液压系统振动与噪声的分析与对策西安公路交通大学司癸卯魏立基摘要分析了液压系统振动与噪声的基本原因，同时对防止或减小振动与噪声提出了相应对策。关键词液压系统振动与噪声分析与对策声音超过70dB便成为噪声，使人听起来极不舒服，甚至使人烦燥不安，噪声作为污染已经日益受到人们的重视。由于液压系统的振动和噪声本身不可避免，而且近几年，随着液压技术向高速、高压和大功率方向的发展，液压系统的噪声也日趋严重，并且成为妨碍液压技术进一步发展的因素，因此研究和分析液压噪声和振动的机理，从而减少与降低振动和燥声，并改善液压系统的性能，有着积极而深远的意义。1液压系统噪声源在液压传动系统中，各元件或部件产生噪声和传递噪声程度不同，表1列出了液压元件或部件产生和传递噪声的名次。表1液压元(部)件产生和传递噪声名次表元件与部件名称液压泵溢流阀压力阀＠节流阀方向阀液压缸油箱管路产生噪声的名次12345556传递噪声的名次23343212注：表中＠指的是溢流阀之外的压力控制阀由于液压系统的噪声不只一种，因此最终表现出来的是其合成值，一般来讲，液压系统的噪声不外乎机械噪声和流体噪声两种，下面予以分析说明。1.1产生机械噪声的原因及控制方法机械噪声是由于零件之间发生接触、撞击和振动而引起的。①回转体的不平衡在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声，这种振动传到油箱和管路时，发出很大的声响，为了控制这种噪声，应对转子进行精密的动平衡实验，并注意尽量避开共振区。②电动机噪声电动机噪声主要是指机械噪声、通风噪声和电磁噪声。机械噪声包括转子不平衡引起的低频噪声，轴承有缺陷和安装不合适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。控制的方法是，轴承与电动机壳体和电动机轴配合要适当，过盈量不可过大或过小，电动机两端盖上的孔应同轴；轴承润滑要良好。③联轴器引起噪声联轴器是液压泵与电动机之间的连接机构，如果电动机和液压泵不同轴以致联轴器偏斜，则将产生振动与噪声。因此在安装时，两者应保持在最小范围内。1.2产生流体噪声的原因及控制方法在液压系统中，流体噪声占相当大的比例。这种噪声是由于油液的流速、压力的突然变化以及气穴等原因引起的。①液压泵的流体噪声液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化以及气穴现象引起的。在液压泵的吸油和压油循环中，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；另一方面，液压系统中(指开式回路)溶解了大约5%的空气。当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。对于前者的控制办法，设计时齿轮模数尽量取小，齿数尽量取多，缺载槽的形状和尺寸要合理，柱塞泵的柱塞个数应为奇数，最好为7～9个，并在进、排油配流盘上对称开上三角槽，以防柱塞泵的困油。为防止空气混入，2降低液压系统噪声的措施为减少噪声，必须对噪声源进行实际调查，测量分析液压系统的声压级，进行频率分析，从而掌握噪声源的大小及频率特性，采取相应办法，具体列举如下：①使用低噪声电机；并使用弹性联轴器，以减少该环节引起的振动和噪声；②在电动机，液压泵和液压阀的安装面上应设置防振胶垫；③尽量用液压集成块代替管道，以减少振动；④用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动，蓄能器能吸收10Hz以下的噪声，而高频噪声，用液压软管则十分有效；⑤用带有吸声材料的隔声罩，将液压泵罩上也能有效地降低噪声；⑥系统中应设置放气装置。