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德國REXOTH力士樂液壓系統(tǒng)噪音的產(chǎn)生及消除方法

閱讀:1562          發(fā)布時間:2016-4-25

德國REXOTH力士樂液壓系統(tǒng)噪音的產(chǎn)生及消除方法

力士樂Rexroth液壓傳動系統(tǒng)是由電動機,、力士樂液壓泵、各種控制閥,、液壓缸與馬達及各種輔助裝置(管道,、油箱、冷卻器)等組成,。由于流量與壓力的脈動,、沖擊、氣穴,、紊流,、旋渦而產(chǎn)生液體噪聲,同時傳至各種支架和基礎部件并引起振動,形成機械噪聲,。

Rexroth液壓傳動系統(tǒng)主要噪聲源分析
  
  1.1電動機,、液壓泵
  
  (1)冷卻風扇產(chǎn)生的空氣動力噪聲,。
  
 ?。?)轉(zhuǎn)子和軸承不平衡運轉(zhuǎn)、電磁振動,、各種零部件(機殼,、端蓋等)振動引起的噪聲。
  
 ?。?)流體噪聲,,即齒輪泵、柱塞泵和葉片泵的工作腔,,都會產(chǎn)生不同程度的流量脈動,,當脈動遇到阻力時將轉(zhuǎn)換成壓力脈動,從而產(chǎn)生脈動噪聲和機械振動噪聲,。泵的流體噪聲由多種頻率組成,,頻譜較寬,其壓力脈動基頻與單位時間內(nèi)脈動次數(shù)成正比泵的高頻噪聲由湍流氣穴或沖擊引起,,是沒有規(guī)律性的非峰值噪聲,,其強度不大。
  
 ?。?)機械振動噪聲,。一是由于泵和馬達每個工作腔內(nèi)油壓的周期波動和壓油區(qū)內(nèi)工作腔數(shù)急劇的周期變動引起的振動,其激振力是有規(guī)律的,;二是由于油液粘度太大或管道阻力太大造成供油不足,,產(chǎn)生氣穴、氣蝕現(xiàn)象,,引起激烈振動,,振動是不規(guī)則的;三是齒輪泵,,齒輪嚙合也產(chǎn)生嚙合聲,。在節(jié)點上兩齒相對滑動速度為零,而摩擦力和滑動速度的大小,、方向均改變,,導致節(jié)點脈沖沖擊引起噪聲,它隨著負荷,、轉(zhuǎn)速,、齒面粗糙度的增加而增大,。當然,齒輪嚙合變形,,造成輪齒碰撞,,同樣會使齒輪振動而引起噪聲。這種沖擊噪聲直接與齒形誤差,、周節(jié)偏差,、軸線不平行度、齒面粗糙度等因素有關,。
  Rexroth各種閥體
  
  液壓閥,、溢流閥、單向閥,、隨動閥等閥芯都是支承在彈簧上的,,當彈簧質(zhì)量、阻尼與負載相匹配的有關系數(shù)超過臨界值時,,閥芯就會因壓力脈動或其它振動而產(chǎn)生持續(xù)的自激振動。在油泵壓力脈動的激勵作用下,,外來的干擾頻率剛好為某一狀態(tài)下閥的固有頻率時,,將引起共振,增大噪聲,。
  1.3管道
  
  閥的開啟,、泵的起動、系統(tǒng)的卸荷或外載負荷變化等,,在由穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的短暫時刻,,管道內(nèi)部將產(chǎn)生沖擊波,在一定條件下,,油管與泵或閥相結(jié)合就會產(chǎn)生管道系統(tǒng)中油液的持續(xù)振動,,當管路長度剛好等于發(fā)生共振的管路長度時,就會產(chǎn)生強烈的高頻噪聲,。
  
  I.4Rexroth油箱
  
  由于其它裝置的激發(fā),,油箱往往產(chǎn)生很大的噪聲,如果液壓泵和電機直接安裝在油箱上面,,產(chǎn)生共振時引起的噪聲則更大,。
  
  2。對各種噪音的控制方法
  
  2.1合理選擇電動機和液壓泵
  
  Rexroth液壓系統(tǒng)的設計應同時考慮工作性能和噪聲,,對噪聲指標應有所了解和要求,。
  
  (1)降低電機噪聲,。首先必須按《電機噪聲限值標準》選用電機,,其次是要設計好風扇。風扇形狀好、直徑小,、圓周速度低,,也能收到降噪的效果。還要注意降低電磁噪聲,,平衡轉(zhuǎn)子,、提高電機精度、穩(wěn)定電源及電壓都能消除風罩共振等噪聲,。zui后應從設計,、制造、選配,、安裝等方面著手控制機械噪聲,,如轉(zhuǎn)子偏心引起的低頻噪聲、軸承缺陷引起的高頻噪聲,、支架與電機的共振產(chǎn)生的噪聲等等,。
  
