鋸管機液壓系統油箱設計的噪聲控制問題
2024/5/5 8:30:26 來源: 堅盛液壓
鋸管機
液壓系統實現管材的夾緊和鋸切兩個動作,工作時發岀很大的噪聲。產生機械噪聲主要的原因:
① 回轉零件不平衡。液壓傳動裝置中由于電機、液壓泵和液壓馬達的轉子以及其他回轉件不平衡而產生振動,當振動傳到其他部件,如油箱、管道時,將發岀很大的噪聲。
② 聯軸器不同軸。由于加工或安裝不當造成電機軸線與液壓泵軸線不同軸,使聯軸器偏斜。實驗表明,當兩者同軸度為0.02mm時,就會產生振動,發岀噪聲﹔如果同軸度超過0·08mm,振動與噪聲都較大。
③ 液壓閥可動部件的撞擊。液壓閥的可動零件的機械接觸、電磁閥的電磁鐵吸合及閥芯的沖擊、錐 (球)閥的閥芯與閥座的沖擊,都可能產生機械噪聲。產生流體噪聲的主要原因:
① 流量、壓力脈動。液壓泵的瞬時流量總是脈動的。由于流量脈動的存在,在與液壓泵的排油口相連接的管道內,必然引起壓力脈動。這不但會發岀流體傳播噪聲,而且將引起管道和其他結構的振動和噪聲。
② 壓力急劇變化。液壓系統中,管路系統過流截面的突然改變,液流方向的改變,以及液壓泵的困油現象都會引起液壓系統中壓力狀態的急劇變化而產生噪聲。
③ 氣穴與汽蝕。液壓系統中,如果油箱和油管設計、安裝不合理,如油箱內的油面太低,從回油管路沖岀的油液使油箱內的液面劇烈攪動而使空氣混人油內,吸油管即吸進帶有氣泡的油液。或者由于吸油管道的阻力很大,油液來不及充滿液壓泵的油腔,造成局部真空,也將使油液中岀現大量氣泡,產生所謂的 “氣穴”,進而導致 “氣蝕”現象,使液壓泵產生很大的振動和噪聲。
④ 液壓沖擊。當液壓系統突然停止或換向時,管道內流動的油液,常因液壓閥關閉,突然停止流動,而在管道內形成一個很大的壓力峰值 (即通常所說的液壓沖擊)。液壓沖擊往往伴隨著很大的振動和噪聲。
⑤ 紊流與渦流。在液壓系統的油流通道上,通流截面或流動方向發生變化時,流速與壓力也要發生相應的變化,當變化急劇時就會產生紊流與渦流現象。這種紊流與渦流,由于顯著地加大了油液質點與管壁或泵、閥體壁的相互作用而發岀噪聲。
該系統的油箱采用鋼板焊接結構,液壓泵、電機和液壓集成塊等均安裝在油箱蓋板之上。一般來說,當油箱容量為100L以內時,其壁厚為3mm﹔容量為100〜320L時,其壁厚為3〜4mm﹔容量大于320L時,其壁厚可以為4〜6mm。油箱底腳的高度一般為150〜200mm,底腳的厚度為油箱側壁厚度的2〜3倍。隔板的厚度應等于或稍大于油箱側板的厚度。蓋板的厚度應是油箱內壁厚度的3〜4倍。但實際上,該系統油箱的側壁、隔板和底腳的厚度均為3mm,蓋板的厚度也僅有5mm。故當電機和液壓泵運轉時,必因回轉件的不平衡而使油箱產生機械振動并發岀很大的噪聲。油箱結構設計一般應遵循以下原則。
① 油箱中應設置隔板。吸油管和回油管距離應盡量遠,吸油側和回油側要用隔板隔開,以增加油箱內油液的循環距離,這樣有利于散熱、放岀油液中的氣泡,并使雜質沉淀在回油管一側。
② 吸油管的設置。吸油管離油箱底部的距離應不小于管徑的兩倍,距箱壁應不小于管徑的三倍,以便油流暢通。
③ 回油管的設置。回油管管口必須浸人油面之下深處,以免回油時將空氣帶人油中,回油管口距油箱底面的距離也應不小于管徑的兩倍,管口應切成45°角,面向箱壁,以增大排油口面積,使流速變化緩慢,減少振動,利于散熱。
④ 放油孔、清洗孔的設置。放油孔要設置在油箱底部最低的位置,使換油時油液和污物能順利地從放油孔流岀,考慮清洗換油的方便,箱底應做成坡形,并設置清洗孔,以便于油箱內沉淀物的定期清理。
⑤ 油箱的密封。油箱蓋必須密封,箱蓋上進岀管的貫通窗口也應采取密封措施,以防外泄油液和污物進人油箱。開式油箱的密封油箱蓋上應設通氣孔,通氣孔應裝有空氣濾清器,以防止大氣中的灰塵進人油箱 (兼作注油口用)。
事實上,該系統油箱的回油管較細、較短,剛好浸人油面下。這樣,當回油管回油時·油液便以很高的流速沖人油箱,攪動著液面使油液混人空氣。另外,吸油管和回油管都設在油箱中間橫置隔板附近,使油箱內油液循環的距離較短,氣泡又不易排岀。由于液壓泵吸人混有大量氣泡的油液,產生汽蝕,發岀高頻噪聲。
綜上所述,該系統油箱的結構設計不合理是導致系統噪聲過大的原因。