張 勝，喬金宇

（1.淄博市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東淄博 255000；2.淄博市機(jī)電泵類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，山東淄博 255200）

0 引言

閥門試驗(yàn)臺(tái)的噪聲一般由振動(dòng)引起，噪聲和振動(dòng)這兩種現(xiàn)象都是有害的，而且都是同時(shí)發(fā)生。閥門試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲是對其評價(jià)的重要指標(biāo)。閥門試驗(yàn)臺(tái)在閥門質(zhì)量檢驗(yàn)過程中起到關(guān)鍵的作用，其液壓系統(tǒng)出現(xiàn)異常就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。為了降低或減少閥門試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)和噪聲，本文針對閥門試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，針對原因分別給出相應(yīng)對策。

1 閥門試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生原因

閥門試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的原因很多。在閥門試驗(yàn)臺(tái)工作過程中，液壓管路中的液壓沖擊、液壓泵和液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡、摩擦阻力及慣性力的變化都是閥門試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的原因。振動(dòng)產(chǎn)生后，一般情況下都會(huì)產(chǎn)生噪聲。液壓試驗(yàn)臺(tái)中的齒輪泵、電機(jī)、液壓油缸及控制閥門上都會(huì)產(chǎn)生不同程度的振動(dòng)與噪聲，常伴隨共振現(xiàn)象的發(fā)生，致使閥門、齒輪泵和管路產(chǎn)生共振現(xiàn)象[1]。

1.1 “困油”現(xiàn)象

液壓泵和液壓馬達(dá)的產(chǎn)品質(zhì)量主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造過程中，設(shè)計(jì)、制造不合理，在液壓泵和液壓馬達(dá)的使用過程容易導(dǎo)致“困油”現(xiàn)象發(fā)生。

“困油”現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是由于設(shè)計(jì)、制造不合理，導(dǎo)致吸油腔和壓油腔之間形成的封油區(qū)內(nèi)的壓力不穩(wěn)定，產(chǎn)生“正壓”和“負(fù)壓”，形成壓力脈動(dòng)，如圖1所示，這種壓力脈動(dòng)通過振動(dòng)和噪聲的形式表現(xiàn)出來。因此，“困油”現(xiàn)象是振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的又一個(gè)原因[2]。

圖1 “困油”現(xiàn)象

1.2 “氣穴”現(xiàn)象

空氣是液壓油泵和液壓馬達(dá)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的根本原因。液壓泵與馬達(dá)存在空氣的原因有浸入液壓油面的吸入管路過淺，或者是空氣通過密封不嚴(yán)的管路系統(tǒng)液進(jìn)入液壓泵或液壓馬達(dá)的內(nèi)部。

圖2 液壓泵工作原理圖

進(jìn)入液壓管道中的氣體是很容易析出的。濾油器堵塞、使用過細(xì)的吸油管、使用黏度過高的液壓油、吸油口的位置安放不合理，這些都是導(dǎo)致液壓泵和液壓馬達(dá)吸油口真空度過大的原因，都會(huì)導(dǎo)致空氣從液壓管道的液壓油中析出[2]。

液壓試驗(yàn)工作過程中，隨著液壓泵和液壓馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從液壓油中析出的空氣在液壓管路中隨著液壓油從低壓區(qū)流到高壓區(qū)。在這個(gè)過程中，空氣被壓縮，體積縮小，隨著液壓油的流動(dòng)，這些被壓縮了的氣泡流到高壓區(qū)。在高壓區(qū)，氣泡破裂，破裂過程中會(huì)產(chǎn)生高頻壓力沖擊，這些壓力沖擊產(chǎn)生了噪聲，從而產(chǎn)生了振動(dòng)[3]。

1.3 高壓腔向低壓腔內(nèi)部泄漏

從液壓泵和液壓馬達(dá)的工作原理可知，液壓泵和液壓馬達(dá)內(nèi)部油腔內(nèi)的壓力和流量不是恒定不變的，而是隨著扭矩的變化而周期變化的。由于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械磨損導(dǎo)致液壓泵和液壓馬達(dá)的軸向、徑向間隙變大，從而導(dǎo)致高壓油腔向低壓油腔泄漏，這種泄漏具有一定的周期性。泄漏致使產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，這種周期性的壓力脈動(dòng)，是振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的另外一個(gè)原因[4]。