  (2)選擇脈動小的液壓泵,。齒輪泵,、葉片泵、力士樂柱塞泵等由于結(jié)構上的原因,,排出的油液帶有脈動性,,這個脈動油液將激發(fā)機械振動而成為噪聲源,所以應盡量選用脈動較小的泵,,既要考慮負載大小的要求,,又要考慮降低噪聲的要求。例如:內(nèi)嚙合齒輪泵比外嚙合齒輪泵脈動要小得多,,前者的脈動量為排油量的1%,,而后者可達25%,而螺桿泵的脈動和噪聲均zui低,。
  
  2.2防止管道振動
  
  液壓系統(tǒng)的振動性質(zhì),、振幅與管道長度、材料,、支承形式及位置和聯(lián)接構件的性質(zhì)等因素有關,。為了防止共振,可把配管系統(tǒng)的固有頻率控制在激振源頻率的1/3到3倍的范圍以外,,大多情況下,,激振源的頻率是不能隨意改變的,因此,,需要從配管系統(tǒng)的固有頻率上進行調(diào)整,。例如:在振動大的地方加支撐或固定以及改變閥體的安裝位置等,。
  
  由于管路安裝在基礎件上不可能十分完善,設計的自振頻率值一般小于實際情況,,所以要求配管
  
  的支撐盡可能設置在堅固的臺架上,。在液壓泵壓油管中間或?qū)⑴c油管聯(lián)接的部分換成橡膠軟管,可以緩沖振動的作用,。將排油管同支撐構件與鄰近構件隔離開來,、用隔聲材料包復管路、增加管路的剛度等都是防止管路系統(tǒng)的振動和噪聲的有效措施,。
  
  2.3Rexroth降低控制閥的流體噪聲
  
 ?。?)換向閥的沖擊。換向閥急速關閉或打開,,因流體的慣性,,將引起液壓沖擊,因此降低閥芯移動速度,,延長換向時間,,即可減小沖擊和噪聲。采取在先導部分進行節(jié)流,,使換向閥關閉或打開時間加長,,或者使用帶錐度的換向閥、加設緩沖裝置以及采用電液換向閥都可以緩和沖擊力,。
  
  (2)溢流閥的噪聲,。溢流閥中的流速噪聲與主閥芯及主閥座等零件有密切關系,。可選用主閥芯為錐閥結(jié)構的低噪聲溢流閥,,它的主閥芯錐面角與主閥座錐角的差值小,,因而能較好地防止節(jié)流口部位產(chǎn)生紊流,可使噪聲降低,。
  
 ?。?)流量閥的噪聲。液流壓力和流量的變化,,使節(jié)流閥發(fā)出時大時小的噪聲,。如果節(jié)流閥前后的壓力差大于流量變化很大時,除流速噪聲增加外,,還將產(chǎn)生圈套的渦流噪聲,,在回油管路中還會產(chǎn)生氣穴噪聲。采用分級節(jié)流或選擇適當規(guī)格的流量閥,,可以降低噪聲,。
  
 ?。?)單向閥的振動和撞擊。如果彈簧過硬,,調(diào)定壓力過高,,則振動與撞擊聲也將增大。選取合適的彈簧剛度,,降低通過單向閥的液流速度,,可使噪聲減小。
  
 ?。?)減壓閥的噪聲,。控制減壓閥節(jié)流口前后的壓比不大于3~6倍,,就可以防止氣穴噪聲,。一般采用二級或三級減壓或串聯(lián)液流閥,可減少閥前后壓力比,,使噪聲降低,。減少通過減壓閥的流量,以及使油液粘度減小,,可使流動阻力減少,,則可降低流速噪聲。
  
  2.4減少結(jié)構振動
  
  設計液壓系統(tǒng)時,,為了減少占地,,往往油泵與電機安裝在油箱上,常常激發(fā)油箱產(chǎn)生很大噪聲,。將它們安置在地下,,或在泵及電機與箱蓋之間放置橡膠隔振、與泵聯(lián)接的壓油管換橡膠軟管以及用隔聲材料包覆管路等,,在適當距離上放置彈簧支架固定管道,;在油箱上加厚板壁,布置肋條及撐條,;內(nèi)外壁噴涂阻尼材料等等都可減少振動,,降低噪聲。

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