液压系统噪声控制

液压系统噪声是对工作环境的一种污染,分机械噪声和流体噪声。在液压系统中,电动机、液压泵和液压马达等的转速都很高,如果它们的转动部件不平衡,就会产生周期性的不平衡力,引起转轴的弯曲振动。这种振动传到油箱和管路时,会因共振而发出很大的噪声,应对转子进行动平衡试验,且在产品设计时应应注意防止其产生共振。机械噪声还包括机械零件缺陷和装配不合格而引起的高频噪声。因此,必须严格保证制造和安装的质量,产品结构设计应科学合理。
在液压系统噪声中,流体噪声占相当大的比例,这种噪声是由于油液的流速、压力的突变、流量的周期性变化以及泵的困油、气穴等原因引起的,以液压泵为例,在液压泵的吸油和压油循环中,产生周期性的压力和流量变化,形成压力脉动,从而引起液压振动,并经出油口传播至整个液压系统,同时,液压回路的管路和阀类元件对液压脉动产品反射作用,在回路中产生波动,与泵发生共振,产生噪声。
开式液压系统中混入了大约5%的空气。当系统中的压力低于空气分离压时,油中的气体就迅速地大量分离出来,形成气泡,当这些气泡遇到高压便被压破,产生较强的液压冲击。因此在设计液压泵时,齿轮泵的齿轮模数应量取小值,齿轮取大数,卸荷槽的形状和尺寸要合理,以减小液压冲击;柱塞泵的柱塞数的确定应科学合理,并在吸、压油配流盘上对称的开出三角槽,以防柱塞泵困油;为防止空气混入,泵的吸油口应足够大,而且应没入油箱液面以下一定深度,以防吸油后因液面下降而吸入空气,为减少液压冲击,可以延长阀门关闭时间。

油中混入各种杂质颗粒
油液中的固态污染物主要以颗粒状存在。这些杂质有的是元件加工和装配过程中残留的,有的是液压元件在工作过程中产生的,有的源于外界杂质的侵入,其危害是:
1.油中的各种颗粒杂质会对泵和马达造成危害。当杂质颗粒进入到液压泵齿轮或齿轮马达的齿轮端面和两端盖侧板、齿顶和壳体之间,或当杂质颗粒进入到叶片泵或叶片马达的叶片与叶片槽,转子端面和配油盘、定子与转子(叶片顶部)之间,或当杂质颗粒进入到柱塞泵或柱塞马达的柱塞与柱塞缸体孔,转子与配油盘、滑靴与倾斜盘、变量机构的滑动副之间时,均有可能造成卡死故障。即使不造成卡死故障,也会使磨损加剧。杂质颗粒还有可能堵塞泵前的进油滤油器,使泵产生气蚀或造成多种并发故障。
2.油中各种颗粒杂质会对液压缸造成危害。颗粒杂质会使活塞与缸体、活塞杆与缸盖孔及密封元件产生拉伤和磨损,使泄油量增大,容积效率和有效推力(拉力)降低,如果颗粒杂质卡住活塞或活塞杆,将导致油缸不动作。
3.油中的污染颗粒会对各种液压阀类元件造成危害。污染颗粒可能引起滑阀卡死或节流121堵塞,造成阀动作失灵,即使不产生卡死或堵塞故障,污染颗粒也将使阀类元件运动副过早磨损,配合间隙加大,性能恶化。


由于泵大多数时间为零转速和发热小的特点,伺服控制液压机的油箱可以比传统液压机油箱小,换油时间也可延长,故伺服驱动液压机消耗的液压油一般只有传统液压机的50%左右。自动化程度高、柔性好、精度高伺服驱动液压机的压力、速度、位置为全闭环数字控制,自动化程度高,精度好。另外其压力、速度可编程控制,满足各种工艺需要。
效率高:通过适当的加减速控制及能量优化,伺服控制液压机的速度可大幅提高,工作节拍比传统液压机提高数倍,可达到10/min~15/min。
维修保养方便:由于取消了液压系统中的比例伺服液压阀、调速回路、调压回路,液压系统大大简化。对液压油的清洁度要求远远小于液压比例伺服系统,减少了液压油污染对系统的影响。
