数控机床液压系统振动与噪声的防治及改进

佟琨

摘 要：在数控机床使用的过程中，经常会发现液压系统存在噪声与振动，振动与噪声的存在并不利于数控机床安全使用。因此，有必要对此展开研究。基于此，本文将从促使液压系统振动与噪声产生的因素入手，重点研究数控机床液压系统振动与噪声防治及改进措施。

关键词：数控机床；液压系统；振动；噪声；防治及改进

中图分类号：TH137 文献标识码：A

现代人对健康有着较高要求，而现阶段影响人体健康的不仅是食物，还有噪声。在数控机床运行中很容易因液压系统存在问题而带来一定的噪声，这种噪声分贝往往超过了人的承受范围，在影响人体健康的同时也给数控机床正常使用带来不利影响，因此，如何防治数控机床液压系统振动与噪声就成为现阶段最重要的工作。

一、导致液压系统振动与噪声产生的因素

通过对数控机床液压系统的研究可以发现，促使液压系统振动与噪声产生的因素主要有以下几种：第一，零件不平衡、不同心或间隙调整不当。首先，因受到零件不平衡的影响，导致液压系统中尤其是电动机、马达等在快速运转的影响下，经常会因设计与制造不当等带来弯曲振动等，由此产生的振动就会通过基座扩散到其他部件中，此时不仅会带来振动，也会带来一定噪声。其次，零件安装不当，在液压系统安装时，经常会因部件安装缺乏公平性等带来噪声。最后，联轴器配合不当会带来噪声。在数控机床液压系统中，联轴器起到连接作用，是液压泵与电动机连接中不可缺少的一部分，如果联轴器出现偏斜等情况，难免会带来振动与噪声。第二，液压泵、气体流动以及控制阀等带来的噪声。在液压系统运行中，在流体的作用下经常会出现噪声。通过研究发现，导致液压泵噪声产生的因素与液压功率有关，在液压功率不断增大的情况下，噪声也会逐渐增加，流量脉动、压力冲击等都会带来一定噪声。同时，气体流动也会带来噪声。如果油液中夹杂空气，那么就会让气泡悬在液压油中，并在其中形成气穴，在这样的油液压力升到一定高度以后，气泡便会转眼间被压破且带来噪声。此外，在液压系统中有大量的控制阀，这些控制阀在使用中经常会因受背压、方向等因素的影响产生振动与噪声。

二、数控机床液压系统振动与噪声的防治及改进措施

为减少数控机床液压系统振动与噪声产生，避免噪声扩大化，应从以下几方面做好防治与改进：

（一）液压系统结构的改进

在数控机床液压系统控制的过程中，应重视低噪声液压元件的运用，通过研究发现，老式液压泵多以柱塞泵或齿轮泵为主，它们噪声的振动与噪声相对于叶片泵要大很多，额定压力也很高，所以，很多数控机床液压系统中依然采用柱塞泵或齿轮泵，针对这种情况就需要改进叶片泵额定压力，至少应保证其额定压力在20MPa左右，以此减少振动与噪声。其次，控制好液压泵数量。通过研究发现，在液压泵数量减少的情况下，振动与噪声也会减少，所以，这就需要控制好液压泵的数量，在传统液压系统需要借助多个液压泵调节流量与压力，为保证液压泵流量与压力，可以按照比例调整压力与流量，以此减少液压泵数量。再者，将蓄能器应用其中，在压力脉动的作用下很容易出现噪声，为消除噪声可以将蓄能器应用进来，尽管蓄能器的容量小，但其惯性相对较小，反应也很灵敏，在利用蓄能器的过程中，应将蓄能器频率控制在几十赫兹左右，以便减少压力脉动。最后，做好消振器与滤波器设置，一般来讲，消振器有很多形式，可以应用的消振器有高频压力消振器、微穿孔液消振器。在实际利用中常见的滤波器有液压滤波器，这些设备的应用都可以最大程度地减少振动与噪声。

