陳義

摘要：對于汽車起重機來說，齒輪泵是其至關(guān)重要的動力來源，然而若是沒有高效實現(xiàn)對于齒輪泵振動的合理控制，便會導(dǎo)致其出現(xiàn)噪聲，進而對汽車起重機的整體運行質(zhì)量造成一定的負面影響。本文立足于汽車起重機齒輪泵噪聲測試結(jié)果簡略闡述了汽車起重機齒輪泵噪聲的原因，并基于具體的問題提出了優(yōu)化措施，旨在為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車起重機;齒輪泵;噪聲

中圖分類號：U462.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0146-02

0? 引言

齒輪泵噪聲的出現(xiàn)對于起重機的正常運行以及使用年限的延長有著不利影響，但從目前來看，部分起重機在進行應(yīng)用的過程中仍無法有效避免齒輪泵的噪聲問題，基于此，有必要對其展開更加深層次的探索，以便于對其原理和表現(xiàn)產(chǎn)生更為明確的了解與認識。

1? 汽車起重機齒輪泵噪聲測試分析

1.1 測試方案

汽車起重機需要在汽車底盤上進行安裝，其所具有的行駛駕駛室以及起重操縱室分別要在底盤和起重機上進行設(shè)置，在實際進行測試的過程中，需要嚴格從國家標準GB/T 20062-2017《流動式起重機 作業(yè)噪 聲限值及測量方法》出發(fā)，結(jié)合其中的要求和規(guī)定，對起重機的測量位置和傳聲器展開科學(xué)合理的布置工作，與此同時還要結(jié)合相關(guān)標準要求優(yōu)化進行測試工況的規(guī)劃工作。在本次測試中主要涉及到以下三種工況：其一便是定置工況，具體指的是發(fā)動機以及變速箱進行工作，而齒輪泵不工作。其二便是怠速工況，該工況為發(fā)動機以及變速箱正常工作，而齒輪泵則處在空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下。其三便是變幅工況，該工況下發(fā)動機、變速箱以及齒輪泵均為正常工作。

1.2 測試結(jié)果

在定置工況下，此時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為800RPM，變速箱速比1，這一工況的測試主要是為了能夠通過測量獲取在不存在齒輪泵影響狀態(tài)下發(fā)動機以及變速箱的噪聲值。通過對噪聲的實際情況進行分析能夠發(fā)現(xiàn)，其大概在80Hz以及6714Hz的時候會出現(xiàn)兩個突出的尖峰，其中前一個便是發(fā)動機二階點火激振頻率，而后者則代表著操縱室內(nèi)蜂鳴器所具有的鳴叫頻率，后者本身其實屬于一個干擾項，所以在后續(xù)展開分析的時候應(yīng)當將其剔除。在怠速工況下，此時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為900RPM，變速箱速比為1.04，在這一工況下進行測試主要是為了能夠在消除負載影響的狀態(tài)下，對齒輪泵的噪聲值進行更加精確的測量。在測試中發(fā)現(xiàn)，液壓泵近場噪聲中的主要頻率是468Hz，其次便是1720Hz。操縱室內(nèi)的主要噪聲便是當液壓系統(tǒng)不動作的時候主溢流閥所產(chǎn)生的溢流聲，該聲音的頻率為400Hz，能夠同液閥溢流嘯叫所具有的高頻噪聲特性相符合，同時還能夠與齒輪泵嚙合產(chǎn)生的輻射噪聲相適應(yīng)[1]。

在變幅工況下，其發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為1600RPM，變速箱速比為1.04，在該工況下進行測試主要是為了獲取當受到大負載以及高流量的影響時，齒輪泵所具有的噪聲值。液壓泵噪聲的主要來源便在于液壓泵9齒的一階328Hz轉(zhuǎn)頻以及10齒的三階1094Hz、一階364Hz轉(zhuǎn)頻。對于操縱室內(nèi)來說其最主要噪聲來源則在于9齒的一階328Hz轉(zhuǎn)頻液壓泵以及10齒的一階64Hz、三階1094Hz轉(zhuǎn)頻，與此同時還涉及到3986Hz的主溢流閥噪聲。

