系統(tǒng)噪聲系統(tǒng)噪聲的來源和分析

由于液壓系統(tǒng)的振動和噪聲本身不可避免，而且近幾年，隨著液壓技術(shù)向高速、高壓和大功率方向的發(fā)展，液壓系統(tǒng)的噪聲也日趨嚴(yán)重，并且成為妨礙液壓技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的因素，聲音超過70dB便成為噪聲，使人聽起來極不舒服，甚至使人煩躁不安，噪聲作為污染已經(jīng)日益受到人們的重視。因此研究和分析液壓噪聲和振動的機(jī)理，從而減少與降低振動和噪聲，并改善液壓系統(tǒng)的性能，有著積極而深遠(yuǎn)的意義。

在液壓傳動系統(tǒng)中，各元件或部件產(chǎn)生噪聲和傳遞噪聲程度不同，表1列出了液壓元件或部件產(chǎn)生和傳遞噪聲的名次。表1 液壓元(部)件產(chǎn)生和傳遞噪聲名次表元件與部件 名稱液壓泵溢流閥壓力閥@節(jié)流閥方向閥液壓缸油箱管路產(chǎn)生噪聲的 名次12345556傳遞噪聲的 名次23343212 注:表中@指的是溢流閥之外的壓力控制閥 由于液壓系統(tǒng)的噪聲不只一種，因此最終表現(xiàn)出來的是其合成值，一般來講，液壓系統(tǒng)的噪聲不外乎機(jī)械噪聲和流體噪聲兩種，下面予以分析說明。

機(jī)械噪聲是由于零件之間發(fā)生接觸、撞擊和振動而引起的。

① 回轉(zhuǎn)體的不平衡

在液壓系統(tǒng)中，電動機(jī)、液壓泵和液壓馬達(dá)都以高速回轉(zhuǎn)，如果它們的轉(zhuǎn)動部件不平衡，就會產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動，因而產(chǎn)生噪聲，這種振動傳到油箱和管路時，發(fā)出很大的聲響，為了控制這種噪聲，應(yīng)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行精密的動平衡實(shí)驗(yàn)，并注意盡量避開共振區(qū)。

② 電動機(jī)噪聲

電動機(jī)噪聲主要是指機(jī)械噪聲、通風(fēng)噪聲和電磁噪聲。機(jī)械噪聲包括轉(zhuǎn)子不平衡引起的低頻噪聲，軸承有缺陷和安裝不合適而引起的高頻噪聲以及電動機(jī)支架與電動機(jī)之間共振所引起的噪聲?？刂频姆椒ㄊ?，軸承與電動機(jī)殼體和電動機(jī)軸配合要適當(dāng)，過盈量不可過大或過小，電動機(jī)兩端蓋上的孔應(yīng)同軸;軸承潤滑要良好。

③聯(lián)軸器引起噪聲

聯(lián)軸器是液壓泵與電動機(jī)之間的連接機(jī)構(gòu)，如果電動機(jī)和液壓泵不同軸以致聯(lián)軸器偏斜，則將產(chǎn)生振動與噪聲。因此在安裝時，兩者應(yīng)保持在最小范圍內(nèi)。

在液壓系統(tǒng)中，流體噪聲占相當(dāng)大的比例。這種噪聲是由于油液的流速、壓力的突然變化以及氣穴等原因引起的。

① 液壓泵的流體噪聲

液壓泵的流體噪聲主要是由泵的壓力、流量的周期性變化以及氣穴現(xiàn)象引起的。在液壓泵的吸油和壓油循環(huán)中，產(chǎn)生周期性的壓力和流量變化，形成壓力脈動，從而引起液壓振動，并經(jīng)出口向整個系統(tǒng)傳播。同時液壓回路的管道和閥類將液壓泵的壓力反射，在回路中產(chǎn)生波動，使泵產(chǎn)生共振，發(fā)出噪聲;另一方面，液壓系統(tǒng)中(指開式回路)溶解了大約5%的空氣。當(dāng)系統(tǒng)中的壓力因某種原因而低于空氣分離壓時，其中溶解于油中的氣體就迅速地大量分離出來，形成氣泡，這些氣泡遇到高壓便被壓破，產(chǎn)生較強(qiáng)的液壓沖擊。對于前者的控制辦法，設(shè)計(jì)時齒輪模數(shù)盡量取小，齒數(shù)盡量取多，缺載槽的形狀和尺寸要合理，柱塞泵的柱塞個數(shù)應(yīng)為奇數(shù)，最好為7~9個，并在進(jìn)、排油配流盤上對稱開上三角槽，以防柱塞泵的困油。為防止空氣混入，

為減少噪聲，必須對噪聲源進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，測量分析液壓系統(tǒng)的聲壓級，進(jìn)行頻率分析，從而掌握噪聲源的大小及頻率特性，采取相應(yīng)辦法，具體列舉如下:

① 使用低噪聲電機(jī);并使用彈性聯(lián)軸器，以減少該環(huán)節(jié)引起的振動和噪聲;

② 在電動機(jī)，液壓泵和液壓閥的安裝面上應(yīng)設(shè)置防振膠墊;

③ 盡量用液壓集成塊代替管道，以減少振動;

④ 用蓄能器和橡膠軟管減少由壓力脈動引起的振動， 蓄能器能吸收10 Hz以下的噪聲，而高頻噪聲，用液壓軟管則十分有效;⑤ 用帶有吸聲材料的隔聲罩，將液壓泵罩上也能有效地降低噪聲;

