淺談工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的控制措施

摘要：液壓系統(tǒng)由很多復(fù)雜的零件構(gòu)成，在工作進(jìn)程中，由于受到脈動(dòng)的影響而產(chǎn)生噪聲。為減少工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的噪聲，有必要調(diào)查噪聲源，掌握噪聲的頻率與特征，并采取行之有效的措施。本文對工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，并提出了降低液壓系統(tǒng)噪聲的有效策略，希望可以減少液壓噪聲對工作人員帶來的危害。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；液壓系統(tǒng)；噪聲控制

工業(yè)噪聲是危害工作場所人員健康的重要因素，已經(jīng)引起了社會(huì)有關(guān)人士的重視，因此，降低工業(yè)噪聲危害的意義非常重大。液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械的重要組成部分，其由于自身的震動(dòng)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些噪聲，隨著液壓系統(tǒng)高速化以及大功率化趨勢的發(fā)展，其產(chǎn)生的噪聲危害有增大的趨勢，這也在一定程度上阻礙了技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展。

1.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的含義及分類

1.1.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的含義

液壓系統(tǒng)是指借助于油液這種工作介質(zhì)，通過油液壓力能控制各組件，促進(jìn)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的一整套系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)在工作過程中所產(chǎn)生的噪聲，即液壓系統(tǒng)噪聲。

1.2.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的分類

液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲可以分為兩種，一種是流體噪聲類，另一種是機(jī)械噪聲類。流體噪聲是因油液壓力、流速的變化，或氣穴等原因?qū)е碌?，而機(jī)械噪聲則通常是因液壓系統(tǒng)零部件之間的接觸、震動(dòng)和碰撞而產(chǎn)生的。

2.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生原因

2.1.回轉(zhuǎn)體不平衡

液壓系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部的液壓泵、電動(dòng)機(jī)等均做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如果這些部件出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的不平衡現(xiàn)象，就會(huì)形成一定的周期性不平衡力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸的彎曲震動(dòng)，進(jìn)而出現(xiàn)噪聲。

2.2.電動(dòng)機(jī)噪聲

電動(dòng)機(jī)噪聲有三種，它們分別是機(jī)械噪聲、電磁噪聲以及通風(fēng)噪聲。其中，機(jī)械噪聲又包含三種噪聲，一種是轉(zhuǎn)子不平衡引起的噪聲，一種是電動(dòng)機(jī)支架與電動(dòng)機(jī)震動(dòng)引發(fā)的噪聲，最后一種是軸承的不合適設(shè)置形成的噪聲。

2.3.聯(lián)軸器噪聲

聯(lián)軸器是指連接電動(dòng)機(jī)與液壓泵的結(jié)構(gòu)，若電動(dòng)機(jī)與液壓泵不同軸，就可能導(dǎo)致聯(lián)軸器出現(xiàn)偏斜，產(chǎn)生震動(dòng)與噪聲。

2.4.管路噪聲

當(dāng)液壓系統(tǒng)中元件的穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生短期的沖擊波，使管路與泵元件結(jié)合，然后與管路內(nèi)的油液發(fā)生震動(dòng)，如果管路長度等于共振長度，就會(huì)形成管路噪聲。

3.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的控制措施

3.1.改進(jìn)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以降低噪聲為目的的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法主要由以下幾種：①使用低噪聲液壓元件代替高噪聲液壓元件，例如使用葉片泵代替柱塞泵；②從液壓泵的數(shù)量上進(jìn)行控制，液壓泵作為液壓系統(tǒng)形成噪音的重要部分，其產(chǎn)生的噪聲能夠達(dá)到整個(gè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)噪聲的70%以上，因此，在不影響整個(gè)系統(tǒng)正常工作的前提下，要盡量減少液壓泵的數(shù)量，從而減少液壓泵產(chǎn)生的噪聲總量，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲總量自然就會(huì)降低；③在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中添加若干的蓄能器，考慮到蓄能器能夠有效地吸收低頻的脈動(dòng)，可以將蓄能器安裝在回油管形成噪聲的位置上，當(dāng)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管道出現(xiàn)噪聲時(shí)，蓄能器就能有效地降低回油管部位產(chǎn)生的噪聲，從而降低了整個(gè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的噪聲；④在液壓系統(tǒng)中設(shè)置液壓濾波器或消振器，衰減脈沖震動(dòng)，從而降低噪聲。

