关于液压泵噪声的分析

kmanly

关于液压泵噪声的分析

摘要:目前液压泵在工业装备各领域得到了广泛应用，但各种各样的问题也不断凸显。就液压系统中的主要元件液压泵来说，目前还存在很多问题，如液压泵常见的问题有：不吸油或输油量不足及压力提不高；噪声严重及压力波动较大；液压泵旋转不灵活或咬死；产生振动等问题。其中液压泵较高的噪声严重影响了其更进一步的应用，成了众多问题中更加突出的问题。为了液压泵的进一步的发展应用，必须降低液压泵的噪声。

关键词：液压 液压泵  齿轮泵  噪声  困油现象  液压冲击  密封  气穴

一、液压泵行业的发展现状及产生的问题

我国液压行业是从当年的小作坊、主机厂的车间或分厂发展壮大起来的。经过改革开放三十年的发展，已经成为品种规格齐全、基本可以满足我国各种装备要求、具有一定国际竞争力的产业，成为我国机械工业的重要基础行业。液压行业品种规格繁多，量大面广，广泛用于国民经济各行业的各类主机产品和技术装备，从军用到民用，从重工业到轻工业，从蓝天到水下，到处都有各种液压传动及控制的装置，如航空航天、兵器装备、冶金矿山、石油化工、电力能源、信息电子、交通车辆等重大技术装备，及各类主机如农业机械、工程建筑机械、塑料机械、机床、汽车、船舶、轻纺医药机械、游戏设备等进行配套。

     液压泵是依靠密闭工作容积的改变实现吸、压液体，从而将机械能转换为液压能的机器。液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的分类按流量是否可调节可分为：变量泵和定量泵；按运动部件的形状和运动方式可分为：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵螺杆泵。其中齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点是：结构简单，制造方便，造价低，重量轻，外形尺寸小，自吸性能好，对油的污染不敏感，工作可靠，由于齿轮泵是轴对称的旋转体，允许转速较高；缺点是流量脉动和困油现象较突出，噪声高，齿轮泵的排量不可变，泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂；柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用于大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。

随着液压行业近年来的快速发展，各种各样的问题也不断凸显。就液压系统中的主要元件液压泵来说，目前还存在很多问题，如液压泵常见的问题有：不吸油或输油量不足及压力提不高；噪声严重及压力波动较大；液压泵旋转不灵活或咬死；产生振动等问题。

二、液压泵产生噪声的原因分析及处理措施

目前液压泵在工业装备各领域得到了广泛应用，然而液压泵较高的噪声严重影响了其更进一步的应用，成了众多问题中更加突出的问题。为了液压泵的进一步的发展应用，必须降低液压泵的噪声。液压泵的噪声是液压系统一个很重要的噪声源, 且液压泵正在向高速、高压和大功率方向发展,其噪音也必然随之相应提高, 影响到液压装置的正常工作,甚至影响到系统的整体性能、寿命和可靠性。下面就齿轮泵提出来产生噪声的主要原因：

第一，困油现象产生噪声。为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系数ε＞1，以保证工作的任一瞬间至少有一对轮齿在啮合。由于ε＞1，会出现两对轮齿同时啮合的情况，即原先一对啮合的轮齿尚未脱开，后面的一对轮齿已进入啮合。这样就在两对啮合的轮齿之间产生一个闭死的容积，称为困油区，使留在这两对轮齿之间的油液困在这个封闭的容积内。随着齿轮的转动，困油区的容积大小发生变化。当容积缩小时，由于无法排油，困油区的油液受到挤压，压力急剧升高；随着齿轮的继续转动，闭死容积又逐渐变大（前面一对啮合轮齿处于即将脱开的位置时，闭死容积为最大），由于无法补油，困油区形成局部真空。油液处在困油区中，需要排油时无处可排，而需要被充油时，又无法补充，当齿轮继续旋转，在高压区啮入的齿之间油压迅速增加，形成超高压，当该队齿转过中间点，这对齿之间空间增大，形成吸空现象，出现大量气穴，在增压时，使得齿轮啮合阻力激增，对浮动侧板上的滑动轴承形成很大压力，而在低压区形成气蚀和较大噪音，影响、缩短其工作的平稳性和寿命。消除困油现象的方法消除困油的方法，通常是在两端盖板上开一对矩形卸荷槽。

第二，液压冲击和压力脉动产生噪声。由于液压泵的流量脉动产生压力脉动形成的强迫振动。在柱塞泵中，特别在配流盘的高低压过渡过程中，由于压力的突变和进出油口的面积变化，柱塞腔压力突变，引起流体的高速运动，形成很大的噪声。我们应尽量消除泵内部油液压力的急剧变化。

第三，从轴密封处或吸入管吸入空气。齿轮泵的泵体与两侧端盖为直接接触的硬密封，如果是接触的平面平整度达不到规定要求，那么齿轮泵在工作的时候就会容易吸入空气，同样的，齿轮泵的端盖与压盖之间也为直接接触，那么空气也容易被侵入。其实要排除这种的故障方法就是：当齿轮泵的泵体或者泵盖的平面度达不到规定的要求时，可以在平板上涌金刚砂按八字形路线来回研磨，也可以在平面磨床上磨削，使其平面度达到要求，并需要保证其平面与孔的垂直度要求。实际应运中的处理办法是在连接部位或密封处加点油，如果噪声减小，可拧紧接头处或更换密封圈，油管口应在液面一下，与吸油管要有一定的距离。

第四，吸油管及过滤器部分堵塞或入口过滤器容量小。液压设备在使用一段时间后，由于吸油滤清器容量不足或赃物进入油箱，导致吸油管堵塞。使吸油困难而产生噪声。解决办法是除去脏物使吸油管畅通，或改用容量合适的过滤器。

     第五，空穴现象产生噪声。从泵的吸油过程可知，液压泵进口处形成局部真空后，油液才能在大气压作用下被压入泵内。因此液压泵在工作时，其吸油口处呈现局部真空状态。但若由于某种原因使吸油口真空度过大，吸油口的压力降到低于油液的空气分离压时，油液内溶解的空气会大量逸出，产生液压泵气穴现象，当泵吸油腔中的压力小于油液所在温度下的空气分离压时．溶解在油中的空气要析出变成气泡．气泡在高压腔被击破，形成局部的高频压力冲击，这将使液压泵产生很大的噪声。液压泵吸油口绝对压力过低的主要原因有油箱盖通气器不通畅、油液粘度过大等。因此在使用过程中应对通气器和油箱认真清洗，并时常检查，及时清洗通气器和更换液压油，采用直径较大的吸油管，减小管道局部阻力，防止油液中混入空气等。

三、总结

为了降低液压元件的噪音, 国外从上世纪60 年代开始就开展了多方面的研究工作, 在噪音控制领域做出了许多卓有成效的工作, 到目前, 该项研究内容仍然是当前液压元件研究的热点之一，致使齿轮泵产生噪声的因素远远不止上述提到的这些，其中还有哪些因素会产生噪声，该如何改进装置，如何采取更有效的措施来提高系统的整体性能，还有待于更深层次的研究。

能源与动力工程学院    机械电子工程      赵梅香       122080202018