液压系统产生噪声的原因和解决方案

此一不二

  控制液压系统噪声的途径，原则上有以下两种根本方法一是降低液压系统噪声源的噪声，二是控制噪声外传的路径。以下主要从液压元件选用、系统设计和使用等角度，介绍液压传动系统噪声控制的具体措施。  

  1.合理选择液压元件  

  液压系统是由元件组成的，系统的性能取决于其组成元件的性能。要降低液压系统的振动与噪声，在选择系统中所用元件时，除要考虑其工作性能外，还要考虑元件的噪声状况。尤其是电动机、液压泵和控握液压系统制阀等元件，对其流体噪声、结构噪声和空气噪声三个方面都要有所要求，否则就不能形成低噪声系统。  

  2.防止气穴噪声  

  液压油中混入空气是产生气穴的根本原因，系统中产生局部低压和负压是产生气穴的条件，因此，防止气穴噪声可从以下几方面采取措施：  

  （1）防止空气侵入系统的波动，  

  1）液压泵吸油管道连接处需严格密封，防止吸入空气。液压泵的有关部位（如出轴端）也要严加密封，防止泵内出现短时间低压而吸入空气。  

  2）液压泵的吸、回油管末端要处在油位下限以下。  

  3）液压元件和管接头要密封良好。  

  4）加强对油液的过滤，减少油中的机械杂质，因机械杂质的表面附有一层薄的空气。  

  5）避免压力油与空气直接接触而增加空气在油液中的溶解量。  

  6）采用消泡性好的油液，或在油液中加入消泡添加剂，这样油液中的气泡能很快上浮而消失。  

  （2）排除已混入系统的空气  

  1）油箱容量要合适，使油液在油箱中有足够分离气泡的时间。  

  2）液压泵的吸、回油管末端要有足够距离，或在两者之间设置隔板。  

  3）在系统的最高部位设置排气阀，以便放出积存于油液中的空气。  

  4）在油箱中倾斜放置60~100目的金属网，促使气泡分离，如图16-46所示。  

   

图16-46 倾斜放置消泡网的油箱  

  （3）防止液压系统产生局部低压  

  1）液压泵的吸油管要短而粗，液压泵的转速不应太高。  

  2）吸油过滤器阻力损失要小，并要及时清洗。  

  3）各孔口的进出口压差不能太大（进出口压力比应不大于3.5）。  

  3.防止系统流量、压力脉动而产生噪声  

  除了采用低噪声泵，从根本上减弱其流量脉动外，在液压系统设计、使用等方面，可采取如下措施:  

  1）用蓄能器吸收流量、压力脉动。  

  2）在液压泵排油口附近连接橡胶软管。  

  3）采用消声器衰减振动和噪声。  

  蓄能器是利用气囊中气体受压变形的方法来减小流量和压力脉动的，而消声器则是利用液体本身的F 缩性来衰减液压脉动的。蓄能器主要适用于衰减脉动的低频分量，对于液压系统中起主导作用的中频分析则效果欠佳。消声器对压力脉动的效果比蓄能器要好，其有效频率范围也比较广，其缺点是体积较大，参用较高。消声器的工作原理是基于管内压力波相互干扰、抵消而达到消振消声的目的。图16-47a所示的著声器在其液流通过的管道上开有很多孔，使液流横向产生振动，然后与纵向波干扰抵消。图16-47b所示9 消声器由几根直径大小不同的管子和外壳组成。工作时，使一股液流通过管道1，另一股液流通过管道26 3，然后两股液流于消声器出口前汇合相互干扰抵消，起到减振减声的作用。  

   

图16-47 消声器原理图  

  4.防止液压冲击噪声  

  可采用第十五章所述的缓冲回路等来防止、减缓液压冲击，从而减小振动和噪声。  

  5.防止管路系统产生共振噪声  

  管路是连接液压元件、传送工作介质及功率的通道，也是传递振动与噪声的桥梁。管道本身振动所产生的噪声是有限的，但若这种振动一旦传递到其他高效率声辐射体上时，就会发出巨大的噪声。另外，管路的共振频率和泵或其他机器的固有频率一致时，也将产生剧烈的噪声。解决管路噪声的措施为：  

  1）管路转弯部分要用管子本身弯成，尽量加大弯管曲率半径。  

  2）管路要有足够刚度，管内壁光滑，截面变化均匀。  

  3）在管路支承处垫有隔振材料，增加和改善管路支承，增加弹性接头等。  

  6.油箱噪声控制  

  油箱的振动和噪声主要是由其他液压元件、装置激发而引起的。例如液压泵和电动机直接安装在油箱盖上时，液压泵和电动机的振动极易使油箱产生共振。尤其是用薄钢板焊接的油箱更容易产生振动和噪声。  

  为了控制油箱的噪声，可采取下列措施：  

  1）加强油箱刚性。油箱的辐射面积大，它相当于噪声放大器。在油箱内、外表面上喷涂阻尼材料或在油箱上加肋都可以减小油箱振动和噪声。  

  2）加设隔振板。功率较大的液压泵和电动机往往发出很大的振动和噪声，并激发油箱振动。特别是液压泵、电动机直接安装在油箱盖上时，必然诱发油箱发出很大的噪声。为此，可在液压泵及电动机与基座或箱盖之间放置厚橡胶板等作为隔振板。隔振板的固有频率要与泵及电动机的回转频率错开，以防发生共振。  

  此外，还必须注意管道的隔振，否则会通过管道把泵和电动机的振动传到油箱上去。  

  7.控制噪声传播的途径  

  限制和改变噪声的传播途径，使噪声在传播路径中衰减，达到减少传递到元件中的能量。声波遇到脾得物时，一部分被反射，一部分则向障碍物内部传播。向障碍物内部传播的声能，除了有一部分透射出去外，其余皆因摩擦而转化为热。坚硬而光滑的材料（如玻璃）表面吸声能力很差，而柔软、多孔材料（如毛毡）吸声能力强。吸声材料有纤维板、石棉、玻璃纤维、泡沫塑料等。所以，控制噪声的简单方法是精噪声大的元件或系统用隔声罩罩起来。罩子的外壳可以用钢板或木板，其内表面可先衬以薄铝板，然后敷上阻尼或吸声材料。设计得好的隔声罩一般可降低噪声7~20dB。  

  振动隔离的效果是局部的。进一步减少噪声的传播，避免一些零件的共振，可在管道、罩壳、板状零件等表面贴上一层阻尼材料，使得这些零件的振动因阻尼作用而得到衰减，从而减少空气噪声的辐射。阻尼材料一般为沥青、聚硫酯橡胶或聚氨酯橡胶以及其他高分子涂料。