溢流阀的振动与噪声
挖掘机液压系统几种常见的噪声故障分析
挖掘机液压系统几种常见的噪声故障分析加入神钢挖掘机联盟接收更多时事资讯搞笑视频还有挖掘机的故障分析与维修评估购买厂家直销的配件1．柱塞泵或马达的噪声（1）吸空现象是造成液压泵噪声过高的主要原因之一。
当油液中混入空气后，易在其高压区形成气穴现象，并以压力波的形式传播，造成油液振荡，导致系统产生气蚀噪声。
其主要原因有：①液压泵的滤油器、进油管堵塞或油液粘度过高，均可造成泵进油口处真空度过高，使空气渗入。
②液压泵、先导泵轴端油封损坏，或进油管密封不良，造成空气进入。
③油箱油位过低，使液压泵进油管直接吸空。
当液压泵工作中出现较高噪声时，应首先对上述部位进行检查，发现问题及时处理。
（2）液压泵内部元件过度磨损，如柱塞泵的缸体与配流盘、柱塞与柱塞孔等配合件的磨损、拉伤，使液压泵内泄漏严重，当液压泵输出高压、小流量油液时将产生流量脉动，引发较高噪声。
此时可适当加大先导系统变量机构的偏角，以改善内泄漏对泵输出流量的影响。
液压泵的伺服阀阀芯、控制流量的活塞也会因局部磨损、拉伤，使活塞在移动过程中脉动，造成液压泵输出流量和压力的波动，从而在泵出口处产生较大振动和噪声。
此时可对磨损、拉伤严重的元件进行刷镀研配或更换处理。
（3）液压泵配流盘也是易引发噪声的重要元件之一。
配流盘在使用中因表面磨损或油泥沉积在卸荷槽开启处，都会使卸荷槽变短而改变卸荷位置，产生困油现象，继而引发较高噪声。
在正常修配过程中，经平磨修复的配流盘也会出现卸荷槽变短的后果，此时如不及时将其适当修长，也将产生较大噪声。
在装配过程中，配流盘的大卸荷槽一定要装在泵的高压腔，并且其尖角方向与缸体的旋向须相对，否则也将给系统带来较大噪声。
2．溢流阀的噪声溢流阀易产生高频噪声，主要是先导阀性能不稳定所致，即为先导阀前腔压力高频振荡引起空气振动而产生的噪声。
其主要原因有：（1）油液中混入空气，在先导阀前腔内形成气穴现象而引发高频噪声。
此时，应及时排尽空气并防止外界空气重新进入。
液压系统振动和噪声的产生及消除
液压系统振动和噪声的产生及消除摘要：液压系统工作时经常产生振动和噪声。
振动容易损坏液压元件，影响设备正常工作，噪声则损害劳动者的健康，降低了工作效率。
本文分析了液压系统产生振动和噪声的原因，从设计制造、使用维护等方面提出了防止振动和噪声的措施，并对防止溢流阀振动和噪声进行了具体分析。
关键词：振动噪声防止溢流阀The generation and elimination of vibration and noise in thehydraulic systemXUE Mei, ZHENG Fa-yue(Beijing Polytechnic Beijing 100176)Abstract: Vibrations and noises are often generated when the hydraulic system is operating. Vibration can easily damage hydraulic components and affect the proper operation of the equipment. Noise harms workers' health and reduces work efficiency. This paper analyzes the causes of vibration and noise in hydraulic systems, and putsforward measures to prevent vibration and noise from the aspects of design, manufacture, use and maintenance. The vibration and noise prevention of overflow valves are analyzed.Key words: vibration； noise； prevent；Overflow valve0引言液压传动因具有结构简单、体积小、重量轻、反应速度快、输出力大、可方便地实现无级调速、易实现自动化等优点，在机床、工程机械、矿山机械和航空工业等领域得到了广泛应用。
溢流阀故障诊断及处理
溢流阀常见的故障有:振动与噪声;调节压力低，调整无效;调节压力高，调整无效;压力波动;泄漏等。
