工廠車間裝置的液壓系統噪聲源分析以及降噪治理

噪音不管是對液壓系統的使用壽命和效能，還是對其安全以及隱蔽性都是非常不利的。鑑於此，針對液壓系統的噪音進行分析，給出一些積極有效的

降噪措施

。目前噪聲問題已嚴重阻礙了液壓技術的進一步發展。噪聲加速磨損著系統設施，並威脅著液壓系統的穩定以及安全性。特別是對工廠液壓系統而言，噪聲的危害性更大，因此，液壓系統的噪聲以及降噪方法目前已經受到了國內外很多相關人士的重視。

工廠液壓系統噪聲問題的來源

液壓系統噪聲問題主要由液壓元件引發即：

由壓力閥引發的壓力脈動；

液壓泵帶來的壓力脈動引發的震動；

換向閥因為換向帶來的壓力衝擊；

液壓閥在以很快的速度液流時會給固定介面造成一定的衝擊進而帶來噪聲；

電動機帶來噪聲的進一步疊加；

液壓管路自身的振動；

液壓介質記憶體在氣體引發的噪聲。

工廠液壓系統的噪聲分析以及降噪方法

液壓源的噪聲分析以及降噪方法

液壓泵噪聲在液壓系統的所有噪聲中佔據著重要地位。液壓泵噪聲由氣穴現象，流量脈動以及壓力脈動共同導致。

當泵體吸油腔中壓力過低時（這是與油液當時所在溫度條件下的空氣分離壓相比而言），已於油液融為一體的空氣就會再次析出並以氣泡形式進到高壓腔內，這時氣泡破裂，帶來區域性範圍內的高頻壓力衝擊，這樣噪聲就出現了。為避免氣穴現象，就要保證液壓系統內維持適當的壓力，一般要降低流經節流小孔附近的壓力差，小孔附近的壓力比通常不應超過3。5；與此同時，還要透過吸油過濾器（大容量）以及吸油管（大直徑）來避免油液內進空氣，減緩吸油管內的液流速度。

液壓泵利用其工作內腔容積的規律性變化來完成吸油以及排油活動，其工作腔中壓油腔以及吸油腔之間會忽然想通，這樣油液就可流動，油液只要流動就會存在流量脈動，而流量脈動又會形成壓力脈動，這樣噪聲就出現了。流量脈動大小和泵體本身的結構以及引數有密切的關係，因此改善泵體結構，最佳化引數就能降低泵體自身的流量脈動，與此同時將蓄能器設置於液壓泵前也能降低液壓泵自身的流量脈動，達到降低噪聲的目的。

液壓控制元件的噪聲分析以及降噪方法

節流閥以及溢流閥是液壓控制元件中最易帶來噪音的部分。其之所以會產生噪音通常都由突然的壓力變化導致，壓力變化幅度與產生噪音的大小呈正比關係。

其中溢流閥噪聲由液壓衝擊，油液振動以及氣穴等共同導致。溢流閥包括三個部件即彈簧，閥芯以及閥座，當油液透過閥芯那非常狹窄的縫隙時，會形成快速流動的噴射液流，再加之油液壓力以及錐閥徑向力都分佈失衡，因此極易出現氣穴以及衝擊振動。降噪方法有：最佳化設計閥內流道，防止氣穴，保證閥內壓力的平衡。

節流閥是憑藉通流面積不斷改變的方式來實現流量的改變的，據相關研究可知，節流閥噪聲大部分都來源於氣穴現象，氣穴噪聲要高於一般的背景噪聲（大約高出30dB），屬於一種高頻噪聲。降噪措施：閥口設計為階梯狀，對油液進行二次節流，可以顯著減少閥口周圍的壓力梯度，有效抑制氣穴現象形成，在此需要注意的是，在設計時務必要增加節流口下游側部位的背壓，起碼不能比空氣分離壓力低，與此同時還應注意做好排氣設計工作。

一般來說，換向閥噪音儘管不是很大，但依然應給予應有的重視。換向閥猛然的開關以及換向，都會使油液流速發生很大的變化，引發液壓馬達以及負載傳動體二者的衝擊，最終帶來振動以及噪聲。衝擊力強弱以及噪聲大小和系統壓力呈正比，和換向時間呈反比。如果液壓系統內安裝的是電磁換向閥，那麼可把開關閥換成先導緩衝閥同時結合換向主閥，並將節流閥安裝在兩閥之間，以增加轉換時間，放慢轉換速度，進而達到降低液壓控制系統在開啟，關閉以及換向時對系統裝置的衝擊的目的。

液壓執行元件的噪聲分析以及降噪方法

主要是液壓馬達，它的結構和液壓泵差不多，但是工作原理卻與其可逆。液壓馬達噪聲包括流體和機械兩種噪聲。

流體噪聲由流量脈動以及壓力脈動共同導致，如果馬達內部結構發生了變化而且這種變化是非常不均勻的，則由此帶來的噪音一般都無法消除。降噪方法：將蓄能器安裝在馬達進油口前能顯著減少馬達進油口部位的油液脈動噪聲，此外進行撓性軟管的設定也能發揮減少壓力脈動的功能。

機械噪聲才是液壓馬達最主要的部分。馬達以及傳動體產生的衝擊噪聲或者是迴轉體由於不均衡而產生的噪聲或者是馬達輸出軸以及傳動軸因為同軸度誤差而產生的噪聲都是機械噪聲的來源。

其中關於衝擊噪聲，不管是結構不當，還是加工以及裝配存在誤差都會引發衝擊噪聲，當然液壓油突然壓力發生變化一直都是引發衝擊噪聲的主要原因；在整個液壓系統內，不管是液壓泵還是液壓馬達其運作速度都是非常快的，這時若迴轉體不均衡的話，就會形成規律性不均衡力，該力在運轉過程中會使轉軸發生彎曲併產生振動以及噪聲，振動的持續傳遞，最終會使管路以及附件都開始振動並出現噪聲。

降噪方法：利用動平衡試驗機開展動平衡檢驗，也可以透過模擬軟體開展動態模擬分析，發現不平衡原因，給予補償，以控制因為不平衡因素而導致的低頻噪聲；關於馬達輸出軸以及傳動軸，在設計時應採取耦合件形式，如果可以的話，可選擇彈性聯軸器來縮小兩軸因為不同心而帶來的誤差。一般來說，同軸度誤差應小於0。08。

液壓管道的噪聲分析以及降噪方法

因為液壓泵規律性的流量脈動，使得液壓系統形成壓力脈動，進而使系統內的管道以及元件也產生了規律性振動，並最終引發噪音。特別是如果系統以及管道二者振動頻率一樣時，液壓系統不管是振動還是噪音都會進一步加劇。所以在進行管路設計的過程中，務必要保證管長合適，以儘可能不和系統振動頻率相同或者是接近。通常都是這樣做的，即將一些管夾放進管路內，來增強管道連線剛度，調節管道頻率，一般都會將管路固有頻率維持在（20～30）f範圍外（f代表系統脈動源頻率）。

降噪方法：最佳化設計管道空間，保證管長合適，管路最好筆直，彎折部分的半徑起碼應5倍於管路直徑。為抑制管道噪聲的傳播，防止出現共振，應將阻尼材料敷於管道壁上，以藉助阻尼作用的發揮來減小管道振動，對空氣輻射噪聲特別是高頻噪聲進行抑制。部分高分子材料，瀝青以及聚氨酯橡膠都是阻尼材料。如果可以的話，應儘可能用液壓整合塊來作管道之用，以避免振動。保證合適的管路直徑，以降低管路中油液的流動速度，減小衝擊。