（二）液压装置安装方式的改进

为做好振动与噪声控制，还需要进一步改进液压装置安装方式，可以从以下两方面入手：第一，安装合适的液压泵。在安装液压泵与电动机的过程中，应保证两者的轴度误差不超过0.02mm，且将柔性联轴器应用其中。在安装液压泵的过程中，若泵与电动机安装在油箱盖上，那么就需要在油箱盖上安装好防振材料与消声材料，同时也可以结合实际，将吸油高度与吸油密度较好的设备应用其中，只有这样才能保证设计合理。第二，管道安装。做好管道安装也是一项十分重要的工作，为做好防振与噪声消除，可以用软管实现连接，并适当缩短管道长度，提高管道刚性，避免管道之间发生共振的情况。同时，在密封的过程中，应以垂直密封为主，对于阀类部件来说，在实际利用中应重视弹簧的应用，且注意加密封垫的运用，防止油管中因夹杂空气导致振动与噪声。此外，还要控制好管道弯曲度，最大不超过30度，且弯头曲率半径应在管道直径的五倍以上。

（三）选择合适的油液

在液压系统振动与噪声防治的过程中，还要重视油液的选择，并避免油液受污染。在选择油液的过程中，应避免选择黏度过高的油液，如果将这样的油液应用其中，就会给液压泵带来一定的较大吸入阻力，进而产生噪声，所以，应控制油液黏度，保证油液具有良好的消泡能力，尽管这样的做法需要大量资金投入，但其后期效果较好，不仅可以延长设备运行寿命，还能减少对液压泵及元件的损害。通过研究发现，抗磨液压油凝点较高，总体效果较好，所以，最好选择抗磨液压油。同时，再好的油液受到污染以后都无法发挥应有作用，一旦油液受到污染，就会出现油箱内滤网堵塞的情况，也会带来油泵无法顺利吸油，更会影响回油，并带来噪声与振动，针对这种情况，就需要相关工作人员经常清洗油箱，在注油的过程中可以将过滤器或滤网应用其中，这样就可以再次对油液做过滤，提升油液质量，还要在油液底部设置好隔板，在隔板的作用下，回油区中的油液在沉淀的作用下就会将杂质留在回油区中，有效防止了油液流回到吸油区中。

（四）避免液压冲击

在防止液压冲击的过程中，可以从以下两方面入手：第一，当阀口突然关闭时的液压冲击。在解决此类问题的过程中，应适当降低换向阀关闭速度，随着换向阀关闭速度的降低，换向时间就会提升，在制动换向时间高于0.2s以后，冲击压力便会下降，所以，可以将具有可调性的换向阀应用到液压系统中。由于流速也是导致振动与噪声产生的因素，所以，在防止液压冲击的过程中也要控制好流速，最好将管道流速控制在每秒4.5m以下。同时控制好管道长度，尽量不选择带有弯度的管道，并将软管作为主要管道。为最大程度地减少液压冲击，最好在滑阀关闭以前适当控制好液体流速，这也是有效减少液压冲击的有效方式。第二，当运动部件制动与减速时带来液压冲击。在防治此类冲击时，首先，可以在液压缸入口与出口处设置好反应灵敏、灵活性好的安全阀，最好以直动安全阀为主，且控制好其压力，只有这样才能避免压力过高带来的冲击。其次，将减速阀作为应用重点，以此避免因油路关闭过缓带来不必要的冲击，同时还要控制好运动部件速度，它的速度应控制在每分钟10m以下。再者，为避免液压冲击过大，最好在液压缸上部设置一定的缓冲设备，这样不仅可以防止液压缸中的排油速度过快，还能控制好液压缸运行速度，避免产生过大冲击，另外，还要在液压缸中安装好平衡阀与背压阀，这样不仅可以最大程度地降低液压的流动速度，还能有效避免前冲，这也是提升背压压力的有效方式。最后，有必要将具有阻尼作用的换向阀应用其中，以大型阻尼为主，且将单向节流阀关闭，并控制好润滑压力，避免润滑压力过高。在减少液压冲击的过程中，还要控制好液压缸缸体的间隙度，防止间隙度过大或密封不合理影响液压系统正常运行，为防范此类事件的出现，最好应用新型活塞，设置好合适的密封件，只有这样最大程度地避免不良事件的产生。

结语

通过以上研究得知，导致数控机床液压系统振动与噪声产生的因素有很多，如果不能将这些问题及时消除，将直接影响到数控机床正常运用，也会带来不必要的噪声，针对这种情况，文章联系实际情况，从四方面提出了有利于振动与噪声防治与改进的措施，希望能为相关人士带来有效参考，将这些内容有计划的应用到实际工作中，只有这样才能不断提升液压系统综合性能。

参考文献

[1]黃志坚.液压设备故障诊断与监测实用技术[M].机械工业出版社，2015，16（23）：87-88.