液压系统的振动与噪声分析及改进措施.docx

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1、液压系统的振动与噪声分析及改进措施液压系统的振动与噪声相伴而生，是常见的问题，同时也是目前无法完全避免的问题。随着液压系统向着高压、高速和高功率方向的发展，液压系统振动和噪声的危害更加显著。噪声不仅影响操作人员的身心健康，还会影响系统的正常工作及使用寿命，严重时甚至导致系统无法正常工作。因此，研究液压系统振动与噪声产生的机理以及控制措施，对系统的长期稳定工作，改善系统性能等方面意义深远。1、液压系统中振动与噪声产生原因分析(1)气穴产生的噪声。气穴现象是指吸油腔中某点压力低于空气分离压力时，溶解在油液中的气体析出，在油液中生成气泡。如果压力继续降低，低于液体饱和蒸汽压力时，液体会迅速汽化，加剧

2、气穴现象。气穴现象破坏了油液的连续性，造成系统内压力、流量的波动。当气泡由低压位置输送到高压位置时，气泡在压力作用下迅速溃灭，在气泡凝聚的位置，压力和温度骤然升高，引起强烈的振动和噪声。气穴现象产生时不仅伴有尖锐的啸叫声，对人造成伤害，还伴有压力大幅波动，严重时会使设备不能正常工作。同时.，气泡破灭产生的高温高压环境，必然对零部件造成损坏，缩短使用寿命，因此，要避免气穴现象产生。(2)液压泵、液压马达引起的噪声.液压泵、液压马达产生的噪声通常是液压系统中所产生的噪声的主要部分，其噪声一般与压力、转速和功率成正比，可分为机械噪声与流体噪声。机械噪声主要是由其配流轴或配流盘上受到的轴向或径向不平衡

3、力导致摩擦产生的唤声。当不平衡力过大时，甚至会抱轴或烧盘现象，从而产生更大的振动与噪声。流体噪声主要是压力脉动和配流(困油现象)导致。(3)电动机一液压泵机组的振动噪声。机械系统中，噪声与振动相伴而生。液压系统中，电动机、液压泵和液压马达高速旋转。如果回转部件不平衡，会产生机组周期性不平衡力，导致转轴的弯曲变形，从而引发结构唤声。当机组产生的振动在某一频率上与系统管路阀件共振时，会产生很大的振动与噪声，对机器造成较大伤害，严重时导致系统无法正常工作。(4)液压阀的噪声。液压阀的唤声主要来自于元件内部流体压力、速度和方向变化时引起的振动和噪声。液压阀种类繁多，其中溢流阀、节流阀等因压力变化而产生

4、的噪声最为显著。(5)管路的噪声.液压系统中，管路压力大，流速高而且很长。当系统工作时，会有大量的脉动冲击，带动管路振动产生噪声。当管路长度等与共振长度时，会加剧振动。管路设计时，在保证系统正常工作前提下，首先要尽量避免产生死弯。管路转弯处曲率半径不小于5倍液压管外径。其次，管路尽量短。当必须长距设置时，增加管路支撑件数量或者分段设置，从而减小工作时管路振动幅度。最后，合理间距设置管路固定卡箍，定期检查，确保固定卡箍无松动现象。2、液压系统振动与噪声控制措施2.1 气穴噪声的控制一是降低吸入口真空度。可以通过以下措施改善：降低泵与油箱的高度差:加大吸油管管径，减小泵与油箱之间吸油管长度;尽量减

5、少油管转弯，避免油管因转弯曲率半径过小形成死弯；选择合适的滤器，并经常清洗。二是要保证系统密封。由于接头处螺栓预紧力太小或密封垫圈失效，外界空气进入系统，加剧气穴现象。因此，要经常检查密封情况，发现密封失效，要及时更换。三是应根据地区、季节变化选用不同牌号的液压油，保证液压油箱有良好的散热条件，避免液压油汽化。2.2 液压泵、液压马达引起的噪声控制通过降低不平衡力达到降低机械噪声的目的。泵和马达的结构形式对液压系统产生的不平衡有重大影响。虽然国内许多液压泵厂家通过优化设计已经显著降低其噪声，但在液压系统设计中，在满足系统设计压力和流量的前提下，选用位向力相互抵消从而平衡的双作用叶片泵、内啮合齿

