摘要：本文主要針對閘門液壓啟閉系統(tǒng)異常產(chǎn)生的原因及控制展開了系統(tǒng)的分析，對液壓啟閉系統(tǒng)異常的振動和噪音作了探討，闡述了異常振動和噪音對系統(tǒng)運行的危害，并提出了一系列相應有效的控制措施，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：閘門；液壓啟閉系統(tǒng)；異常原因；控制

引言

所謂的液壓啟閉系統(tǒng)，一般由液壓系統(tǒng)和液壓缸組成，在液壓系統(tǒng)的控制下，液壓缸內(nèi)的活塞體內(nèi)壁做軸向往復運動，從而帶動連接在活塞上的連桿和閘門做直線運動，以達到開啟、關閉孔口的目的。但在液壓啟閉系統(tǒng)的日常運作中，會受到諸如振動、噪聲等異常的干擾，容易導致液壓啟閉系統(tǒng)的損壞。因此，對于液壓啟閉系統(tǒng)中的異常現(xiàn)象，我們要及時分析其產(chǎn)生的原因，采取必要措施做好控制，以確保液壓啟閉系統(tǒng)的正常運行。

1 液壓啟閉機液壓系統(tǒng)振動與噪聲源分析

1.1 機械振動與噪聲

（1）結(jié)構(gòu)撞擊和摩擦引起的振動與噪聲

零部件的加工精度和裝配精度低，如活塞或活塞桿與缸筒不同心，缸筒內(nèi)壁或活塞桿表面拉毛等，導致機械別勁或摩擦阻力不均，產(chǎn)生振動與噪聲。

（2）回轉(zhuǎn)體不平衡引起的振動與噪音

在液壓的系統(tǒng)中，各種動機和馬達都是高速運轉(zhuǎn)的，所以轉(zhuǎn)動部件的部件是非常不平衡的，就會猶豫不同的振動和轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生噪音。這對于液壓系統(tǒng)來說是非常重要的，能夠在轉(zhuǎn)動時發(fā)生很大的聲響，所以，要合理控制這種噪音，對于轉(zhuǎn)動的部件進行嚴密的實驗和考察，就能夠控制不平衡的清況出現(xiàn)。

（3）聯(lián)軸器引起的振動與噪聲

對于承受徑向力和軸向力方面，往往難以勝任。軸端并不容易安裝帶輪和齒輪等等。要進行聯(lián)軸器的配合使用去完善州的驅(qū)動，要是存在制造的原因，那么就會存在軸度的偏差問題，對于泵的轉(zhuǎn)速來說，要提高離心力就會使得加大聯(lián)軸器變形。變形大又使離心力加大，這樣下去就會造成一定的惡性循環(huán)。

（4）液壓閥的機械振動與噪聲

溢流閥、電磁換向閥、單向閥等的閥芯一般支撐在彈簧上，對振動很敏感，裝配不當，就會產(chǎn)生振動和噪聲。溢流閥的調(diào)壓手輪松動、彈簧變形、阻尼孔堵塞、閥體孔和閥芯有圓柱度或同軸度誤差等也會產(chǎn)生振動和噪聲。

（5）液壓缸的機械振動與噪聲

液壓缸的轉(zhuǎn)向情況下也會引起壓力的沖擊出現(xiàn)，能夠產(chǎn)生波及到管道的某些機械形式的震動就會引起噪音。所以，對于系統(tǒng)的設計來說要注意選擇合理的液壓缸，安裝的時候也要盡可能貼合實際需求，要有精湛的工藝。能夠加一個小型的儲能器是最好的，這樣就能夠減少脈動的情況，能夠減少噪聲的出現(xiàn)。

（6）管路及油箱引起的振動與噪聲

管路和油箱不是振動源，它們的振動是受其他部件振動引起的，如壓力流量脈動、機械振動等。當管路和油箱的固有頻率與振源頻率相同時，就會發(fā)生共振，產(chǎn)生很大的噪聲。管路過細以及截面、方向變化大時，更易產(chǎn)生振動和噪聲。

1.2 流體振動與噪聲

（1）液壓泵的流體振動與噪聲

液壓設備中的主要噪聲源是液壓泵，液壓泵的流量脈動是其固有特性，流量脈動勢必引起泵的出口及管路的壓力脈動，并傳播到整個系統(tǒng)，同時產(chǎn)生振動與噪聲。此外，齒輪泵的困油現(xiàn)象、柱塞泵的倒灌流量、液壓泵的泄漏以及變量泵變量機構(gòu)的遲滯等也是產(chǎn)生噪聲和振動的重要因素。