产生这些故障的原因及排除方法如下:1振动与噪声1)流体噪声，应根据以下原因采取相应三昔施:(1)溢流阀溢流后的气穴气蚀噪声和涡流及剪切流体噪声，应更换溢流阀;(2)溢流阀卸荷时的压力波的冲击声，应增加卸荷时间，先导阀和主滑阀因受压力分布不均引起的高频噪声，应提高阀的几何精度，增大回油管径，选用较软的主阀弹簧和粘度适当的油液回油管路中有空气，应检查密封并排气.回油管路中背压过大，应增大回油管径，单独设置回油管;(3)溢流阀内控压区进了空气、应检查密封并排气流量超过了允许值，应选用与流量匹配的溢流阀.2)机械噪声，应根据以下原因采取相应措施:滑阀和阀孔配合过紧或过松引起振动和噪声，应检查并修复调压弹簧太软或变形产生噪声，应更换调压弹簧调压螺母松动，应将其拧紧锥阀磨损，应及时修理与系统其他元件产生共振发出噪声，应及时处理，消除共振.2系统压力低，调整无效，应根据以下原因采取相应措施:1)先导式溢流阀卸荷口堵塞未堵上，控制油无压力，故系统无压力，应将卸荷口严格密封;2)溢流阀遥控口接通的遥控油路被打开，控制油回油箱，故系统无压，应检查遥控油路，将控制油回油箱的油路关闭;3)先导式溢流阀的阻尼孔堵塞，造成系统无压，应清洗阻尼孔，更换油液;4)漏装锥阀或钢球或调压弹簧，应及时补装;5)漏阀被污物卡住在全开位置上，应及时清洗;6)液压泵无压力，应处理液压泵故障;7)系统元件或管道破坏而大量漏油，应及时检查修复或更换.3系统压力过大，调整无效，应根据以下原因采取相应措施:1)主阀至先导阀的控制油路堵塞，先导阀无控制油压，检查油路使其接通;2)先导阀回油的内泄油口被污物堵塞，先导阀不能控制压力，应清洗先导阀的内卸油口;3)阻尼孔磨损过大，主阀芯两端油压平衡，滑阀打不开，应将不锈钢薄片压如阻尼孔内或将细软金属丝插入孔内，堵住部分阻尼孔;4)油液污染，滑阀被卡在关闭位置.4系统压力不能调高，应根据以下原因采取相应措施:1)先导阀遥控口密封不良，应将其严格密封;2)先导阀遥控油路的控制阀及管道密封不良，应将其严格密封;3)滑阀严重内泄，溢流阀内泄溢流，应修理或更换滑阀;4)油液污染，滑阀卡住，应清洗滑阀更换油液;5)锥阀或钢球与阀座配合不良油内泄漏，应更换钢球或锥阀6)阻尼孔半堵塞造成先导阀控制油流量小，应清洗阻尼孔，更换油液.5压力波动，应根据以下原因采取相应措施:1)调压的控制阀芯弹簧太软或弯曲，不能维持稳定的压力，更换弹簧;2)锥阀或钢球与阀座配合不良，内泄忽大忽小，导致压力时高时低，应修理或更换，保证密封良好;3)油液污染导致主阀上的阻尼时大时小，造成压力波动，应及时清洗主阀阻尼孔，必要时更换油液;4)滑阀动作不灵，应修理或更换滑阀;5)溢流阀遥控接通的换向阀失去控制或泄漏时大时小，应修理或更换换向阀，确保系统的密封良好;6泄漏严重，应根据以下原因采取相应措施:1)内泄漏，表现为压力波动和噪声增大;2)由于磨损或被污物卡住，锥阀或钢球与阀座配合不良，应清洗或更换;3)滑阀与阀体配合间隙过大，应更换滑阀阀芯;4)外泄漏.管接头松动或密封不良，应拧紧管街头，更换密封圈;5)有关结合面上的密封不良或失效，应修整结合面，更换密封件.。
液压系统噪声产生的原因及解决办法
液压系统噪声产生的原因及解决办法作者：李彦彬时百巨来源：《科学与财富》2011年第08期液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。
利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。
相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。
但是随着液压技术向高速、高压和大功率方向的发展，液压系统的噪声也日趋严重。
因此研究和分析液压噪声和振动的机理，从而减少与降低振动和噪声，并改善液压系统的性能，有着积极而深远的意义。
液压系统噪声源由于液压系统的噪声不只一种，因此最终表现出来的是其合成值，一般来讲，液压系统的噪声不外乎机械噪声和流体噪声两种，下面予以分析说明。
机械噪声是由于零件之间发生接触、撞击和振动而引起的。
振动和噪声的危害液压系统中的振动和噪声是两种并存的有害现象，从本质上说，它们是同一个物理现象的两个方面，两者互相依存，共同作用。
随着液压传动的运动速度不断增加和压力不断提高，振动和噪声也势必加剧，振动容易破坏液压元件，损害机械的工作性能，影响到设备的使用寿命，而噪声则可能影响操作者的健康和情绪，增加操作者的疲劳度。
振动和噪声的来源造成液压系统中的振动和噪声来源很多，大致有机械系统，液压泵，液压阀及管路等几方面。
1、机械系统的振动和噪声机械系统的振动和噪声，主要是由驱动液压泵的机械传动系统引起的，主要有以下几方面。
（1）回转体的不平衡在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声，这种振动传到油箱和管路时，发出很大的声响，为了控制这种噪声，应对转子进行精密的动平衡实验，并注意尽量避开共振区。
（2）安装不当液压系统常因安装上存在问题，而引起振动和噪声。
如系统管道支承不良及基础的缺陷或液压泵与电机轴不同心，以及联轴节松动，这些都会引起较大的振动和噪声。
液压传动系统常见振动和噪音故障分析
液 压 传 动 系 统 常 见 振 动 和 噪 音 故 障 分 析
张 纪 梁