1.3 齒輪泵噪聲原因分析

1.3.1 內(nèi)部激勵

在齒輪泵的主從齒輪進行嚙合的過程中，齒輪將會產(chǎn)生一定的敲擊噪聲，通常情況下會將這種噪聲稱作是嘯叫，其一般有三種形式所組成，分別為間歇性敲擊噪聲、單邊敲擊噪聲以及雙邊敲擊噪聲。若是被動齒輪的慣性力矩要比阻滯力矩大，那么齒輪便會出現(xiàn)敲擊噪聲，由此可見齒輪阻滯力矩的重要性，應(yīng)當在對其進行詳細分析的基礎(chǔ)上開展對于齒輪敲擊的研究工作。當齒輪泵空載怠速的時候，齒輪嚙合驅(qū)動側(cè)隙距離同背隙側(cè)距離之間呈現(xiàn)出交替變化的特點，這代表著非承載齒輪在空載狀態(tài)下有著相對較為自由的嚙合狀態(tài)，在這種情況下從動齒輪慣性力矩將會比阻滯力矩大。在重載高速的時候，從動齒輪要進行扭矩以及功率的傳遞，受到負載大扭矩本身所造成的阻礙作用影響，從動齒輪慣性力矩要比阻滯力矩小，齒輪將會被抑制脫齒，此舉能夠有效規(guī)避后續(xù)從動齒輪同主動齒輪之間所產(chǎn)生的碰撞和沖擊，基于此，驅(qū)動側(cè)隙距離同非驅(qū)動側(cè)距離之間將不會呈現(xiàn)出交替變化的狀態(tài)。工作人員在應(yīng)當注重對于阻滯力矩的科學(xué)掌控，若是不斷對其進行增加，非但不能夠達到有效控制齒輪敲擊噪聲的效果，還會使得齒輪機械損失出現(xiàn)加大，進而導(dǎo)致傳動效率受到一定的負面影響。

1.3.2 外部激勵

除了內(nèi)部激勵以外，齒輪泵的噪聲還涉及到外部激勵的內(nèi)容，具體包括離合器的結(jié)構(gòu)共振和起閉沖擊以及發(fā)動機和負載的轉(zhuǎn)速與扭矩波動等因素所形成的動態(tài)激勵，一般情況下，外部激勵所造成的噪聲都會呈現(xiàn)出嗡嗡聲、顫抖聲以及轟鳴聲等形式。有諸多因素的存在都會造成動力系統(tǒng)的震動，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)矩輸出欠缺均勻性、萬向節(jié)二階附加扭矩不平衡以及徑向跳動等都會增加上述現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性。動力傳動系統(tǒng)的扭振將會利用傳動軸中間支撐、懸架以及發(fā)動機懸置等結(jié)構(gòu)向車身進行傳遞，接下來將會通過同車身相連接的齒輪泵支架向齒輪泵殼體進行傳遞，此時的殼體便會產(chǎn)生振動現(xiàn)象，并向空氣中進行噪聲的輻射[2]。與此同時，動力傳動系統(tǒng)的扭振還會利用傳動軸以及變速箱，向齒輪泵的內(nèi)部齒輪中進行傳遞，這樣一來便會導(dǎo)致其會在齒輪嚙合的過程中出現(xiàn)噪聲。當正式進行汽車啟動或者是制動的時候，離合器所具有的主動部分以及從動部分將會出現(xiàn)由于相對轉(zhuǎn)速變化而產(chǎn)生的動摩擦變化，受到摩擦扭矩的影響，離合器被動盤所出現(xiàn)的較大距離的轉(zhuǎn)速波動，將會利用車輪實現(xiàn)向整體車身的傳遞，進而導(dǎo)致車輛出現(xiàn)振動現(xiàn)象，而車身抖動將會借助齒輪泵支架實現(xiàn)向齒輪泵殼體的傳遞，接下來便會出現(xiàn)殼體振動，進而向空氣中進行噪聲的輻射。

2? 汽車起重機齒輪泵噪聲問題的應(yīng)對策略分析

2.1 泵內(nèi)吸入空氣

汽車起重機齒輪泵在運行的過程中出現(xiàn)振動噪聲有極大的可能性是因為泵內(nèi)進入氣體，有多種因素的存在會導(dǎo)致氣體進入泵內(nèi)。例如：當吸入管路本身在密封性方面相對較差的情況下便會在一定程度上埋下泵體內(nèi)進入氣體的隱患，針對該問題，操作人員只需要徹底對漏氣的部位進行密封便能夠達到良好的解決效果。

通常情況下，齒輪泵的泵體以及兩側(cè)端蓋都屬于是直接接觸的硬密封，如果其接觸面本身的平面度存在不科學(xué)的問題，并且未能夠與相關(guān)規(guī)定要求相適應(yīng)，便會導(dǎo)致齒輪泵在工作的過程中吸入空氣。與此同時，泵的端蓋以及壓蓋之間也屬于直接接觸，也會在一定程度上增加空氣侵入的隱患，如果壓蓋本身的由塑料制成的，那么當出現(xiàn)溫度變化的時候，其便會出現(xiàn)變形現(xiàn)象，進而導(dǎo)致其密封性降低為空氣的進入創(chuàng)造條件。針對該問題，當泵體或者是泵蓋的平面度難以同規(guī)定要求相適應(yīng)的時候，工作人員可以用金剛砂于平板上按照“8”字形路線展開反復(fù)的研磨工作，或者可以在平面磨床上進行磨削將其平面度控制在5μm，與此同時，還應(yīng)當確保其平面與孔的垂直度的科學(xué)性以及合理性。對于泵蓋和壓蓋處所產(chǎn)生的泄露來說，工作人員可以適當選用膠粘劑，例如涂敷環(huán)氧樹脂等展開相應(yīng)的密封工作[3]。