（2）液壓閥的流體振動與噪聲

油液流經(jīng)節(jié)流孔口或其他閥口時形成高速射流，局部壓力急劇降低，產(chǎn)生氣穴振動與噪聲。從溢流閥和節(jié)流閥里流出的大部分是高壓流體，在噴流和周圍流體之間產(chǎn)生剪切流、紊流或渦流，由此產(chǎn)生高頻振動與噪聲。

（3）液壓沖擊產(chǎn)生的振動與噪聲

當速度高、負載慣性比較大時，系統(tǒng)內(nèi)流動的液體常因閥門突然啟閉或換向而產(chǎn)生液壓沖擊。它不僅引起巨大的振動與噪聲，而且當壓力峰值過大時使液壓系統(tǒng)受到損壞。

（4）氣穴現(xiàn)象引起的振動與噪聲

液壓油中混有約2%～5%的空氣，因此在液壓系統(tǒng)工作時很容易在液壓泵吸油口以及節(jié)流口或狹窄縫隙處產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。氣穴現(xiàn)象發(fā)生后，氣泡隨著油液流到高壓區(qū)時會瞬時破滅，產(chǎn)生較大的局部壓力波動，使系統(tǒng)產(chǎn)生振動與噪聲。氣穴還造成正常輸油量的下降，也導致元件動作遲滯，動作響應性差。

2 振動與噪聲對閘門運行的危害

2.1 振動與噪聲產(chǎn)生的直接危害

在閘門泄流時，往往是閘門上下游的水深與設計不符，由于水流脈動、止水破損漏水等因素引起振動，這些振動也具有相應的頻率，當它接近或達到閘門的自振頻率時，便出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅增大，使閘門發(fā)生強烈的振動。這種振動常常引起的直接后果就是閘門構(gòu)件疲勞，使閘門結(jié)構(gòu)遭受破壞，進而造成閘門的使用功能大大降低。

2.2 振動與噪聲產(chǎn)生的傳播危害

當閘門泄流振動時通過懸吊裝置，傳遞給上面的啟閉設施，使之出現(xiàn)振動，振動的頻率接近或達到其固有頻率時，也會發(fā)生強烈振動，使啟閉機底座固定螺栓疲勞、松動變形，造成機械設備的損壞。而啟閉機固定螺栓的疲勞松動又反過來加劇閘門的振動。

2.3 振動與噪聲產(chǎn)生的次生危害

當閘門存在問題產(chǎn)生振動時，振動的頻率達到或接近附近建筑物構(gòu)件的固有頻率時，也將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，使建筑物構(gòu)件在薄弱環(huán)節(jié)或缺陷處產(chǎn)生裂縫。當建筑物構(gòu)件再次受力時，在此處將產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，使裂縫進一步擴展，出現(xiàn)安全隱患。

3 啟閉機液壓系統(tǒng)振動與噪聲的控制措施

引起啟閉機液壓系統(tǒng)振動與噪聲的原因有其內(nèi)部結(jié)構(gòu)上存在缺陷的內(nèi)因，也有其運行工況方面出現(xiàn)異常的外因。基于前述噪聲源分析，在滿足系統(tǒng)其他功能要求及總體經(jīng)濟可行的基礎上，可從以下方面采取措施。

3.1 降低或消除機械振動與噪聲的技術(shù)措施

降低或消除機械振動與噪聲，通常采取的主要措施有：

（1）使用低噪聲電動機，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）選擇流量脈動小的泵，泵流量脈動由小到大分別是螺桿泵、葉片泵、齒輪泵和柱塞泵。

（3）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10Hz以下的噪聲，而高頻噪聲，用液壓軟管則十分有效。

（4）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。

（5）采用上置式油箱、改善泵吸油阻力，排除系統(tǒng)空氣，設置泄壓回路，延長閥的換向時間，使換向閥閥芯帶緩沖錐度或切槽，采用濾波器，加大管徑等。

3. 2 降低或消除流體振動與噪聲的技術(shù)措施

（1）減少油液中的氣體，其主要措施是油箱要很好密封，內(nèi)部加隔板，油箱上的通氣孔要加空氣過濾器，泵的吸油管要足夠粗，吸油管與壓油管直徑之比一般取1. 7～ 2. 4。吸油管和回油管的端部制成45b，并盡可能相互遠離，插入油液內(nèi)有足夠的深度，但與箱底的距離還應大于2倍的管徑。新泵站或放置較長時間的泵站開始使用時，要利用排氣裝置認真排氣，無排氣裝置的要空載運行一段時間后再開始帶負載使用。

