液压系统振动、噪声和爬行原因及处理方法

此一不二

  液压系统中的振动和噪声是两种并存的有害现象，随着液压传动向高压、高速和大功率方向发展，系统中的振动和噪声也随之加剧，并成为液压技术发展中必须解决的主要问题之一。爬行是液压传动系统中的另一有害现象，它极大地影响了液压传动系统的运动稳定性和控制精度。因此，了解并掌握液压系统中振动、噪声及爬行产生的原因和控制方法，无疑是液压系统设计者必须注意的主要问题之一。  

  一、液压系统的噪声源  

  凡是存在某种强制力作用的场合都可能产生振动和噪声。如机械转动的不平衡力、机械或液压的冲击力、压力和流量的突然变化、摩擦力和弹性力等，这些强制力一般是周期性的，因而产生一定的波动，并传给液压系统中的元件，使某些元件产生振动。而振动的一部分作为声波向空气中发射，空气受到振动而产生声压，于是出现噪声。  

  液压系统是由电动机、液压泵、液压马达或液压缸、控制阀、油箱以及将这些元件连接起来的管路组成的。从液压系统中发出的噪声是由这些元件振动所引起噪声的合成。  

  电动机转动时，由于质量不平衡而产生回转噪声，磁通引起电磁噪声和蜂鸣，电动机中的冷却风扇声和风道声组成的通风噪声以及轴承噪声等。  

  液压泵在将油液吸入和压出的循环过程中，流速和流量发生急剧变化引起液压振动。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液压泵共振，从而又重新使回路激振。此外，液压泵也有轴承噪声和充气回转噪声。液压泵输出功率越大，转速越高，噪声随之增加。据统计，液压系统噪声中的70%左右是由液压泵引起的。  

  控制阀的噪声是由高压液体的流动、阀的自激振动以及管道的共振引起的。从阀内输出的高压液体形成喷流，在喷流与周围液体之间产生剪切流、湍流或涡流，由此产生高频噪声电磁换向阀有电磁铁的吸台声和电磁噪声在油液骤然停止的换向瞬间，产生压力冲击有时主阀和先导阀的机械振动也要产生2000Hz以上的高频噪声。另外，在给大容量液压缸加压时，如果换向过快，通过阀的液体瞬时变成高速，由于压力急剧变化，引起液压缸结构表面的瞬时变形，在空气中突然造成声压，也会发出很大声响。  

  液压泵和控制阀中的空穴作用引起高频振动，也产生很大噪声，并对液压元件和管路起破坏作用。管路噪声是由管内漏流引起的，而弯管和分支管产生的湍流又进一步使噪声增大。  

  此外，电动机和液压泵的振动以及回路中的压力脉动也会引起油箱振动而产生噪声。液压传动系统产生噪声的原因见表16-1。  

表16-1 液压传动系统产生噪声的各种原因