數(shù)控機床液壓系統(tǒng)振動與噪聲的防治及改進

1、數(shù)控機床液壓系統(tǒng)振動與噪聲的防治及改進現(xiàn)代人對健康有著較高要求，而現(xiàn)階段影響人體健康的不僅 是食物，還有噪聲。在數(shù)控機床運行中很容易因液壓系統(tǒng)存在問 題而帶來一定的噪聲，這種噪聲分貝往往超過了人的承受范圍， 在影響人體健康的同時也給數(shù)控機床正常使用帶來不利影響，因此，如何防治數(shù)控機床液壓系統(tǒng)振動與噪聲就成為現(xiàn)階段最重要 的工作。一、導致液壓系統(tǒng)振動與噪聲產(chǎn)生的因素通過對數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的研究可以發(fā)現(xiàn)，促使液壓系統(tǒng)振 動與噪聲產(chǎn)生的因素主要有以下幾種：第一，零件不平衡、不同 心或間隙調(diào)整不當。首先，因受到零件不平衡的影響，導致液壓 系統(tǒng)中尤其是電動機、馬達等在快速運轉(zhuǎn)的影響下， 經(jīng)常會因設 計與

2、制造不當?shù)葞韽澢駝拥龋?由此產(chǎn)生的振動就會通過基座 擴散到其他部件中，此時不僅會帶來振動，也會帶來一定噪聲。 其次，零件安裝不當，在液壓系統(tǒng)安裝時，經(jīng)常會因部件安裝缺 乏公平性等帶來噪聲。最后，聯(lián)軸器配合不當會帶來噪聲。在數(shù) 控機床液壓系統(tǒng)中，聯(lián)軸器起到連接作用，是液壓泵與電動機連 接中不可缺少的一部分，如果聯(lián)軸器出現(xiàn)偏斜等情況， 難免會帶 來振動與噪聲。第二，液壓泵、氣體流動以及控制閥等帶來的噪 聲。在液壓系統(tǒng)運行中，在流體的作用下經(jīng)常會出現(xiàn)噪聲。通過 研究發(fā)現(xiàn)，導致液壓泵噪聲產(chǎn)生的因素與液壓功率有關，在液壓 功率不斷增大的情況下，噪聲也會逐漸增加，流量脈動、壓力沖 擊等都會帶來一定噪聲

3、。同時，氣體流動也會帶來噪聲。如果油 液中夾雜空氣， 那么就會讓氣泡懸在液壓油中， 并在其中形成氣 穴，在這樣的油液壓力升到一定高度以后， 氣泡便會轉(zhuǎn)眼間被壓 破且?guī)碓肼暋４送?，在液壓系統(tǒng)中有大量的控制閥，這些控制 閥在使用中經(jīng)常會因受背壓、方向等因素的影響產(chǎn)生振動與噪 聲。二、數(shù)控機床液壓系統(tǒng)振動與噪聲的防治及改進措施 為減少數(shù)控機床液壓系統(tǒng)振動與噪聲產(chǎn)生，避免噪聲擴大 化，應從以下幾方面做好防治與改進：（一）液壓系統(tǒng)結構的改進 在數(shù)控機床液壓系統(tǒng)控制的過程中， 應重視低噪聲液壓元件 的運用，通過研究發(fā)現(xiàn)，老式液壓泵多以柱塞泵或齒輪泵為主， 它們噪聲的振動與噪聲相對于葉片泵要大很多，額定壓

4、力也很 高，所以，很多數(shù)控機床液壓系統(tǒng)中依然采用柱塞泵或齒輪泵， 針對這種情況就需要改進葉片泵額定壓力， 至少應保證其額定壓 力在20MPa左右，以此減少振動與噪聲。其次，控制好液壓泵數(shù) 量。通過研究發(fā)現(xiàn)，在液壓泵數(shù)量減少的情況下，振動與噪聲也 會減少，所以，這就需要控制好液壓泵的數(shù)量，在傳統(tǒng)液壓系統(tǒng) 需要借助多個液壓泵調(diào)節(jié)流量與壓力，為保證液壓泵流量與壓 力，可以按照比例調(diào)整壓力與流量， 以此減少液壓泵數(shù)量。 再者， 將蓄能器應用其中， 在壓力脈動的作用下很容易出現(xiàn)噪聲， 為消 除噪聲可以將蓄能器應用進來， 盡管蓄能器的容量小， 但其慣性 相對較小，反應也很靈敏，在利用蓄能器的過程中，應將蓄

5、能器 頻率控制在幾十赫茲左右，以便減少壓力脈動。最后，做好消振 器與濾波器設置，一般來講，消振器有很多形式，可以應用的消 振器有高頻壓力消振器、 微穿孔液消振器。 在實際利用中常見的 濾波器有液壓濾波器， 這些設備的應用都可以最大程度地減少振 動與噪聲。（二）液壓裝置安裝方式的改進為做好振動與噪聲控制， 還需要進一步改進液壓裝置安裝方 式，可以從以下兩方面入手：第一，安裝合適的液壓泵。在安裝 液壓泵與電動機的過程中，應保證兩者的軸度誤差不超過 0.02mm且將柔性聯(lián)軸器應用其中。在安裝液壓泵的過程中，若 泵與電動機安裝在油箱蓋上， 那么就需要在油箱蓋上安裝好防振 材料與消聲材料， 同時也可以結

