液壓設(shè)備的噪聲分析與控制措施研究

李成平

摘 要：隨著我國(guó)技術(shù)水平的不斷提高，液壓設(shè)備的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。液壓設(shè)備仍存在噪音方面的問題，雖然與其他設(shè)備相比，液壓設(shè)備的噪音已經(jīng)明顯降低了，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，液壓設(shè)備的噪聲發(fā)生頻率越來越高了。因此，不得不對(duì)液壓設(shè)備的噪音標(biāo)準(zhǔn)提出新的要求。本文將對(duì)液壓設(shè)備的噪聲進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并對(duì)其控制措施進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：液壓設(shè)備；噪聲；控制措施；探究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.063

0 引言

噪聲的危害嚴(yán)重的影響著人們的生活，由于液壓系統(tǒng)正向著高壓、高轉(zhuǎn)速、高功率的方向發(fā)展，導(dǎo)致液壓設(shè)備的噪聲越來越大。液壓設(shè)備的噪聲會(huì)直接影響液壓設(shè)備正常工作，進(jìn)而使得制造出來的工件質(zhì)量和精密度不達(dá)標(biāo)，所以必須重視液壓設(shè)備噪聲問題，對(duì)于一些重要的液壓設(shè)備的噪聲問題，更要進(jìn)行嚴(yán)格控制。用科學(xué)合理的控制措施解決液壓設(shè)備噪聲問題，促進(jìn)液壓系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

1 液壓設(shè)備的噪聲分析

（1）泵和馬達(dá)的噪聲發(fā)生機(jī)理。噪聲的大小是受轉(zhuǎn)速、壓力和排量等因素影響的，其中噪聲受轉(zhuǎn)速的影響最大，轉(zhuǎn)速越快則噪聲越大。而在液壓設(shè)備中，最大的噪聲來源就是泵和馬達(dá)，所以要想降低泵和馬達(dá)的噪聲，就要盡可能的降低轉(zhuǎn)速，并且還有要根據(jù)轉(zhuǎn)速配以相應(yīng)的排量和壓力，進(jìn)而達(dá)到所需求的功率。泵和馬達(dá)一般以三種形式產(chǎn)生噪聲，分別是可聞噪聲、振動(dòng)噪聲以及脈沖噪聲。可聞噪聲是以空氣作為介質(zhì)進(jìn)行噪聲傳遞的形式，振動(dòng)噪聲就是通過設(shè)備結(jié)構(gòu)傳遞噪聲的形式，而脈沖噪聲則是以流體作為傳遞介質(zhì)傳遞噪聲的一種形式。液壓設(shè)備中，液壓泵產(chǎn)生的可聞噪聲并不大，但卻產(chǎn)生了極大的振動(dòng)噪聲和脈沖噪聲，振動(dòng)噪聲和脈沖噪聲的能量是可聞噪聲的一千倍，并且兩者的能量若作用于管路和相關(guān)設(shè)備上，會(huì)導(dǎo)致更大的可聞噪聲產(chǎn)生，對(duì)液壓系統(tǒng)的影響頗大，也會(huì)使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。因此，一定要采取合理、有效的措施來控制這三類噪聲。

（2）閥的噪聲發(fā)生機(jī)理。液壓系統(tǒng)中，閥門是控制流體流動(dòng)的主要元件，閥門噪聲往往是由于流體經(jīng)過閥門時(shí)，壓力受到變化而產(chǎn)生的，在節(jié)流閥和溢流閥處噪聲更為明顯。閥的噪聲一般分為嘯叫聲和嘶嘶聲兩種。有些使用時(shí)間較久的閥門其中有些損壞的元件會(huì)發(fā)出嘯叫聲，這時(shí)只要將損壞的元件換成新元件就可以消除這種噪聲。而一般情況下引起嘯叫聲的原因是共振，這種原因?qū)е碌脑肼暫茈y消除，只能更換掉其他結(jié)構(gòu)的閥門才能消除這種嘯叫聲。如果流體在閥內(nèi)流經(jīng)閥門時(shí)，使壓力發(fā)生了變化就會(huì)產(chǎn)生一種不平衡力，流體中所存在的氣泡就會(huì)收到不平衡力的影響而爆裂并發(fā)出嘶嘶聲。閥所產(chǎn)生的噪聲并沒有多大，在操控室以外幾乎就聽不到這種噪聲了。消除這種嘶嘶聲理論上可以利用高背壓的方式來消除，但一般情況下，閥的工作狀態(tài)不可以為高背壓狀態(tài)。所以若在一些要求高噪聲標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)合，就可以采用造價(jià)非常昂貴的無(wú)泡閥門來消除閥的噪聲。

