液壓噪聲由于液壓系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲本身不可避免,而且近幾年,隨著液壓技術(shù)向高速、高壓和大功率方向的發(fā)展,液壓系統(tǒng)的噪聲也日趨嚴(yán)重,并且成為妨礙液壓技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的因素,聲音超過(guò)70dB便成為噪聲,使人聽(tīng)起來(lái)極不舒服,甚至使人煩躁不安,噪聲作為污染已經(jīng)日益受到人們的重視。因此研究和分析液壓噪聲和振動(dòng)的機(jī)理,從而減少與降低振動(dòng)和噪聲,并改善液壓系統(tǒng)的性能,有著積極而深遠(yuǎn)的意義。
液壓系統(tǒng)噪聲源
在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,各元件或部件產(chǎn)生噪聲和傳遞噪聲程度不同,表1列出了液壓元件或部件產(chǎn)生和傳遞噪聲的名次。 表1 液壓元(部)件產(chǎn)生和傳遞噪聲名次表元件與部件 名稱(chēng)液壓泵溢流閥壓力閥@節(jié)流閥方向閥液壓缸油箱管路產(chǎn)生噪聲的 名次12345556傳遞噪聲的 名次23343212 注:表中@指的是溢流閥之外的壓力控制閥 由于液壓系統(tǒng)的噪聲不只一種,因此zui終表現(xiàn)出來(lái)的是其合成值,一般來(lái)講,液壓系統(tǒng)的噪聲不外乎機(jī)械噪聲和流體噪聲兩種,下面予以分析說(shuō)明。產(chǎn)生機(jī)械噪聲的原因及控制方法
機(jī)械噪聲是由于零件之間發(fā)生接觸、撞擊和振動(dòng)而引起的。 ① 回轉(zhuǎn)體的不平衡 在液壓系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)、液壓泵和液壓馬達(dá)都以高速回轉(zhuǎn),如果它們的轉(zhuǎn)動(dòng)部件不平衡,就會(huì)產(chǎn)生周期性的不平衡力,引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動(dòng),因而產(chǎn)生噪聲,這種振動(dòng)傳到油箱和管路時(shí),發(fā)出很大的聲響,為了控制這種噪聲,應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行精密的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn),并注意盡量避開(kāi)共振區(qū)。 ② 電動(dòng)機(jī)噪聲 電動(dòng)機(jī)噪聲主要是指機(jī)械噪聲、通風(fēng)噪聲和電磁噪聲。機(jī)械噪聲包括轉(zhuǎn)子不平衡引起的低頻噪聲,軸承有缺陷和安裝不合適而引起的高頻噪聲以及電動(dòng)機(jī)支架與電動(dòng)機(jī)之間共振所引起的噪聲。控制的方法是,軸承與電動(dòng)機(jī)殼體和電動(dòng)機(jī)軸配合要適當(dāng),過(guò)盈量不可過(guò)大或過(guò)小,電動(dòng)機(jī)兩端蓋上的孔應(yīng)同軸;軸承潤(rùn)滑要良好。 ③ 聯(lián)軸器引起噪聲 聯(lián)軸器是液壓泵與電動(dòng)機(jī)之間的連接機(jī)構(gòu),如果電動(dòng)機(jī)和液壓泵不同軸以致聯(lián)軸器偏斜,則將產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲。因此在安裝時(shí),兩者應(yīng)保持在zui小范圍內(nèi)。產(chǎn)生流體噪聲的原因及控制方法
在液壓系統(tǒng)中,流體噪聲占相當(dāng)大的比例。這種噪聲是由于油液的流速、壓力的突然變化以及氣穴等原因引起的。 ① 液壓泵的流體噪聲 液壓泵的流體噪聲主要是由泵的壓力、流量的周期性變化以及氣穴現(xiàn)象引起的。在液壓泵的吸油和壓油循環(huán)中,產(chǎn)生周期性的壓力和流量變化,形成壓力脈動(dòng),從而引起液壓振動(dòng),并經(jīng)出口向整個(gè)系統(tǒng)傳播。同時(shí)液壓回路的管道和閥類(lèi)將液壓泵的壓力反射,在回路中產(chǎn)生波動(dòng),使泵產(chǎn)生共振,發(fā)出噪聲;另一方面,液壓系統(tǒng)中(指開(kāi)式回路)溶解了大約5%的空氣。當(dāng)系統(tǒng)中的壓力因某種原因而低于空氣分離壓時(shí),其中溶解于油中的氣體就迅速地大量分離出來(lái),形成氣泡,這些氣泡遇到高壓便被壓破,產(chǎn)生較強(qiáng)的液壓沖擊。對(duì)于前者的控制辦法,設(shè)計(jì)時(shí)齒輪模數(shù)盡量取小,齒數(shù)盡量取多,缺載槽的形狀和尺寸要合理,柱塞泵的柱塞個(gè)數(shù)應(yīng)為奇數(shù),為7~9個(gè),并在進(jìn)、排油配流盤(pán)上對(duì)稱(chēng)開(kāi)上三角槽,以防柱塞泵的困油。為防止空氣混入,降低液壓系統(tǒng)噪聲的措施
為減少噪聲,必須對(duì)噪聲源進(jìn)行實(shí)際調(diào)查,測(cè)量分析液壓系統(tǒng)的聲壓級(jí),進(jìn)行頻率分析,從而掌握噪聲源的大小及頻率特性,采取相應(yīng)辦法,具體列舉如下: ① 使用低噪聲電機(jī);并使用彈性聯(lián)軸器,以減少該環(huán)節(jié)引起的振動(dòng)和噪聲; ② 在電動(dòng)機(jī),液壓泵和液壓閥的安裝面上應(yīng)設(shè)置防振膠墊; ③ 盡量用液壓集成塊代替管道,以減少振動(dòng); ④ 用蓄能器和橡膠軟管減少由壓力脈動(dòng)引起的振動(dòng),蓄能器能吸收10 Hz以下的噪聲,而高頻噪聲,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噪聲; ⑥ 系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置放氣裝置