（ 河南机 电高等专科学校 机 电工程 系， 河南 新 乡 ４ ３ ０ ） ５ ００ 摘 要：分析 了液压 系统产 生振 动和噪音 的主要原 因以及对 系统 的危 害 ， 结合 实际工 作经验 指 出 了在液压 系统 中
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｅ ｎ ｔ ｎ ｏ ｏｔ ｇ ｔｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｆ ｖ ｌ ｇ ｏｌ ｐ ｅ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ Ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ｈ ｐ ｂ — ｓｒ ｃ ： ｆ ｉ ｏ ｆｖ ｌ ｅ ｓ ｉ ｔ ｎ ｃ ａ ｉ ｓ ｏ ｏｔ ｅ ｃ ｌ ｓ ｒ ｒ ｓ ｎｅ ． ｈ ｅ ａｉ ｓ ｉ ｅ ｉ ｉ ａ ａ ｉ ａ ａ ｏ
●
第 １ ９卷 第 ６期 ２１年 １ ０１ １月
河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊｕｎｌ ｆＨ ｎｎＭｅｈｎｃｌ ｎ ｌｃ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇＣ ｌｇ ｏｒａ ｏ ｅａ ｃａ ｉ ｄＥｅｔｃ ｇｎｅｉ ｏｌ ｅ ａａ ｒａ Ｅ ｎ ｅ
Ｖ０ ． ９ Ｎ ６ １ １ ｏ． Ｎｏ ． ０１ ｖ２ ｌ
ｉ ｇ ｅ ｐｅ ｉ ｎｃ ． ｎ ｘ ｒｅ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｉｒ ｔｏ ｎｏｓ ｏｌＰｕ ｙ ｗｏ ｄ ｖｂ ａｉｎ； ｉｅ； ｉ ｍｐ；ｅｉ ｆＶ ｌ ｅ ｒ ｌ ａｖ ｅ
（ 上接 第 ２页）
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ Ｒｅ ａ ｉ ｎ ｈ ｐ Ｂｅ ｗｅ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｌ ｔｏ ｓ ｉ ｔ ｅ
位， 油马 达 、 其他 压 力 阀 、 向 阀次 之 ， 方 因此 ， 当液 压 系 性元件（ 弹簧 ） 和运 动元件 （ 阀芯 ） 又有不均匀的激 ，
统出现噪音故障时应仔细观察找出原 因加以排除。
溢流阀控制压力不稳定的原因和解决办法
溢流阀控制压力波动大，振动大的原因及解决办法溢流阀用于控制系统压力设定，在实际使用中，可能出现溢流阀控制压力不准确，出现较大范围的波动，或溢流阀在动作时会产生很大振动及噪音。
这些非正常现象通常因以下原因造成：1 液压油中混有较多空气。
当液压油中有气泡产生，由于气体容易被压缩，因此在系统的低压区域内，气泡的体积相对较大，而当气泡随着液流进入系统的高压部分，由于压力的变大导致气泡收缩，体积可能突然变小。
当液压油中混杂足够数量的气泡，其体积的突然变化容易引起压力不稳定，出现上下波动，同时也容易引发噪音，振动等问题。
因此液压系统设计时应充分考虑防止液压油进入气体，同时注意使用中的维护。
2 溢流阀每种型号均有其额定的使用流量范围，与大部分液压阀一样，实际使用中的最大流量应小于液压阀的额定流量。
当液压系统的实际流量远远大于溢流阀的最大允许流量时，也容易产生压力波动范围大等问题。
3 溢流阀的主阀芯有可能因液压油中的杂质卡阻而导致运动不畅，也可能引起压力调节出现波动甚至无法调节压力到指定范围。
应注意液压油清洁度保持在规定范围内。
4 溢流阀的压力调节通常依靠手柄进行手动调节。
当调节到合适压力后，应注意用锁紧螺母将调节手柄固定在所需位置。
否则因系统振动，人员误操作等原因，也可能导致调节手柄振动，进而引起压力小范围波动。
5 溢流阀虽然用于控制系统压力，但液压泵的压力，流量波动大，也会引起溢流阀出现压力波动。
应首先排除液压泵的输出问题。
6 溢流阀，特别是使用溢流阀的遥控口进行控制时，如果与遥控口相连接的油管内空间过大，也极易引起振动及噪音。
因此在设计系统时应该注意尽可能减小这部分配管的直径和长度，以避免此类问题。
7 更换同规格压力表，以排除压力表故障所导致的问题。
8 液压系统吸油不畅也会造成压力有较大变化，出现振动等问题。
一般情况是因滤油器选型不当或严重堵塞导致。
溢流阀动态特性、噪声分析及降噪的研究
１ 溢流阀动态特性 、 噪声初 步分 析
液压系统的噪声分为机械噪声和流体噪声 。机 械噪声 主要 由于机械部件 的振动产生 的； 而流体噪 声是 由于压力流量脉动、 气穴和气蚀、 旋涡运 动、 高 低压突变、 流体的摩擦等原因造成的。 对于溢流 阀来说 ， 机械噪声主要 由导 阀或主阀 的质量一弹簧系统 的自激振荡引起 的 ， 主要包含 以 下两 种情 况 ： １自 ． 激振动噪声
义的。
２ 溢流 阀 Ａ Ｓｍ 模 型的建模 ＭＥ ｉ