1.4 閥門失靈

由于電磁換向閥、溢流閥、單向閥等的閥芯失靈而導(dǎo)致閥門失靈，極易引起振動(dòng)和噪聲的產(chǎn)生。例如，當(dāng)換向閥換向時(shí)，由于某種原因，泵不能卸荷，此時(shí)流過液壓泵的全部液體都要通過溢流閥溢回油箱，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力升高；泵反向起動(dòng)后，整個(gè)系統(tǒng)的壓力又恢復(fù)到原定壓力。系統(tǒng)壓力升高、降低、恢復(fù)原定壓力的過程中，調(diào)壓彈簧在溢流閥內(nèi)被壓縮或拉長，這一過程是在瞬間發(fā)生的[5]。

閥體孔內(nèi)的閥芯移動(dòng)不靈活的原因有端面與軸心線不垂直、調(diào)壓彈簧疲勞、閥芯外圓變形、閥芯小孔堵塞，這些因素都會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生。由于換向閥的通道突變，導(dǎo)致流速變高，極易產(chǎn)生渦流，而背壓、低流速高時(shí)，極易形成局部真空，溶解在油液中的氣體被迫析出，產(chǎn)生“氣穴”現(xiàn)象，從而引起振動(dòng)和噪聲。

1.5 零部件加工、安裝精度不高

液壓泵和液壓馬達(dá)的零部件加工、安裝精度不高及零部件損壞都會(huì)引起液壓試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)和噪聲。例如，葉片泵的葉片在轉(zhuǎn)子槽中移動(dòng)不靈活甚至卡死，配油盤端面與內(nèi)孔垂直度不良，定子內(nèi)表面曲線拉毛、刮傷等；齒輪泵的齒面粗糙度差，齒形精度不高，軸間平行度差，周節(jié)間累積誤差大，齒面毛刺等；柱塞泵的柱塞卡死、移動(dòng)不靈活等。這些因素均導(dǎo)致流量不均或流量不足，都會(huì)引起壓力脈動(dòng)，從而引起振動(dòng)和噪聲[6]。

2 閥門試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)與噪聲消除方法

當(dāng)閥門試驗(yàn)臺(tái)出現(xiàn)振動(dòng)和噪聲時(shí)，應(yīng)根據(jù)振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的原因采取相應(yīng)的措施予以消除。以下提供了一些消除振動(dòng)和噪聲的方法。

（1）合理設(shè)計(jì)液壓泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和吸油管路，盡量避免油道狹窄和急彎，防止產(chǎn)生低壓區(qū)。根據(jù)閥門試驗(yàn)臺(tái)實(shí)際使用過程中的條件，應(yīng)合理設(shè)計(jì)選用液壓泵和吸油管路，避免出現(xiàn)“氣穴”現(xiàn)象發(fā)生。

（2）合理選用材料，增加機(jī)械強(qiáng)度、提高表面質(zhì)量。液壓泵和液壓馬達(dá)的材料選用合理，能有效避免定子內(nèi)表面曲線拉毛、刮傷、齒面毛刺、柱塞卡死、移動(dòng)不靈活等現(xiàn)象發(fā)生。

（3）在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，使封閉腔容積減小時(shí)，通過左側(cè)的卸荷槽與壓油腔相通；容積增大時(shí)，通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。

（4）提高零件加工和安裝精度。液壓泵和液壓馬達(dá)的機(jī)械零部件加工和安裝精度不夠，都會(huì)影響液壓泵和液壓馬達(dá)的產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響閥門試驗(yàn)臺(tái)的質(zhì)量。提高液壓泵和液壓馬達(dá)的機(jī)械零部件加工和安裝精度，提高閥門試驗(yàn)臺(tái)的產(chǎn)品質(zhì)量，從而有效降低或減少閥門試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)和噪聲發(fā)生。

（5）選用質(zhì)量較好的閥門。

（6）合理設(shè)計(jì)液壓泵和閥門在管路上的位置。液壓泵和閥門在液壓管路上的安裝位置非常重要，要嚴(yán)格按照閥門試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際要求和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行安裝。

3 結(jié)束語

本文針對閥門試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的常見原因進(jìn)行分析，找出了閥門試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的根本原因，并提出了降低或減少閥門試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)和噪聲的一些措施。這些措施的提出對閥門試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。