部分齒輪泵主要使用骨架式油封進行密封，針對該類型的齒輪泵，若是其在應(yīng)用的過程中存在卡緊唇部的彈簧脫落的問題，或者是存在油箱裝反的現(xiàn)象，都會導(dǎo)致其油封后端經(jīng)常處在負壓狀態(tài)下，繼而增加了其吸入空氣和可能性，通常情況下來說，工作人員對其油封進行及時更換便可以實現(xiàn)對于該問題的高效解決。

2.2 機械傳動

若是泵同聯(lián)軸器之間存在連接方面的問題，便會導(dǎo)致其在運行的過程中出現(xiàn)噪聲，基于此，工作人員應(yīng)當立足于相關(guān)規(guī)定要求對聯(lián)軸器采取相應(yīng)的調(diào)整措施。

若是泵內(nèi)出現(xiàn)油中污物，便會使得齒輪等部件產(chǎn)生磨損拉傷的問題進而出現(xiàn)噪聲，此時，工作人員應(yīng)當及時對油液進行更換，并強化采取過濾措施，將泵拆開進行全面徹底的清洗，若是齒輪的磨損比較嚴重便要對其進行妥善的修理以及更換。

如果泵內(nèi)存在零件損壞以及磨損嚴重的問題，便會為振動和噪聲的出現(xiàn)埋下隱患，例如齒側(cè)隙過小、齒面具有較高的粗糙度以及兩齒輪之間接觸不良等等。基于此，工作人員可以對齒輪進行更換。除此以外，若是軸承的滾針保持架破損或者是長短軸以及滾針存在磨損問題，便有極大的可能性會制約軸承的正常旋轉(zhuǎn)繼而導(dǎo)致機械噪聲的出現(xiàn)，針對該問題，相關(guān)技術(shù)人員需要及時對齒輪泵進行拆修工作，并對滾針軸承進行更換。

如果存在齒輪軸向裝配間隙過小的問題，再加上若是沒有在正式進行裝配工作開始之前將齒輪端面以及前后端蓋之間所具有的滑動結(jié)合面上的毛刺進行有效清除，便會導(dǎo)致其在運轉(zhuǎn)的過程中面臨著結(jié)合面拉傷的隱患，進而在原有的基礎(chǔ)上增大內(nèi)泄露，在原有的基礎(chǔ)上減少輸出流量，當污物進入到泵內(nèi)之后，將會存在于前后端蓋和齒輪端面之間的間隙內(nèi)部，進而使得配合面被拉傷，減小輸出流量。若想有效應(yīng)對上述問題，工作人員需要對齒輪泵進行有效拆解，并根據(jù)實際情況，適當對研磨齒輪的斷面進行加大，此外，技術(shù)人員需要采用平面磨床將前后蓋斷面以及齒輪端面磨平，同時還要將輪齒上所存在的毛刺有效清除，一般來說，在完成平面磨削工作之后，其端面上卸荷槽所具有的深度尺寸會存在一定的差異性，此時應(yīng)當合理考慮相關(guān)影響因素，對其寬度進行適當增加[4]。

3? 結(jié)論

綜上所述，通過測試能夠知道起重車在進行作業(yè)的過程中，在液壓泵進程的主要噪聲源便在于溢流閥、齒輪泵以及發(fā)動機工作狀態(tài)下所出現(xiàn)的噪聲。而在操縱室內(nèi)的噪聲源則基本上是主溢流閥在溢流的時候所出現(xiàn)的高頻噪聲以及齒輪泵的低頻噪聲。優(yōu)化開展對其原因的分析工作，能夠幫助相關(guān)工作人員對其具體問題和出現(xiàn)的原理產(chǎn)生進一步的認識，以便于科學(xué)合理地采取相應(yīng)的措施進行應(yīng)對，這不僅能夠有效緩解其噪聲問題，還能夠為起重機本身未來的持續(xù)平穩(wěn)運行和使用年限的延長創(chuàng)造良好的條件。

參考文獻：

[1]滕儒民，姜宏圖，謝濤，等.考慮大變形的汽車起重機受限空間下傾覆穩(wěn)定性分析[J].大連理工大學(xué)學(xué)報，2021，61（2）：151-159.

[2]田善玉，王冬.汽車起重機卷揚落鉤手柄快回溜鉤故障分析及解決方法[J].工程機械，2021，52（1）：88-91.

[3]張明軍.基于人機工程學(xué)理論的汽車起重機操縱裝置改進與設(shè)計探析[J].現(xiàn)代農(nóng)機，2021（2）：31-33.

[4]李文斯.汽車起重機液壓系統(tǒng)常見故障診斷及維修[J].設(shè)備監(jiān)理，2019（06）：42-43.