本文研究 的对象是某型先导式溢流阀 ， 先导式 溢 流 阀 的 主 阀是 由先 导 阀控 制 的 。如 图 １ 示 ， 所 先 导 阀作为调压阀 ， 到直动式溢流 阀调压 弹簧 的作 起 用， 通过主、 导阀之 间的阻尼孑 ， Ｌ控制主阀上腔 的压 力 。先导式溢流阀能够用较小的调压 弹簧控制很高 的系统压力 ，最大 限度地改善 了溢流 阀的启 闭特 性 。与此 同时这也 对 溢流 阀 的结构 和压 力稳 定性 提 出了更高 的要求 ， 特别是对于作为伺服能源控制调 节元件的高压溢流阀而言， 显得更为重要 。因为压 力不稳定将引起较大的压力波动和振动噪声 。 Ａ Ｓｍ（ ｄ ａ ｃｄ Ｍｏ ｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔｆｒ ＭＥ ｉ Ａ ｖ ｎｅ ｄ ｌ ｇ Ｅ ｖｒ ｍ ｎ ｏ－ ｉ ｏ
传动方面的研 究。
维普资讯
赢体 动与 ４ 控当
的力作用下关闭。
２ ８ 第５ ０年 期 ０
３ 溢流 阀模型 的仿真
将输入信号设为额定流量的阶跃信号，输入流 量信号设为控制量 ， 将主阀人 口压力设为观测量 ， 对 溢流阀模型进行时域和频域的仿真计算。该型溢流 阀开启压力为 ２ Ｍ ａ ０ Ｐ ，额定工作压力为 ２Ｍ ａ额 １Ｐ， 定流量为 ３Ｌ ｍｎ 与以往试验 曲线对比性 、 特性 进行 分析 ， 模态 找出溢 流阀模 型各阶 固有频率 ， 同时利 用试 验采集溢 流阀 工作噪声 ， 并进行频谱分析 ， 结合仿真结果 ， 验证该 型溢流 阀动态特性 、 频率特性与 噪声 的关系 。
液压传动系统中振动与噪声故障的原因分析及处理办法
液压传动系统中振动与噪声故障的原因分析及处理办法作者：向清然来源：《大经贸》2017年第08期【摘要】常见液压传动系统如平面磨床和外圆磨床，工作过程中液压泵、液压马达、液压缸及液压阀等常出现振动和噪声，既影响工件的加工质量、降低生产效率又造成机床和刀具磨损及损坏。
【关键词】液压传动系统液压泵液压马达振动与噪声故障原因分析处理办法振动和噪声是液压传动系统尤其是磨床中常出现的故障形式，如果不及时找出原因并做出处理，会大大影响加工质量和生产效率。
下面就从什么是振动与噪声、振动与噪声产生的原因、如何处理振动与噪声三方面加以分析。
一、什么是振动与噪声1、振动是弹性体的固有属性。
液压冲击、转动时的不平衡力、摩擦阻力及惯性力的变化等都是产生不同振动形式的根源。
在液压传动的机床中，往往在产生振动后随之而产生噪声。
液压系统中的振动与噪声常出现在液压泵、液压马达、液压缸及各种液压控制阀上，有时也表现在泵、阀及管路的共振上。
2、液压系统中出现振动的形式可分为：强迫振动和自激振动。
强迫振动往往是由于液压泵或液压马达、电机与液压泵的联轴节及压力阀所引起。
有时是由于系统接近了某一外界振源，使振源通过系统中的某一液压元件的振动波及所造成。
自激振动是由液压系统内部的压力、流量、作用力、质量等参数相互作用所产生的。
当每振动一周所消耗的能量和供给的能量相等时，液压系统处于连续的等幅振动（类似于谐波振动）之中，液压系统中的伺服阀、滑阀等就会产生自激振动。
3、噪声不仅能使人的大脑疲劳，降低劳动生产率，还可能淹没危险信号和指挥信号，造成工伤事故。
而且，噪声还影响液压系统的工作性能，降低液压元件的使用寿命，同时噪声与振动往往是伴随发生的，从而影响工件的加工质量，有时甚至不得不降低切削速度及走刀量，更有甚者，它会使刀具破裂折断，加速机床或部件的磨损和损坏。
二、振动与噪声产生的原因1、由液压泵与液压马达引起的1）液压泵与液压马过固有的周期变化，即液压泵与液压马达在一转中各个工作油腔内流量和压力与扭矩的周期变化，特别当液压泵与液压马达的轴向、径向间隙由于磨损增大后，高压腔周期性地向低压腔泄漏，引起油液压力脉动，产生流量不足从而使噪声加剧。
振动与噪声的来源和消除办法
振动与噪声的来源和消除办法液压冲击、转动时的不平衡力、摩擦阻力以及惯性力的变化等都是产生不同振动形式的根源。
在液压传动的设备中, 往往在产生振动后随之而产生噪声。
液压系统中的振动与噪声常出现在液压泵、液压马达、液压缸及各种控制阀上, 有时也表现在泵、阀与管路的共振上。
1 振动与噪声产生的原因1.1 油泵和马达引起( 1) 泵与马达或系统密封不严而进入空气或泵的吸没管路浸入油面太浅而进入空气。
( 2) 泵吸油位置太高( 超过500 mm) , 油的粘度太大或吸油管过细, 以及滤油器被油污阻塞造成泵的吸油口真空度过大而使原来溶解在液压油中的空气分离出来。
这样, 当启动泵与马达后,带有大量气泡的液压油由低压区流到高压区后受到压缩, 体积突然缩小或破裂; 反之, 在高压区体积较小的气泡, 流到低压区体积突然增大, 油液中气泡体积急速改变, 产生“ 爆炸” 现象而引起振动和噪声。
( 3) 泵与马达在一转中各工作油腔内流量和压力与扭矩的周期变化, 特别当泵与马达的轴向、径间隙由于磨损而增大后, 高压腔周期地向低压腔泄漏, 引起压力脉动, 流量不足, 噪声加剧。
