液压系统振动与噪声产生的原因及降低措施
一、振动（含共振）和噪声的危害
振动和噪声是液压设备常见故障之一，一般会同时出现。振动和噪声有下述危害。
(1)影响加工件表面质量，使机器工作性能变坏。
(2)影响液压设备工作效率，其原因是为避免振动不得不降低切削速度及走刀量。
(3)振动加剧磨损，造成管路接头松脱，产生漏油，甚至振坏设备，造成设备人身事故。
(4)噪声是环境污染的一个重要部分之一，噪声使大脑疲劳，影响听力，加快心脏跳动，危害人身健康。
(5)噪声淹没危险信号和指挥信号，造成工作事故。
二、共振、振动和噪声产生的原因
整台液压设备是由众多弹性体组成的。每一个弹性体在受到冲击力、转动不平衡力、变化的摩擦力、变化的惯性力以及弹性力等的作用下，便会产生共振和振动，伴之以噪声。
振动包括受迫振动和白激振动两种形式。对液压系统而言，受迫振动来源于液压泵和液压马达等高速运动件的转动不平衡力，油缸、压力阀、换向阀及流量阀等的换向冲击力及流量压力的脉动。受迫振动中，维持振动的交变力与振动（包括共振）可无并存关系，即当设法使振动停止时，运动的交变力仍然存在。
自激振动也称颤振，它产生于设备运行过程中。它并不是由强迫振动能源引起的，而是由液压传动装置内部的压力、流量、作用力及质量等参数相互作用产生的。不论这个振动多么剧烈，只要运动（如加工切削运动）停止，便立即消失。例如伺服阀滑阀常产生的自激振动，其振源为滑阀的轴向液动力与管路的相互作用。
另外，液压系统中众多弹性体的振动，可能产生单个元件的振动，也可能产生两个或两个以上元件的共振。产生共振的原因是它们的振动频率相同或相近，产生共振时，振幅增大。
产生振动和噪声的具体原因如下。
(1)液压系统中的振动与噪声以液压油泵、液压马达、液压缸、压力控制阀最严重，方向控制阀次之，流量控制阀最小。有时表现在液压泵、阀及管路之间的共振上，有关液压元件（泵、阀等）产生的振动和噪声故障，可参阅本书相关内容。
(2)其他原因产生的振动和噪声。
1)电动机振动，轴承磨损引起振动。
2)泵与电动机联轴器安装不同心(要求刚性连接时同轴度≤0.05mm，挠性连接时同轴度≤0.15mm)。
3)液压设备外界振源的影响，包括负载（例如切削力的周期性变化）产生的振动。
4)油箱强度刚度不好，例如油箱顶盖板也常是安装“电动机油泵”装置的底板，其厚度太薄，刚性不好，运转时产生振动，或者电动机安装连接处未使用缓冲垫。
(3)液压设备上安装的元件之间发生共振。
1)两个或两个以上的阀（如溢流阀与溢流阀、溢流阀与顺序阀等）的弹簧产生共振。
2)阀弹簧与配管管路的共振：如溢流阀弹簧与先导遥控管（过长）路的共振，压力表内的波尔登管与其他油管的共振等。
3)阀的弹簧与空气的共振：如溢流阀弹簧与该阀遥控口（主阀弹簧腔）内滞留空气的共振、单向阀与阀内空气的共振等。
(4)液压缸内存在的空气产生活塞的振动。
(5)液压油的流动噪声，回油管的振动。
(6)油箱的共鸣音。
(7)双泵供油回路，在两泵出油口汇流区产生的振动和噪声。
(8)阀换向引起的压力急剧变化和产生的液压冲击等产生管路的冲击噪声和振动。
(9)在使用蓄能器保压压力继电器发讯的卸荷回路中，系统中的压力继电器、溢流阀、单向阀等，会因压力频繁变化而引起振动和噪声。
(10)液控单向阀的出口有背压时产生锤击声。
三、减少振动和降低噪声的措施
(1)各种液压元件产生的振动和噪声排除方法可参阅本书的有关内容。
(2)由于电动机的振动可平衡电动机转子，通过电动机底座下安装防振橡皮垫，更换电动机轴承等方法可解决。
(3)确保“电动机液压泵”装置的安装同心度，一般电动机和液压泵连接通过泵架来实现，所以泵与电动机的孔必须同轴，采用一次装夹、一刀加工的方式。
(4)与外界振源隔离（如开挖防振地沟）或消除外界振源，增强与外负载连接件的刚性。
(5)油箱装置采用防振措施。
(6)采取各种防共振措施。
1)改变两个共振阀中一个阀的弹簧刚度或者使用其调节压力适当改变。
2)对于管路振动，如果用手按压音色变化时则说明是管路振动，可采用管夹和适当改变管路长度与直径大小等方法排除，或者在管路中加入一段阻尼，例如在钢管连接的液压系统中，液压泵出口与整个系统的集成块之间往往有一段橡胶软管，就是出于上述目的。
3)彻底排除回路中的空气。
(7)改变回油管的尺寸。
(8)两泵出油口汇流处，多半为紊流，可使汇流处稍微拉开一段距离，汇流处两泵输出最好成一小于90°的夹角。
(9)油箱共鸣声的排除可采用加厚油箱顶板，补焊加强筋；“电动机一液压泵”装置底座下填补一层硬橡胶板，或者“电动机液压泵”装置与油箱分离。
(10)选用带阻尼的电液换向阀，并调节换向阀的换向速度；或在电磁先导阀的下面叠加单向节流阀。
(11)在蓄能器压力继电器回路中，采用压力继电器与继电器互锁联运电路。
(12)对于液控单向阀出现的振动可采取增高液控压力、减少出油口背压以及采用外泄式液控单向阀等措施解决。 |
