工程机械液压系统噪声的控制措施

摘 要：液压系统由很多复杂的零件构成,在工作进程中,由于受到脉动的影响而产生噪声.为减少工程机械液压系统的噪声,有必要调查噪声源,掌握噪声的频率与特征,并采取行之有效的措施.本文对工程机械液压系统噪声的产生原因进行了分析,并提出了降低液压系统噪声的有效策略,希望可以减少液压噪声对工作人员带来的危害.

关 键 词：工程机械；液压系统；噪声控制

工业噪声是危害工作场所人员健康的重要因素,已经引起了社会有关人士的重视,因此,降低工业噪声危害的意义非常重大.液压系统是工程机械的重要组成部分,其由于自身的震动,不可避免地会产生一些噪声,随着液压系统高速化以及大功率化趋势的发展,其产生的噪声危害有增大的趋势,这也在一定程度上阻碍了技术的继续发展.

1.工程机械液压系统噪声的含义及分类

1.1.工程机械液压系统噪声的含义

液压系统是指借助于油液这种工作介质,通过油液压力能控制各组件,促进液压执行机构工作的一整套系统.液压系统在工作过程中所产生的噪声,即液压系统噪声.

1.2.工程机械液压系统噪声的分类

液压系统产生的噪声可以分为两种,一种是流体噪声类,另一种是机械噪声类.流体噪声是因油液压力、流速的变化,或气穴等原因导致的,而机械噪声则通常是因液压系统零部件之间的接触、震动和碰撞而产生的.

2.工程机械液压系统噪声的产生原因

2.1.回转体不平衡

液压系统正常运转时,内部的液压泵、电动机等均做高速旋转运动,如果这些部件出现运动的不平衡现象,就会形成一定的周期性不平衡力,导致转轴的弯曲震动,进而出现噪声.

2.2.电动机噪声

电动机噪声有三种,它们分别是机械噪声、电磁噪声以及通风噪声.其中,机械噪声又包含三种噪声,一种是转子不平衡引起的噪声,一种是电动机支架与电动机震动引发的噪声,最后一种是轴承的不合适设置形成的噪声.

2.3.联轴器噪声

联轴器是指连接电动机与液压泵的结构,若电动机与液压泵不同轴,就可能导致联轴器出现偏斜,产生震动与噪声.

2.4.管路噪声

当液压系统中元件的稳定状态发生改变时,就会产生短期的冲击波,使管路与泵元件结合,然后与管路内的油液发生震动,如果管路长度等于共振长度,就会形成管路噪声.

3.工程机械液压系统噪声的控制措施

3.1.改进液压系统结构

以降低噪声为目的的液压系统结构改进方法主要由以下几种：①使用低噪声液压元件代替高噪声液压元件,例如使用叶片泵代替柱塞泵；②从液压泵的数量上进行控制,液压泵作为液压系统形成噪音的重要部分,其产生的噪声能够达到整个工程机械液压系统噪声的70%以上,因此,在不影响整个系统正常工作的前提下,要尽量减少液压泵的数量,从而减少液压泵产生的噪声总量,工程机械液压系统所产生的噪声总量自然就会降低；③在工程机械液压系统中添加若干的蓄能器,考虑到蓄能器能够有效地吸收低频的脉动,可以将蓄能器安装在回油管形成噪声的位置上,当工程机械液压系统管道出现噪声时,蓄能器就能有效地降低回油管部位产生的噪声,从而降低了整个工程机械液压系统的噪声；④在液压系统中设置液压滤波器或消振器,衰减脉冲震动,从而降低噪声.

3.2.选择合适的液压零部件

3.2.1.正确选用和改进液压泵

使用技术柱塞的柱塞泵能有效减少柱塞泵输出流量的脉动幅值与脉动频率,同时,齿数多、齿轮模数小的齿轮泵也可有效减轻齿轮机械摩擦震动；液压泵的吸油口要足够大,且安装时要深入液压面以下,自吸能力有限的主泵可以设置辅助补油泵.此外,也可通过在泵出口处安装蓄能器、滤波器的方法来吸收压力脉动,减少噪声.

3.2.2.改进液压阀

改变换向阀的换向时间、换向时的开启方式与开启速度等均能减少执行结构工作腔的压力冲击.对于压力阀,应当参照规定对开启的压力进行管理控制,或者在其结构上进行轻微的改动,从而可以有效地消除由气穴噪声与高速液冲击固定界面而形成的噪声.对于节流阀与溢流阀,可采用多级节流、缝隙节流的方式代替小孔节流,以缩小压力降的比率.对于换向阀,应当科学调节控制油路内的节流元件,使换向更加平稳,冲击更小.

3.2.3.正确连接液压泵和电动机

电动机与液压泵的降噪方法可以选择如下：①借助于先进的消声材料或者吸声材料制作成防护罩,把液压泵和电动机同外界隔开,避免液压泵以及电动机产生的噪声进一步地传播；②调节电动机与液压泵的安装精度,使同轴度在0.02mm以下；③用橡胶块把有可能传递震动的零部件隔离开,同时还可以设置若干的消声器以及蓄能器辅助降低噪声.

3.2.4.合理安装辅助元件

辅助元件例如固定卡子出现松脱现象、管路存在死弯现象也是工程机械液压系统出现噪声的重要原因.为此可以从两个方面对其进行控制,一是在布置管路时,在不影响整体工作的前提下要尽量避免或减少管路的死弯,二是要注意保持卡子始终有牢固的状态.管路的弯曲角度应当在30°以下,弯头曲率半径在管道直径的5倍以上.管路要尽量短,比较长的油管需要彼此分开设置,或者增加支撑管架的数量,或者借助于液压集成块来代替管道,以减少工程机械液压系统工作进程中的震动幅度.最后,还应当保证密封元件有一个良好的密封性能,避免空气进入工程机械液压系统,工程机械液压系统中也需要进行蓄能器、震动冲击吸收装置以及放气装置的科学合理布置,达到整体降噪的目的.

4.结语

综上所述,液压系统产生脉动、冲击的原因是多方面的,不仅与组成系统的各个部件有关,而且与他们之间的连接密切相关,即使各个部件正常工作,但各部件之间的互相干涉也会产生噪声.液压系统噪声的控制,需要从整体上把握,从各个环节着手,根据震动机理采取相应措施,只有这样,才能杜绝、减少液压系统的噪声,减少噪声危害,减少职业病的发生,保护劳动者的健康.