( 4) 容积式泵是依靠密封工作容积的变化来实现吸、压油的, 为了不使吸、压油腔互通, 在吸、压油腔之间存在一个封油区, 当密封工作容积经过封油区, 既不通压油腔也不与吸油腔相通, 引成闭死的密封容积, 容积有微小变化就会产生高压和负压, 引起振动和噪声, 一般称它为困油” 现象。
在设计、制造或维修时, 如“ 困油” 未得到合理解决, 则必然会产生振动和噪声。
( 5) 液压泵与马达的零件加工及装配精度不高或零件损坏。
例如, 齿轮泵的啮合齿轮的齿形精度不高, 齿面粗糙度差, 相邻周节及周节累积误差大, 两轴间的平行度差, 滚针轴承损坏, 装配前未经严格的去毛刺和清洗等; 叶片泵的叶片在转子槽中移动不灵活甚至卡死, 个别叶片断裂或转子有缺陷裂纹,定子内表面曲线拉毛、刮伤, 配油盘端面与内孔垂直度不良等; 柱塞泵的柱塞移动不灵活或卡死等, 均能引起压力脉动, 流量不足, 噪声加剧。
液压系统振动与噪声控制技术.答案
3
3.3降低或消除气穴振动与噪声的技术措施
3.1降低或消除机械振动与噪声的技术措施
降低或消除机械振动与噪声,通常采取的主要措施有: 3.1.1 使用低噪声电动机,并使用弹性联轴器,以减少该环节引起 的振动和噪声。 3.1.2 选择流量脉动小的泵,泵流量脉动由小到大分别是螺杆泵、 叶片泵、齿轮泵和柱塞泵。 3.1.3 尽量用液压集成块代替管道,以减少振动。 3.1.4 用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动,蓄能器能 吸收10Hz以下的噪声,而高频噪声,用液压软管则十分有效。 3.1.5 用带有吸声材料的隔声罩,将液压泵罩上,也能有效地降低 噪声。
液压缸的机械振动与噪声
液压缸在快速换向、负载变化大等情况下会引起压力冲击, 产生波及到管道的机械振动,从而产生噪声。因此在设计系统时 一定要选择带缓冲装置的液压缸。为此除要求液压缸的设计要有 缓冲装置外,还可以在液压缸进油口处设置一小型蓄能器,吸收液 压缸换向时引起的油液脉动,减小噪声。
2.2流体振动与噪声分析
管路引起的振动与噪声
管路一般都是由外界因素引起振动和噪声的,如机械振动、 压力脉动等。另外,管路过细以及方向、截面变化大时,很容易产 生振动和噪声。管路的谐振噪声。管道的阻抗、结构尺寸和形 状等固有特性,决定了它本身的固有频率,一旦有外部因素的影响, 如压力脉动、机械振动以及由于阀或液压缸等的动作造成管中的 液体振荡使激励频率达到其固有频率时就会产生谐振,发出噪声。
液压泵的机械振动与噪声
对用1种液压泵来说,一般液压泵的噪声随液压功率的增加而 增加,而液压功率是由泵的输出压力p、每转排量q以及转速n这3 个参数所决定的。而引起机械振动与噪声的主要因素是转速,液 压泵转速的提高使泵的噪声增加比输出压力提高的作用要大得多。 为了使噪声最低,一般在选用液压泵时,在保证所需的功率和流量 的前提下,尽量选择转速低的液压泵(1000r/min-1200r/min),或使 用复合泵(并联和串联液压泵)和卸荷回路来降低噪声。
阀门振动噪声分析与预防措施
阀门振动噪声分析与预防措施-机电论文阀门振动噪声分析与预防措施邓君（湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲 412000）摘要：从多个方面分析了阀门振动和噪声产生的主要原因，并从设计、加工、阀门选用以及配套设备布置等方面提出了预防和减弱阀门振动噪声的措施。
关键词：阀门；振动；噪声；预防0引言阀门是流体输送系统中重要的调节元件，能够改变流体流动方向和流通面积，具有截止、导流、分流、泄压等功能，在水利、电力、制造、冶金、石油等行业应用广泛。
随着科技进步，对阀门的使用要求也越来越高，振动和噪声作为阀门最明显的问题之一，在实际工作中会影响阀门自身以及所连接管路和设备的使用寿命，甚至直接造成损害而发生安全事故。
并且阀门噪声已经成为许多工厂主要污染之一，对工人和附近居民造成了严重影响。
1阀门振动噪声来源以及产生原因声音是由振动而产生，而振动在弹性介质中的传播形式就是声波，在实际工况下，阀门发出噪声时也总是伴随着剧烈振动，因此要综合阀门噪声和振动产生的具体原因来分析。
下面从机械振动、流体动力学和水锤影响几个方面来分析。
1.1机械振动原因阀门机械振动产生的噪声具体可以分为阀门整体振动噪声和阀门内部零件振动噪声。
阀门整体振动是由阀体所在流体输送管道或阀座产生振动所引起。
阀门内部零件振动与其内部零件加工、装配精度以及磨损程度有关，各零件之间的间隙会导致零件在流体冲撞时产生振动。
特别是当外部频率与阀体自身固有频率接近或相同时，会产生达到3 000～7 000 Hz频率的剧烈共振。
这个振动频率已经可以产生严重的振动噪声，并会对阀门阀体和内部零件造成疲劳损害。
