液壓系統(tǒng)的振動故障與對策分析

劉延革

(東北輕合金有限責(zé)任公司，哈爾濱150060)

一、液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲的原因

在液壓系統(tǒng)中，液壓泵、溢流閥和壓力泵是最容易產(chǎn)生振動的液壓元(部)件，而油箱、液壓缸、管路、液壓泵、溢流閥、壓力閥和方向閥是最容易傳遞振動的液壓元(部)件，綜上所述，液壓系統(tǒng)的振動源主要有三種種:液壓泵振動、液壓元件振動和液壓缸及輔助裝置振動。

1.液壓泵振動

液壓泵振動主要有以下幾種原因:液壓泵中的流體脈動、回轉(zhuǎn)體處于不平衡狀態(tài)和吸油阻力較大。

(1)液壓泵中的流體脈動。液壓泵中的流體振動產(chǎn)生的主要原因是氣穴現(xiàn)象和泵的流量、壓力的周期性變化。在液壓泵壓油和吸油的循環(huán)中，就會有周期性的流量和壓力變化產(chǎn)生和壓力脈動出現(xiàn)，這樣就會引起液壓的振動，并且經(jīng)過出口傳向整個系統(tǒng)。與此同時，液壓回路中的管道和閥類會將液壓泵里出現(xiàn)的壓力反射出去，壓力會在整個液壓回路中進(jìn)行波動，從而使泵產(chǎn)生一定程度的共振，因而就會出現(xiàn)振動。另外，液壓系統(tǒng)中(一般指開式回路)大概溶解了5%的空氣，當(dāng)液壓系統(tǒng)中的壓力因?yàn)榉N種原因出現(xiàn)低于空氣分離壓的時候，液壓系統(tǒng)中溶于油中的大量氣體就會快速分離出來，產(chǎn)生氣泡，產(chǎn)生的氣泡遇到高壓便會被其壓破，因而就會產(chǎn)生比較強(qiáng)的液壓沖擊。

對于上述振動的控制辦法有:在設(shè)計時，齒輪的模數(shù)要盡可能取小，齒數(shù)盡可能取多，缺載槽的尺寸和形狀要合理，柱塞泵的柱塞數(shù)應(yīng)取為奇數(shù)，最好是7～9個，并在進(jìn)油配流盤和排油配流盤上對稱地開上三角糟，防止柱塞泵出現(xiàn)困油的現(xiàn)象。為了防止空氣的混入，泵的吸油口應(yīng)該足夠大，并且應(yīng)沒入油箱液面以下的一定深度，以防泵吸油后液面會下降。

(2)回轉(zhuǎn)體處于不平衡狀態(tài)。液壓系統(tǒng)中，液壓泵、電動機(jī)和液壓馬達(dá)都在進(jìn)行高速度的回轉(zhuǎn)，一旦其轉(zhuǎn)動部件處于不平衡狀態(tài)，液壓系統(tǒng)中就會出現(xiàn)周期性的不平衡的力，這就會引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動?？刂七@種振動的方法是用精密的動平衡實(shí)驗(yàn)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行相關(guān)的處理，實(shí)驗(yàn)中要注意盡可能地避開其共振區(qū)。

(3)吸油阻力較大。如果液壓泵的吸油阻力較大，在液壓系統(tǒng)中就會產(chǎn)生空穴，在這種條件下液壓系統(tǒng)就會出現(xiàn)振動現(xiàn)象，這是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動的主要原因。液壓泵的吸油阻力較大主要分為兩種情況:吸濾器出現(xiàn)堵塞或者容量不夠造成的吸油不足和外吸油濾油器由于自身密封不良所造成的不同程度的吸入空氣。

2.液壓元件振動

液壓元件的振動主要是由于液壓沖擊造成的。液壓沖擊就是管路內(nèi)的流動液體常常因?yàn)殚y門的關(guān)閉而在管路中產(chǎn)生一個較高的壓力峰值。液壓沖擊不僅能夠引起巨大的振動與噪聲，而且在壓力峰值足夠大的時候還會損壞液壓系統(tǒng)。為避免或減少液壓沖擊，可適當(dāng)增加閥門的關(guān)閉時間，并在有可能出現(xiàn)液壓沖擊的位置或其附近設(shè)置一定數(shù)量的蓄能器來吸收壓力波，也可以使用軟管或適當(dāng)?shù)卦龃蠊軓?，這將有利于振動的減少和吸收。

3.液壓缸及輔助裝置振動

(1)電動機(jī)振動。電動機(jī)振動主要包括電磁振動和機(jī)械振動。其中，機(jī)械振動包括轉(zhuǎn)子的不平衡所引起的振動，由于安裝不合適所引起的軸承的振動及電動機(jī)與電動機(jī)支架之間因共振而產(chǎn)生的振動?？刂齐妱訖C(jī)振動的方法是:電動機(jī)殼體與電動機(jī)軸和軸承的配合一定要適當(dāng)，其過盈量要適中，電動機(jī)的兩端蓋上的孔應(yīng)同軸，軸承的潤滑要好。

(2)聯(lián)軸器振動。聯(lián)軸器是連接電動機(jī)與液壓泵的機(jī)構(gòu)，一旦電動機(jī)和液壓泵不同軸使得聯(lián)軸器產(chǎn)生偏斜，就會產(chǎn)生振動。因此，在安裝聯(lián)軸器時，電動機(jī)與液壓泵之間的軸距應(yīng)保持在盡可能小的范圍內(nèi)。

二、解決液壓系統(tǒng)振動的有效措施

為減少或避免液壓系統(tǒng)的振動現(xiàn)象，必須要對液壓系統(tǒng)的振動源頭進(jìn)行調(diào)查，并對液壓系統(tǒng)的聲壓級以及頻率進(jìn)行相關(guān)的測量與分析，從而得到振動源的頻率特性和大小。根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的措施或辦法，具體的措施或辦法主要有:盡量使用低振動的電機(jī)，并且聯(lián)軸器盡可能要使用彈性的，這樣就可以明顯減少該環(huán)節(jié)里產(chǎn)生的振動;在液壓閥、液壓泵和電動機(jī)的安裝面上設(shè)置一定數(shù)量的防振膠墊;盡可能將管道替換成液壓集成塊，可有效地減少振動;使用橡膠軟管和蓄能器，這樣可明顯減少由壓力脈動產(chǎn)生的振動及噪聲，一般情況下蓄能器可以吸收10 Hz及10 Hz以下的噪聲，而使用液壓軟管可以有效降低高頻噪聲;在系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)置必要的放氣裝置;另外，使用帶吸振動功能的防護(hù)罩，罩在液壓泵上也可以有效地降低振動。

振動是液壓系統(tǒng)中存在的主要問題，其能夠嚴(yán)重?fù)p害液壓系統(tǒng)的運(yùn)行，嚴(yán)重妨礙了液壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，因此液壓系統(tǒng)振動問題急需關(guān)注并且解決。在實(shí)際情況中，我們能做到的只是減輕液壓系統(tǒng)的振動，不可能完全避免這種問題，因此我們要有針對性的找到問題的根源，的解決問題，尋找行之有效的措施來緩解液壓系統(tǒng)的振動問題，減輕液壓系統(tǒng)的振動帶來的危害，為我國液壓系統(tǒng)的快速穩(wěn)步發(fā)展添磚加瓦。