液压系统的振动故障与对策分析

刘延革

(东北轻合金有限责任公司，哈尔滨150060)

一、液压系统产生振动和噪声的原因

在液压系统中，液压泵、溢流阀和压力泵是最容易产生振动的液压元(部)件，而油箱、液压缸、管路、液压泵、溢流阀、压力阀和方向阀是最容易传递振动的液压元(部)件，综上所述，液压系统的振动源主要有三种种:液压泵振动、液压元件振动和液压缸及辅助装置振动。

1.液压泵振动

液压泵振动主要有以下几种原因:液压泵中的流体脉动、回转体处于不平衡状态和吸油阻力较大。

(1)液压泵中的流体脉动。液压泵中的流体振动产生的主要原因是气穴现象和泵的流量、压力的周期性变化。在液压泵压油和吸油的循环中，就会有周期性的流量和压力变化产生和压力脉动出现，这样就会引起液压的振动，并且经过出口传向整个系统。与此同时，液压回路中的管道和阀类会将液压泵里出现的压力反射出去，压力会在整个液压回路中进行波动，从而使泵产生一定程度的共振，因而就会出现振动。另外，液压系统中(一般指开式回路)大概溶解了5%的空气，当液压系统中的压力因为种种原因出现低于空气分离压的时候，液压系统中溶于油中的大量气体就会快速分离出来，产生气泡，产生的气泡遇到高压便会被其压破，因而就会产生比较强的液压冲击。

对于上述振动的控制办法有:在设计时，齿轮的模数要尽可能取小，齿数尽可能取多，缺载槽的尺寸和形状要合理，柱塞泵的柱塞数应取为奇数，最好是7～9个，并在进油配流盘和排油配流盘上对称地开上三角糟，防止柱塞泵出现困油的现象。为了防止空气的混入，泵的吸油口应该足够大，并且应没入油箱液面以下的一定深度，以防泵吸油后液面会下降。

(2)回转体处于不平衡状态。液压系统中，液压泵、电动机和液压马达都在进行高速度的回转，一旦其转动部件处于不平衡状态，液压系统中就会出现周期性的不平衡的力，这就会引起转轴的弯曲振动。控制这种振动的方法是用精密的动平衡实验对转子进行相关的处理，实验中要注意尽可能地避开其共振区。

(3)吸油阻力较大。如果液压泵的吸油阻力较大，在液压系统中就会产生空穴，在这种条件下液压系统就会出现振动现象，这是液压系统产生振动的主要原因。液压泵的吸油阻力较大主要分为两种情况:吸滤器出现堵塞或者容量不够造成的吸油不足和外吸油滤油器由于自身密封不良所造成的不同程度的吸入空气。

2.液压元件振动

液压元件的振动主要是由于液压冲击造成的。液压冲击就是管路内的流动液体常常因为阀门的关闭而在管路中产生一个较高的压力峰值。液压冲击不仅能够引起巨大的振动与噪声，而且在压力峰值足够大的时候还会损坏液压系统。为避免或减少液压冲击，可适当增加阀门的关闭时间，并在有可能出现液压冲击的位置或其附近设置一定数量的蓄能器来吸收压力波，也可以使用软管或适当地增大管径，这将有利于振动的减少和吸收。

3.液压缸及辅助装置振动

(1)电动机振动。电动机振动主要包括电磁振动和机械振动。其中，机械振动包括转子的不平衡所引起的振动，由于安装不合适所引起的轴承的振动及电动机与电动机支架之间因共振而产生的振动。控制电动机振动的方法是:电动机壳体与电动机轴和轴承的配合一定要适当，其过盈量要适中，电动机的两端盖上的孔应同轴，轴承的润滑要好。

(2)联轴器振动。联轴器是连接电动机与液压泵的机构，一旦电动机和液压泵不同轴使得联轴器产生偏斜，就会产生振动。因此，在安装联轴器时，电动机与液压泵之间的轴距应保持在尽可能小的范围内。

二、解决液压系统振动的有效措施

为减少或避免液压系统的振动现象，必须要对液压系统的振动源头进行调查，并对液压系统的声压级以及频率进行相关的测量与分析，从而得到振动源的频率特性和大小。根据实际情况，采取相应的措施或办法，具体的措施或办法主要有:尽量使用低振动的电机，并且联轴器尽可能要使用弹性的，这样就可以明显减少该环节里产生的振动;在液压阀、液压泵和电动机的安装面上设置一定数量的防振胶垫;尽可能将管道替换成液压集成块，可有效地减少振动;使用橡胶软管和蓄能器，这样可明显减少由压力脉动产生的振动及噪声，一般情况下蓄能器可以吸收10 Hz及10 Hz以下的噪声，而使用液压软管可以有效降低高频噪声;在系统中，应设置必要的放气装置;另外，使用带吸振动功能的防护罩，罩在液压泵上也可以有效地降低振动。

振动是液压系统中存在的主要问题，其能够严重损害液压系统的运行，严重妨碍了液压技术的进一步发展，因此液压系统振动问题急需关注并且解决。在实际情况中，我们能做到的只是减轻液压系统的振动，不可能完全避免这种问题，因此我们要有针对性的找到问题的根源，的解决问题，寻找行之有效的措施来缓解液压系统的振动问题，减轻液压系统的振动带来的危害，为我国液压系统的快速稳步发展添砖加瓦。