1.2流体动力学原因当流体通过阀门时，流道形状改变会导致流体流动状况发生变化，产生湍流和涡流，从而引发阀体振动和噪声，不过湍流噪声一般比较小，对于液体介质甚至可以不做考虑。
在阀芯节流口处，阀门内部流通面积发生改变会导致流体流速与压力发生剧烈变化，当流体静压低于流体介质的汽化压力时，流体介质就会发生汽化也就是闪蒸现象。
液压系统发出鸣笛噪声故障分析
液压系统发出鸣笛噪声故障分析
如下图所示液压系统，泵1与泵2规格相同，三位四通换向阀中位机能为Y型，阀5、6为单向阀3、4为同规格溢流阀，溢流阀调定压力14MPa。
大兰液压系统油路原理图
(1)故障现象泵启动运行时，液压系统发出鸣笛般啸叫声。
(2)故障检测发现噪声来自溢流阀，并发现当只有一侧液压泵和溢流阀工作时，噪声消失，两侧液压泵和溢流阀同时工作时，就发生啸叫声。
(3)故障分析液压系统溢流阀是在液压力和弹簧力相互平衡下进行工作的，因此溢流阀压力口或控制口的压力油一旦发生波动时，激发弹簧一阀芯系统振动而发生噪声。
其振动的程度及其状态，随流体的压力冲击和波动的状态而变。
在本系统中，双泵压力油经单向阀合流，发生流体冲击与波动，引起单向阀振荡，从而导致液压泵出口压力不稳定。
又由于泵输出压力的本身就是脉动的，从而激起两个固有频率相同的溢流阀共振，发出异常噪声。
(4)故障排除
①将液压系统溢流阀3和4用一个大容量溢流阀代替，安装在双泵合流后。
②将两个溢流阀的调整压力值错开1MPa左右。
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第3章液压系统的振动解读
第3章液压系统的振动、噪声诊断与排除液压设备在运行时产生的振动、噪声超过了正常状态，表明系统存在异常。
振动、噪声的诊断与排除是液压技术中较复杂的问题。
第1节液压系统的振动与噪声的来源液压系统的振动噪声分为机械振动噪声和流体振动噪声。
～1．机械振动噪声机械振动噪声是由于零件之间发生接触、冲击和振动引起的。
例如，液压系统中的电动机、液压泵和液压马达这些高速回转体，如果转动部分不平衡会产生周期性的不平衡离心力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声。
电动机噪声除机械噪声外，还有通风噪声(如冷却风扇声和风声)和电磁噪声(电动机通电后的电磁噪声和蝉鸣声)。
当电动机和液压泵不同轴以致联轴器偏斜也会引起振动噪声。
齿轮泵工作时，齿轮啮合的频率、齿轮啮合受到圆周方向的强制力引起圆周方向的振动，而轮齿啮合产生圆周方向的振动使齿面受到动载荷而引起轴向振动(产生径向方向的振动的同时产生轴向振动)，从而产生噪声。
滚动轴承中滚动体在滚道中滚动时产生交变力而引起轴承环固有振动形成的噪声；滚动体移动引起噪声；滚动体和滚道之间的弹性接触引起噪声；滚道中的加工波纹使轴承处于偏心转动引起噪声；滚动体中进入灰尘或有伤痕或锈蚀时发出噪声。
液压零件频繁接触而引起噪声，电磁铁的吸合产生峰鸣声、换向阀阀心移动时发出冲击声、溢流阀在泄压时阀心产生高频振动声。
油箱噪声。
油箱本身并不发出噪声，但如果液压泵和电动机直接装在油箱上，它们的振动引起油箱产生共振，会使噪声进一步扩大。
2．流体振动噪声流体噪声由油液的流速、压力的突然变化及气穴爆炸等引起。
在液压系统中，液压泵是主要噪声源，其噪声量约占整个系统噪声的75％左右，主要由泵的压力和流量的周期性变化以及气穴现象引起。
在液压泵吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化形成压力脉动，引起液压振动，并经出口向整个液压系统传播，液压回路的管道和阀类将液压泵的脉动液压油压力反射，在回路中产生波动而使液压泵共振，以致重新使回路受到激振，发出噪声。
溢流阀的性能指标和应用
直接与油箱连接，当换向阀旳P、O口处于联通状态时，系统卸荷
5 多级调压回路（如图3-11所示）
6 形成背压
图1-10远程调压回路
图1-11系统卸荷回路
图1-12多级调压回路
调压偏差越小， 恒压性能越好。
溢流阀旳静态特征
——⑵启闭特征
启闭特征
溢流阀旳启闭特征是指溢流阀从 刚开启到经过额定流量(也叫全流量)， 再由额定流量到闭合(溢流量减小为 额定值旳1%下列)整个过程中旳压力
—流量特征。
溢流阀闭合时旳压力pk称为闭合压力。
闭合压力pk与调定压力pn之比称为闭合比。
开启压力pc与调定压力pn之比称为开启比。
称为卸荷压力
溢流阀旳静态特征
——⑴压力流量特征
压力—流量特征(p—q特征)
压力流量特征又称溢流特 征，表达溢流阀在某一调定压力下 工作时，溢流量旳变化与阀进口实 际压力旳关系。（理论上旳分析成 果）
横坐标为溢流量q，纵坐标为阀进 油口压力p，溢流量为额定值qn时所相 应旳压力pn称为溢流阀旳调定压力。溢 流阀刚开启时，阀进口旳压力pc称为开 启压力。调定压力pn与开启压力pc旳差 值称为调压偏差，也即溢流量变化时 溢流阀工作压力旳变化范围。