6、合實際， 將吸油高度與吸油密度 較好的設備應用其中，只有這樣才能保證設計合理。第二，管道 安裝。做好管道安裝也是一項十分重要的工作， 為做好防振與噪 聲消除，可以用軟管實現(xiàn)連接，并適當縮短管道長度，提高管道 剛性，避免管道之間發(fā)生共振的情況。同時，在密封的過程中， 應以垂直密封為主， 對于閥類部件來說， 在實際利用中應重視彈 簧的應用， 且注意加密封墊的運用， 防止油管中因夾雜空氣導致 振動與噪聲。此外，還要控制好管道彎曲度，最大不超過 30 度， 且彎頭曲率半徑應在管道直徑的五倍以上。（三）選擇合適的油液 在液壓系統(tǒng)振動與噪聲防治的過程中，還要重視油液的選 擇，并避免油液受污染。在選擇油液的

7、過程中，應避免選擇黏度 過高的油液， 如果將這樣的油液應用其中， 就會給液壓泵帶來一 定的較大吸入阻力，進而產(chǎn)生噪聲，所以，應控制油液黏度，保 證油液具有良好的消泡能力，盡管這樣的做法需要大量資金投 入，但其后期效果較好，不僅可以延長設備運行壽命，還能減少 對液壓泵及元件的損害。通過研究發(fā)現(xiàn)，抗磨液壓油凝點較高， 總體效果較好，所以，最好選擇抗磨液壓油。同時，再好的油液 受到污染以后都無法發(fā)揮應有作用， 一旦油液受到污染， 就會出 現(xiàn)油箱內(nèi)濾網(wǎng)堵塞的情況， 也會帶來油泵無法順利吸油， 更會影 響回油，并帶來噪聲與振動，針對這種情況，就需要相關工作人 員經(jīng)常清洗油箱，在注油的過程中可以將過濾器或

8、濾網(wǎng)應用其 中，這樣就可以再次對油液做過濾，提升油液質(zhì)量，還要在油液 底部設置好隔板， 在隔板的作用下， 回油區(qū)中的油液在沉淀的作 用下就會將雜質(zhì)留在回油區(qū)中，有效防止了油液流回到吸油區(qū) 中。（四）避免液壓沖擊 在防止液壓沖擊的過程中，可以從以下兩方面入手：第一， 當閥口突然關閉時的液壓沖擊。 在解決此類問題的過程中， 應適 當降低換向閥關閉速度， 隨著換向閥關閉速度的降低， 換向時間 就會提升， 在制動換向時間高于 0.2s 以后，沖擊壓力便會下降，所以，可以將具有可調(diào)性的換向閥應用到液壓系統(tǒng)中。 由于流速 也是導致振動與噪聲產(chǎn)生的因素， 所以，在防止液壓沖擊的過程 中也要控制好流速，最好將

9、管道流速控制在每秒4.5m 以下。同時控制好管道長度， 盡量不選擇帶有彎度的管道， 并將軟管作為 主要管道。 為最大程度地減少液壓沖擊， 最好在滑閥關閉以前適 當控制好液體流速， 這也是有效減少液壓沖擊的有效方式。 第二， 當運動部件制動與減速時帶來液壓沖擊。 在防治此類沖擊時， 首 先，可以在液壓缸入口與出口處設置好反應靈敏、 靈活性好的安 全閥，最好以直動安全閥為主，且控制好其壓力，只有這樣才能 避免壓力過高帶來的沖擊。其次，將減速閥作為應用重點，以此 避免因油路關閉過緩帶來不必要的沖擊， 同時還要控制好運動部 件速度，它的速度應控制在每分鐘 10m以下。再者，為避免液壓 沖擊過大， 最好

10、在液壓缸上部設置一定的緩沖設備， 這樣不僅可 以防止液壓缸中的排油速度過快，還能控制好液壓缸運行速度， 避免產(chǎn)生過大沖擊， 另外，還要在液壓缸中安裝好平衡閥與背壓 閥，這樣不僅可以最大程度地降低液壓的流動速度， 還能有效避 免前沖，這也是提升背壓壓力的有效方式。最后，有必要將具有 阻尼作用的換向閥應用其中， 以大型阻尼為主， 且將單向節(jié)流閥 關閉，并控制好潤滑壓力，避免潤滑壓力過高。在減少液壓沖擊 的過程中， 還要控制好液壓缸缸體的間隙度， 防止間隙度過大或 密封不合理影響液壓系統(tǒng)正常運行， 為防范此類事件的出現(xiàn)， 最 好應用新型活塞， 設置好合適的密封件， 只有這樣最大程度地避免不良事件的產(chǎn)生。通過以上研究得知，導致數(shù)控機