3.2.選擇合適的液壓零部件

3.2.1.正確選用和改進(jìn)液壓泵

使用技術(shù)柱塞的柱塞泵能有效減少柱塞泵輸出流量的脈動(dòng)幅值與脈動(dòng)頻率，同時(shí)，齒數(shù)多、齒輪模數(shù)小的齒輪泵也可有效減輕齒輪機(jī)械摩擦震動(dòng)；液壓泵的吸油口要足夠大，且安裝時(shí)要深入液壓面以下，自吸能力有限的主泵可以設(shè)置輔助補(bǔ)油泵。此外，也可通過在泵出口處安裝蓄能器、濾波器的方法來吸收壓力脈動(dòng)，減少噪聲。

3.2.2.改進(jìn)液壓閥

改變換向閥的換向時(shí)間、換向時(shí)的開啟方式與開啟速度等均能減少執(zhí)行結(jié)構(gòu)工作腔的壓力沖擊。對于壓力閥，應(yīng)當(dāng)參照規(guī)定對開啟的壓力進(jìn)行管理控制，或者在其結(jié)構(gòu)上進(jìn)行輕微的改動(dòng)，從而可以有效地消除由氣穴噪聲與高速液沖擊固定界面而形成的噪聲。對于節(jié)流閥與溢流閥，可采用多級(jí)節(jié)流、縫隙節(jié)流的方式代替小孔節(jié)流，以縮小壓力降的比率。對于換向閥，應(yīng)當(dāng)科學(xué)調(diào)節(jié)控制油路內(nèi)的節(jié)流元件，使換向更加平穩(wěn)，沖擊更小。

3.2.3.正確連接液壓泵和電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)與液壓泵的降噪方法可以選擇如下：①借助于先進(jìn)的消聲材料或者吸聲材料制作成防護(hù)罩，把液壓泵和電動(dòng)機(jī)同外界隔開，避免液壓泵以及電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)一步地傳播；②調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的安裝精度，使同軸度在0.02mm以下；③用橡膠塊把有可能傳遞震動(dòng)的零部件隔離開，同時(shí)還可以設(shè)置若干的消聲器以及蓄能器輔助降低噪聲。

3.2.4.合理安裝輔助元件

輔助元件例如固定卡子出現(xiàn)松脫現(xiàn)象、管路存在死彎現(xiàn)象也是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)出現(xiàn)噪聲的重要原因。為此可以從兩個(gè)方面對其進(jìn)行控制，一是在布置管路時(shí)，在不影響整體工作的前提下要盡量避免或減少管路的死彎，二是要注意保持卡子始終有牢固的狀態(tài)。管路的彎曲角度應(yīng)當(dāng)在30°以下，彎頭曲率半徑在管道直徑的5倍以上。管路要盡量短，比較長的油管需要彼此分開設(shè)置，或者增加支撐管架的數(shù)量，或者借助于液壓集成塊來代替管道，以減少工程機(jī)械液壓系統(tǒng)工作進(jìn)程中的震動(dòng)幅度。最后，還應(yīng)當(dāng)保證密封元件有一個(gè)良好的密封性能，避免空氣進(jìn)入工程機(jī)械液壓系統(tǒng)，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中也需要進(jìn)行蓄能器、震動(dòng)沖擊吸收裝置以及放氣裝置的科學(xué)合理布置，達(dá)到整體降噪的目的。

4.結(jié)語

綜上所述，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生脈動(dòng)、沖擊的原因是多方面的，不僅與組成系統(tǒng)的各個(gè)部件有關(guān)，而且與他們之間的連接密切相關(guān)，即使各個(gè)部件正常工作，但各部件之間的互相干涉也會(huì)產(chǎn)生噪聲。液壓系統(tǒng)噪聲的控制，需要從整體上把握，從各個(gè)環(huán)節(jié)著手，根據(jù)震動(dòng)機(jī)理采取相應(yīng)措施，只有這樣，才能杜絕、減少液壓系統(tǒng)的噪聲，減少噪聲危害，減少職業(yè)病的發(fā)生，保護(hù)勞動(dòng)者的健康。

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