因为阀开启时阀芯所受旳摩擦力与进油压 力方向相反，而闭合时阀芯所受旳摩擦力 与进油压力方向相同，所以在相同旳溢流
为确保溢流阀有良好旳静态特 征，一般要求其开启比不应不
量下，开启压力不小于闭合压力。
大于90%，闭合比不应不大于
考虑了阀旳制造质量旳实际旳流压特征
85%。
溢流阀旳静态特征
——压力稳定性等
闭。根据[1]此时主阀芯受力条件为
溢流阀旳动态特征
溢流阀由一种稳定工作状态过渡 到另一种稳定工作状态时，溢流 阀所控制旳压力随时间变化旳过 渡过程性能。
溢流阀常见故障原因分析及排除方法
溢流阀常见故障原因分析及排除方法•溢流阀在使用中，常见的故障有噪声、振动、阀芯径向卡紧和调压失灵等。
（一）噪声和振动液压装置中容易产生噪声的元件一般认为是泵和阀，阀中又以溢流阀和电磁换向阀等为主。
产生噪声的因素很多。
溢流阀的噪声有流速声和机械声二种。
流速声中主要由油液振动、空穴以及液压冲击等原因产生的噪声。
机械声中主要由阀中零件的撞击和磨擦等原因产生的噪声。
（1）压力不均匀引起的噪声先导型溢流阀的导阀部分是一个易振部位如图3所示。
在高压情况下溢流时，导阀的轴向开口很小，仅0.003～0.006厘米。
过流面积很小，流速很高，可达200米/秒，易引起压力分布不均匀，使锥阀径向力不平衡而产生振动。
另外锥阀和锥阀座加工时产生的椭圆度、导阀口的脏物粘住及调压弹簧变形等，也会引起锥阀的振动。
所以一般认为导阀是发生噪声的振源部位。
由于有弹性元件（弹簧）和运动质量（锥阀）的存在，构成了一个产生振荡的条件，而导阀前腔又起了一个共振腔的作用，所以锥阀发生振动后易引起整个阀的共振而发出噪声，发生噪声时一般多伴随有剧烈的压力跳动。
（2）空穴产生的噪声当由于各种原因，空气被吸入油液中，或者在油液压力低于大气压时，溶解在油液中的部分空气就会析出形成气泡，这些气泡在低压区时体积较大，当随油液流到高压区时，受到压缩，体积突然变小或气泡消失；反之，如在高压区时体积本来较小，而当流到低压区时，体积突然增大，油中气泡体积这种急速改变的现象。
气泡体积的突然改变会产生噪声，又由于这一过程发生在瞬间，将引起局部液压冲击而产生振动。
先导型溢流阀的导阀口和主阀口，油液流速和压力的变化很大，很容易出现空穴现象，由此而产生噪声和振动。
（3）液压冲击产生的噪声先导型溢流阀在卸荷时，会因液压回路的压力急骤下降而发生压力冲击噪声。
愈是高压大容量的工作条件，这种冲击噪声愈大，这是由于溢流阀的卸荷时间很短而产生液压冲击所致在卸荷时，由于油流速急剧变化，引起压力突变，造成压力波的冲击。
溢流阀发出哨响声是什么原因
溢流阀发出哨响声是什么原因?-
1.主阀故障主阀芯在工作时径向力不平衡，导致性能不稳定
1）阀体与主阀芯几何精度差，棱边有毛刺
2）阀体内粘附有污物，使配合间隙增大或不均匀1）检查零件精度，对不符合要求的零件应更换，并把棱边毛刺去掉
2）检修更换零件
2.先导阀故障（1）锥阀与阀座接触不良，圆周面的圆度不好，粗糙度数值大，造成调压弹簧受力不平衡，使锥阀振荡加剧，产生尖叫声
（2）调压弹簧轴心线与端面不够垂直，这样针阀会倾斜，造成接触不均匀
（3）调压弹簧在定位杆上偏向一侧
（4）装配时阀座装偏
（5）调压弹簧侧向弯曲（1）把封油面圆度误差控制在0.005～0.01mm以内
（2）提高锥阀精度，粗糙度应达Ra0.4μm
（3）更换弹簧
（4）提高装配质量
（5）更换弹簧
3.系统存在空气泵吸入空气或系统存在空气排除空气
4.阀使用不当通过流量超过允许值在额定流量范围内使用
5.回油不畅回油管路阻力过高或回油过滤器堵塞或回油管贴近油箱面
适当增大管径，减少弯头，回油管口应离油箱底面二倍管径以上，更换滤芯
6.远控口管径选择不当溢流阀远控口至电磁阀之间的管子通径不宜过大，过大会
引起振动一般管径取6mm较适宜。
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配流盘磨损之后会出现输出流量下降、泵表面发热及油温升高
等压系统在运行一段时间以后，多个元件均被磨损。
例如，当泵、换向阀和液压缸均处于磨损状态时，系统的
效率有较大幅度的下降。当逐一更换这些元件后，效率将逐步 地提高。 对于一个症状有多种可能原因的情形，应采取有效手段剔 除不存在的原因。 对于一个故障源产生多个症状的情形，可利用多个症状的 组合去确定故障源。
芯卡死，电磁铁烧坏等，设备使用时间长，多处磨损，引起 系统压力与流量下降等就属于综合性故障。
7.故障强度 即故障的严重程度，也就是液压装置损坏的严重程度。严
重故障强度高，轻微故障反之。在现场，应注意发现故障苗头
，避免严重故障。轻微故障信息量不充分，不明显，故障分析 时难度大。 8.劣化速度 即故障产生与发展的速度。有的故障是突然产生的，有的 故障则是逐步发展的。零件疲劳断裂，电线脱落是突发型故障 。对于突发型故障，应注意掌握故障的预兆。对于渐变型故障 ，应长期监测，弄清其发展趋势。