（3）管路的噪聲發(fā)生機(jī)理。由于液壓泵和馬達(dá)中存在具有周期性的脈沖振動(dòng)的流體，所以也會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)中的元件和管路發(fā)生脈沖振動(dòng)，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生噪聲。當(dāng)管路的振動(dòng)頻率接近于液壓系統(tǒng)的固定頻率時(shí)，所產(chǎn)生的共振會(huì)導(dǎo)致噪聲更大，嚴(yán)重情況下能造成管路和設(shè)備都被損壞，進(jìn)而發(fā)生事故。

2 噪聲的控制措施

（1）降低或消除液壓油中的空氣含量。想要有效的降低液壓泵所產(chǎn)生的噪音，就要從降低或消除液壓油中的空氣含量入手。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：液壓油中的空氣含量與泵的噪聲有著密切的關(guān)聯(lián)。并且若液壓油中含有0.1%容積的空氣時(shí)，泵的噪聲會(huì)非常明顯的變大；若液壓油中含有1%容積的空氣時(shí)，對(duì)泵的噪聲控制就會(huì)失效，其噪聲很有可能比其他機(jī)械傳動(dòng)裝置的噪聲還要大。所以就要采取各種有效措施，從降低或消除液壓油中的空氣含量入手來降低泵的噪聲。可以將油箱設(shè)置在高于液壓泵的地方來防止空氣混入液壓油中；制作短而粗的液壓油吸入口管路，并且盡量將減少管路的接頭，降低空氣混入液壓油內(nèi)的機(jī)率；改進(jìn)油箱的設(shè)計(jì)，要使油箱中液壓油面以上的空間能夠容納下油泵兩分鐘的排量，進(jìn)而消除回油時(shí)所帶入的少量空氣；還可以在油箱的適當(dāng)位置處安裝擋板，用來延長(zhǎng)油箱中回油的流動(dòng)距離，目的是提供足夠的時(shí)間來讓回油中的空氣自動(dòng)逸出。

（2）利用機(jī)械減振。還可以將液壓泵固定于彈性支座上來減少液壓泵的噪聲。當(dāng)液壓泵與彈性支座相互固定時(shí)，就形成了一個(gè)彈性系統(tǒng)，并且每一個(gè)彈性系統(tǒng)都會(huì)一個(gè)獨(dú)特的自然頻率。若自然頻率低于外界施加的頻率，則有一部分振動(dòng)力會(huì)傳遞到支座上，進(jìn)而達(dá)到隔振的效果。并且自然頻率與外界施加頻率相比之下越低，振動(dòng)力傳遞的就越少，隔振的效果也就越好。

（3）管路防振措施。對(duì)于管路噪聲的防治，可以在連接管路時(shí)選用軟管并采取撓性連接方式。另外，由于軟管是一種良好的聲音發(fā)射體，所以在布置管路時(shí)要盡量使用短軟管，在布置長(zhǎng)管路時(shí)，中間應(yīng)該安裝鋼管，兩頭安裝軟管。僅僅使用軟管連接管路并不能夠有效的減少管路的振動(dòng)，還需要對(duì)管路進(jìn)行彈性安裝，這樣才能夠減少一些傳遞到基座的振動(dòng)和空氣噪聲。對(duì)于管路的空間布置上，要選取合適的管路長(zhǎng)度科學(xué)合理的布置，防止共振造成不良影響。還可以通過涂抹阻尼材料來減少管路的振動(dòng)以及空氣噪聲，并且利用這種方式抑制高頻噪聲的效果最好。若有條件的話，可以用液壓集成塊來代替管路達(dá)到減少振動(dòng)的目的。適當(dāng)增加管路的直徑，降低管內(nèi)液壓油的流動(dòng)速度，也都是可以有效減少噪聲的防振措施。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，液壓設(shè)備正廣泛的被應(yīng)用在人們的生活中，而液壓設(shè)備的噪聲卻是需要重點(diǎn)解決的問題之一。對(duì)液壓設(shè)備進(jìn)行噪聲控制需要貫穿于液壓設(shè)備設(shè)計(jì)的始終，從源頭降低噪聲才能真正的解決液壓設(shè)備的噪聲問題，進(jìn)而才能有效的提高液壓設(shè)備的工作效率以及工作質(zhì)量。結(jié)合本文對(duì)液壓設(shè)備噪聲的分析以及對(duì)噪聲的控制措施的探究，希望能為液壓設(shè)備設(shè)計(jì)人員提供有效的幫助，從而促進(jìn)液壓技術(shù)日后的發(fā)展。

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