⑥ 系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置放氣裝置。

液壓件的表面要求及加工

缸筒作為油缸、礦用單體支柱、液壓支架、炮管等產(chǎn)品的主要部件，其加工質(zhì)量的好壞直接影響整個產(chǎn)品的壽命和可靠性。缸筒加工要求高，其內(nèi)表面粗糙度要求為Ra0.4~0.8µm，對同軸度、耐磨性要求嚴(yán)格。缸筒的基本特征是深孔加工，其加工一直困擾加工人員。

采用滾壓加工，由于表面層留有表面殘余壓應(yīng)力，有助于表面微小裂紋的封閉，阻礙侵蝕作用的擴(kuò)展。從而提高表面抗腐蝕能力，并能延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生或擴(kuò)大，因而提高缸筒疲勞強(qiáng)度。通過滾壓成型，滾壓表面形成一層冷作硬化層，減少了磨削副接觸表面的彈性和塑性變形，從而提高了缸筒內(nèi)壁的耐磨性，同時避免了因磨削引起的燒傷。滾壓后，表面粗糙度值的減小，可提高配合性質(zhì)。

液壓閥作為液壓系統(tǒng)的控制樞紐，運(yùn)動頻繁，對各組成部分器件的精度要求、密封性、可靠性都要求非常高，國外大部分企業(yè)都采用滾壓來提高精度配合。

滾壓加工是一種無切屑加工，在常溫下利用金屬的塑性變形，使工件表面的微觀不平度輾平從而達(dá)到改變表層結(jié)構(gòu)、機(jī)械特性、形狀和尺寸的目的。因此這種方法可同時達(dá)到光整加工及強(qiáng)化兩種目的，是磨削無法做到的。

無論用何種加工方法加工， 在零件表面總會留下微細(xì)的凸凹不平的刀痕，出現(xiàn)交錯起伏的峰谷現(xiàn)象，

滾壓加工原理:它是一種壓力光整加工，是利用金屬在常溫狀態(tài)的冷塑性特點(diǎn)，利用滾壓工具對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產(chǎn)生塑性流動，填入到原始?xì)埩舻牡桶疾ü戎?，而達(dá)到工件表面粗糙值降低。由于被滾壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細(xì)，形成致密的纖維狀，并形成殘余應(yīng)力層，硬度和強(qiáng)度提高，從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法。 無切削加工技術(shù)安全、方便，能精確控制精度，幾大優(yōu)點(diǎn):

1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能達(dá)到Ra≤0.08µm左右。

2、修正圓度，橢圓度可≤0.01mm。

3、提高表面硬度，使受力變形消除，硬度提高HV≥4°

4、加工后有殘余應(yīng)力層，提高疲勞強(qiáng)度提高30%。

5、提高配合質(zhì)量，減少磨損，延長零件使用壽命，但零件的加工費(fèi)用反而降低。

油缸是工程機(jī)械最主要部件，傳統(tǒng)的加工方法是:拉削缸體--精鏜缸體--磨削缸體。采用滾壓方法 是:拉削缸體--精鏜缸體--滾壓缸體，更多技術(shù)可咨詢:

工序是3部分，但時間上對比:磨削缸體1米大概在1-2天的時間，滾壓缸體1米大概在10-30分鐘的時間。投入對比:磨床或絎磨機(jī)(幾萬--幾百萬)，滾壓刀(1仟--幾萬)。液壓設(shè)備的方式

滾壓后，孔表面粗糙度由幢滾前Ra3.2~6.3µm減小為Ra0.4~0.8µm，孔的表面硬度提高約30%，缸筒內(nèi)表面疲勞強(qiáng)度提高25%。油缸使用壽命若只考慮缸筒影響，提高2~3倍，鏜削滾壓工藝較磨削工藝效率提高3倍左右。以上數(shù)據(jù)說明，滾壓工藝是高效的，能大大提高缸筒的表面質(zhì)量。

油缸經(jīng)過滾壓后，表面沒有鋒利的微小刃口，長時間的運(yùn)動摩擦也不會損傷密封圈或密封件，這點(diǎn)在液壓行業(yè)特別重要。

在VAV系統(tǒng)中，比較大的噪聲源除了送、回（排）風(fēng)機(jī)外，還有VAV末端裝置。壓力無關(guān)型的VAV末端都帶有風(fēng)速測量傳感器，這些傳感器一般要求風(fēng)速高于一定數(shù)值才能保證測量準(zhǔn)確，所以流過末端入口的風(fēng)速都比較高，這是末端裝置產(chǎn)生較高噪聲的一個原因。一般的節(jié)流型末端是靠調(diào)節(jié)閥片開度來改變風(fēng)量的，所以，當(dāng)閥片關(guān)小的時候，流經(jīng)閥片的風(fēng)速也增加了，所以，閥門調(diào)節(jié)也是一個產(chǎn)生噪聲的根源。

末端裝置產(chǎn)生的噪聲通過送風(fēng)和外殼傳入室內(nèi)，前者稱為送風(fēng)噪聲（Discharge Noise)，后者稱為輻射噪聲（Radiated Noise）。在末端裝置的產(chǎn)品樣本中，都列有詳細(xì)的噪聲數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)者參考。一般，末端裝置產(chǎn)生的噪聲隨型號增大而增加，隨著后壓差的增加而增加。由于VAV系統(tǒng)的運(yùn)行工況是變化的，勢必室內(nèi)的聲壓級要隨之變化。一般來說，人耳對穩(wěn)定聲壓級的噪聲環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，長時間后，人的感覺就不很明顯了。但是，當(dāng)聲壓級的變化達(dá)到5dB，人的耳朵就能較清楚地感覺到。這就是為什么在有的VAV系統(tǒng)中，室內(nèi)人員有時候能聽到噪聲，而有時候又感覺不到。