2.故障参量
即表征液压装置功能丧失或出现问题的物理量。如压力、
流量、泄漏量、速度（转速）、力（扭矩）、动作秩序、位置
、效率、振动、噪音及吸油口的真空度等，上述参量值超出了 规定的范围，即表明系统发生了故障。 3.故障症状 即故障参量超出了规定的范围，且被人们观测到的现象。
它是故障的外在表现。
4.故障信息
4.失效分布的分散性
由于设计加工材料及应用环境等的差异，液压元件的磨 损劣化速度相差大，液压元件的实际使用寿命严重分散，一 般的液压元件寿命标准在现场无法应用，只能对具体的液压
10.故障频率
即故障出现的频繁程度。有的故障经常出现，有的故障
偶尔出现。对经常出现的故障，应考虑采取有力措施消除其 根本原因。对偶发性故障，分析起来要困难得多。
三、现场液压故障的主要特点
与一般的机械与电气故障相比，现场液压故障具有下列 特点：
1.故障点的隐蔽性
液压装置的损坏与失效，往往发生在深层内部，由于
即反映液压装置内部损坏情况的特征信息。故障症状显
然是故障信息。设备的异常现象，报警信号，系统测试分 析结论，设备的使用期限，维护保养状况，运行及修理记 录等在一定的条件下也是故障信息。故障信息及其与故障 的某种对应关系，是判断故障的起点和依据。
5.故障原因 即引起故障的初始原因。它主要有油污染、机械磨损与
如泵轴扭断、电磁铁烧坏）；降低功能是功能性故障（如泵 容积效率下降、液压缸速度减慢）；由人们错误操作与装配 引起的故障是误动作故障。“出现问题”表现在振动、噪音 的异常。丧失功能与出现问题往往联系在一起，它们都是液
压装置内部条件（结构状况）及外部条件（输入量）未满足
其正常运行的要求所引起的。
二、液压故障的属性
9.故障时效 即故障的作用持续状况。有的故障是暂时的、间断性的
、时有时无的。例如，污染物堵住了节流口，后来油液冲走
了污染物。再如，由于行程开关安装松动，换向阀可能不会 及时换向。而有的故障一旦出现，只有在修理或更换了零件 之后才能恢复功能，这类故障是永久性故障。暂时性故障原 因在外部，永久性故障的直接原因在元件内部。
断裂失效、设计与制造问题、安装问题、环境条件不符及人
为因素等。因果关系分析是具体的现场液压故障分析的主要 内容，找出最初原因是其直接目的。
6.故障范围 即故障的涉及面。有的故障是单一性的，有的故障是综 合性的和全面的。前者是由个别因素异常引起的结果，后者
涉及到多环节与部分。例如液压油脏了引起液压系统多处阀
图1-1
2.因果关系的复杂性
液压系统的故障、症状与原因之间存在各种各样的重叠与 交叉。一个症状有多种可能原因。 例如，执行元件速度慢，引起的原因有：负载过大，执行 元件本身磨损，导轨误差过大，系统内存在泄漏口，调压系统
故障，调速系统故障及泵故障等。
一个故障源也可能引起多处的症状，例如，叶片泵定子内 曲线磨损之后，会出现压力波动增大和噪声增大等故障，泵的
对于叠加现象，应全面考虑各影响因素。分清各因素作用
的主次轻重。
3.相关因素的随机性
液压系统在运行过程中，受到各种各样的随机性因素的 影响，如电网电压的变化、环境温度的变化、机器工作任务 的变化等。外界污染物的侵入也是随机性的。由于随机性因
素的影响，故障具体发生点及变化方向更不确定，造成判断
与定量分析的困难。
1.故障元件 即发生故障的元件。液压设备以元件为基本组成单元， 液压系统的故障一般情况下就是某一具体元件的故障，只有
在对液压元件的原理、结构、功能、失效机理等有了深入系
统的认识之后才能顺利地分析现场故障和排除故障。液压故 障分析的一个重要特点是通过对系统性能变化的考察来推断 元件的损坏，这里尤其要注意的是系统性能变化与元件损坏 之间的各种关系。
液压系统故障案例分析
-流体力学与流体传动 2016/3
一、液压故障的概念 二、液压故障的属性
三、现场液压故障的主要特点
四、常见液压故障症状及其原因 五、液压系统故障诊断的方法
一、液压故障的概念
液压故障是指液压元件或系统丧失了应达到的功能及出 现某些问题的情形。
“功能丧失”有几种情况：完全丧失功能是破坏性故障（
不便装拆，现场上的检测条件也很有限，难以直接观测， 各类泵、阀、液压缸与液压马达无不如此。由于表面症状 的个数有限，加上随机性因素的影响，故障分析很困难。 大型液压阀板内部孔系纵横交错，如果出现串通与堵塞， 液压系统就会出现严重失调，在这种情况下找故障点难度 很大。
三、现场液压故障的主要特点
例，某液压系统如图1-1所示。其症 状为：卸荷压力仅比工作压力低 1MPa左右（工作压力约为4MPa）， 系统运行约10分钟后，油液便升温至 50℃以上。 引起这一问题的原因是主油路与溢流 阀卸荷控制油路在阀板上串通（串通 油路如图中虚线所示）。一部分液压 油经这一通道再经换向阀回油箱。换 向阀通径小，有阻力，故油液在换向 阀前有压力p1，使溢流阀处在二级压 力p1控制下，溢流阀主阀芯不能充分 开启，系统卸荷压力上升，油液因节 流发热而温度升高。