（2）選擇流量脈動小的泵，泵的流量脈動由小到大分別是螺桿泵、葉片泵、齒輪泵和柱塞泵。O形、M形中位機能的換向閥換向精度高，但O形、M形及Y形換向閥換向時平穩(wěn)性差，易產(chǎn)生沖擊振動。為減小換向沖擊，對于流量小于60L/min的換向回路，優(yōu)先選用直流電磁鐵驅(qū)動的換向閥。直動式溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，但易產(chǎn)生振動和噪聲，適用于低壓小流量的場合；先導式溢流閥換向沖擊小，壓力穩(wěn)定，適用于中高壓、大流量的場合。

（3）采用金屬管時，各管路間應相互平行并留有間隙，根據(jù)管徑選擇支撐架間隔，并在油管與支撐架間加橡膠墊或木墊來減振，管路彎曲處以圓弧過渡，盡可能選用板式液壓元件，用集成塊代替管路，對于頻率較高的（10H z以上）振動和噪聲，用橡膠軟墊消除噪聲的效果明顯，但對精

密運動執(zhí)行器，會引起運動部件動作滯后或爬行，不宜采用。

（4）消除液壓沖擊 避免產(chǎn)生液壓沖擊的基本措施是盡量避免液流速度發(fā)生急劇變化，延緩速度變化的時間。其具體辦法是：延長閥門關閉和運動部件制動換向的時間；限制管道流速及運動部件速度；系統(tǒng)中設置蓄能器和安全閥；在液壓元件中設置緩沖裝置；采用軟管，以增加系統(tǒng)的彈性。

3.3 降低或消除氣穴振動與噪聲的技術(shù)措施

（1）增加吸油管道直徑，盡量減少或避免吸油管道的彎曲，以降低吸油速度，減少管路損失，防止空氣滲入。

（2）選用適當?shù)奈蜑V清器，并要經(jīng)常檢查清洗，避免阻塞。

（3）降低泵的吸油高度，自吸性差的油泵應由低壓輔助油泵供油。

（4）避免由于油的粘度過高而產(chǎn)生吸油不足現(xiàn)象，應根據(jù)地區(qū)、季節(jié)溫度變化選用不同牌號的液壓油，或采用預熱的辦法。

（5）使用正確的配管方法。盡量使吸油管和排油管隔開，因為排油管中往往帶有大量的氣泡。另外在油箱中加斜網(wǎng)眼擋板亦有助于逸散空氣。

3.4 運行管理措施

（1）調(diào)整閘門下落速度，可以使單位時間的流量變化量減少，改善水流脈動壓力，達到減振效果。

（2）加強設備維修養(yǎng)護，保證設備良好的運行狀態(tài)，可以減少閘門振動。特別要加強對啟閉機、螺桿、鋼絲繩、滑輪及導向塊等部件的巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，對不再適用的要立即更換。盡量減小各連接部件的間隙，調(diào)整機座螺栓松緊度，可以減小閘門垂直振動幅度。

（3）閘門止水出現(xiàn)漏水或破損的應及時修復，未修復的開啟泄水時應避免停留在振動較大的開啟度上；船閘人字門遭受船只或重物撞擊后，應及時修復并校正門樞垂線后再運行。

（4）及時清理門前漂浮物或大開度運行也可減少漂浮物對閘門的影響，減小門前壓力，防止雜物阻塞門槽而影響閘門下落，從而起到減振作用。

4 結(jié)論

綜上所述，液壓啟閉系統(tǒng)在日常運行中受到諸如振動、噪音等異常的影響是不可避免的，但為了保障液壓啟閉系統(tǒng)的正常工作運行，需要我們從液壓系統(tǒng)的設計、制造、安裝、使用等方面入手，系統(tǒng)分析振動、噪音等異常產(chǎn)生的原因，并采取合理有效的措施將這些異?？刂圃谧钚》秶鷥?nèi)，從而降低異常對系統(tǒng)的干擾。

參考文獻

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