6、轮泵或螺杆泵，其噪声远小于轴向柱塞泵。对于压力脉动产生的流体噪声，可以通过装设蓄能器，减小脉动影响。困油现象是指液压泵工作时，一部分油液被封闭在容积变化的容腔内。容积减小时，压力升高，油液从缝隙中挤出，封闭腔容积增大乂会造成局部真空，使油液中溶解的气体析出，因此产生强烈振动与噪声。消除困油现象主要是在泵的设计过程，采取泄油槽或泄油孔排出高压液体。在维护保养液压泵时，要仔细检查、测量卸荷槽有无变化，如有变化，严格按照设计尺寸修正。2.3 电动机一液压泵机组的振动噪声控制措施对与机组振动产生的噪声，可以通过以下措施进行改进。减小回转部件不平衡性，消弱因此产生的不F衡力的扰动。试验数据表明，当电动机

7、与液压泵之间的同轴度超过0.02时，就会引起机组振动噪声;当超过0.08时就会产生强烈振动噪声。因此,要提高电动机、液压泵和液压马达的制造工艺水平，消弱机器自身因素。同时，要严格安装质量，通过加橡胶垫联轴器连接，有效提高机组的同轴度，保证同轴度控制在0.02以内，改善机组的动平衡性能，从而降低噪声。(2)采用合理隔宸技术，并防止机组共振主要有三种方式：a)在液压泵出口出加设一段柔性接管，减少机组振动传导至管路系统。对于较长的管路，分段中间加柔性管连接，较小管路系统振动传导。b)在机组与安装底座间设减宸器。减震器有金属减宸器、弹簧减震器、橡胶减震器等，前两种使用与10Hz以下的低频振动。选用减爱

8、器时，首先依据机组质量，确定型号和数量。然后根据机器转速求得扰动频率f;结合厂家提供f,求得传振系数Tf与减震效率n。当0.4ff1.7,tf90%时，减罐效果最好。F/fO值过大，因其静态压缩量大，减震效果变差。此外，减震器数量和机组稳定性正相关，布置减震器时，应保证所有减震器变形量基本一致，且不能超过变形极限值。r,f(1)p(i-7100%式中，f为扰动频率;f为减宸器固有频率;Tf为传振系数：n为减震效率。C)增加机组配重，配重一般为机组重量的23倍，目的是通过增加质量，加大扰动频率与机器固有频率之比，从而提高减震效果。增加配重不仅nJ以降低机组的振动噪声，还降低了机组的重心，提高机组

9、的稳定性，并改善了系统刚度，减少了设备倾斜度等。(3)采用隔声罩。隔声罩在声音产生的源头把声音隔离，在造价和降噪方面都有明显优势。形状一般为拱形体或曲面体，以消弱罩内驻波效应，尽量少开口且内壁附有吸声材料。隔声罩一般采用柔性材料制作，并要求有一定质量，避免隔声罩产生共振。2.4液压阀的噪声控制措施在液压系统设计时，通过使用带有压力恒定装置的变量泵，尽量版少采用流量较大的溢流阀和节流阀调节系统压力和流量。此外,选用的液压阀时，阀芯复位弹簧固有频率，尽量避免落在油泵或输油管的频率或系统内其他振动频率内，以免共振。2.5管路的噪声控制措施管路设计时，在保证系统正常工作前提下，首先要尽量避免产生死弯。

10、管路转弯处曲率半径不小于5倍液压管外径。其次，管路尽量短。当必须长距设置时，增加管路支撑件数量或者分段设置，从而减小工作时管路振动幅度。最后，合理间距设置管路固定卡箍,定期检杳，确保固定卡箍无松动现象。此外，在管外部涂高阻材料，也可有效消减管路振动，并减少噪声辐射，尤其对高频噪声有较好的效果。液压系统中，振动和噪音非常有害。它的产生和传播走一个复杂的过程，不仅与元部件的结构设计和制造工艺有关，还与系统的设计、安装和使用以及维护保养有关。振动与噪声在目前的技术条件下，不能完全消除。因此，在液压系统设计中，正确认识液压系统噪声的产生机理，并采取相应措施，尽量减小振动与唤声的危害非常必要,对液压系统的发屣也有非常展要的意义。