液壓系統的振動故障與對策分析

劉延革

(東北輕合金有限責任公司，哈爾濱150060)

一、液壓系統產生振動和噪聲的原因

在液壓系統中，液壓泵、溢流閥和壓力泵是最容易產生振動的液壓元(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、回轉體處于不平衡狀態和吸油阻力較大。

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

對于上述振動的控制辦法有:在設計時，齒輪的模數要盡可能取小，齒數盡可能取多，缺載槽的尺寸和形狀要合理，柱塞泵的柱塞數應取為奇數，最好是7～9個，并在進油配流盤和排油配流盤上對稱地開上三角糟，防止柱塞泵出現困油的現象。為了防止空氣的混入，泵的吸油口應該足夠大，并且應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)回轉體處于不平衡狀態。液壓系統中，液壓泵、電動機和液壓馬達都在進行高速度的回轉，一旦其轉動部件處于不平衡狀態，液壓系統中就會出現周期性的不平衡的力，這就會引起轉軸的彎曲振動。控制這種振動的方法是用精密的動平衡實驗對轉子進行相關的處理，實驗中要注意盡可能地避開其共振區。

(3)吸油阻力較大。如果液壓泵的吸油阻力較大，在液壓系統中就會產生空穴，在這種條件下液壓系統就會出現振動現象，這是液壓系統產生振動的主要原因。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的流動液體常常因為閥門的關閉而在管路中產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。為避免或減少液壓沖擊，可適當增加閥門的關閉時間，并在有可能出現液壓沖擊的位置或其附近設置一定數量的蓄能器來吸收壓力波，也可以使用軟管或適當地增大管徑，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)電動機振動。電動機振動主要包括電磁振動和機械振動。其中，機械振動包括轉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與電動機支架之間因共振而產生的振動。控制電動機振動的方法是:電動機殼體與電動機軸和軸承的配合一定要適當，其過盈量要適中，電動機的兩端蓋上的孔應同軸，軸承的潤滑要好。

(2)聯軸器振動。聯軸器是連接電動機與液壓泵的機構，一旦電動機和液壓泵不同軸使得聯軸器產生偏斜，就會產生振動。因此，在安裝聯軸器時，電動機與液壓泵之間的軸距應保持在盡可能小的范圍內。

二、解決液壓系統振動的有效措施

為減少或避免液壓系統的振動現象，必須要對液壓系統的振動源頭進行調查，并對液壓系統的聲壓級以及頻率進行相關的測量與分析，從而得到振動源的頻率特性和大小。根據實際情況，采取相應的措施或辦法，具體的措施或辦法主要有:盡量使用低振動的電機，并且聯軸器盡可能要使用彈性的，這樣就可以明顯減少該環節里產生的振動;在液壓閥、液壓泵和電動機的安裝面上設置一定數量的防振膠墊;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;在系統中，應設置必要的放氣裝置;另外，使用帶吸振動功能的防護罩，罩在液壓泵上也可以有效地降低振動。

振動是液壓系統中存在的主要問題，其能夠嚴重損害液壓系統的運行，嚴重妨礙了液壓技術的進一步發展，因此液壓系統振動問題急需關注并且解決。在實際情況中，我們能做到的只是減輕液壓系統的振動，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的振動問題，減輕液壓系統的振動帶來的危害，為我國液壓系統的快速穩步發展添磚加瓦。