數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲的防治及改進(jìn)

1、數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲的防治及改進(jìn)現(xiàn)代人對(duì)健康有著較高要求，而現(xiàn)階段影響人體健康的不僅 是食物，還有噪聲。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中很容易因液壓系統(tǒng)存在問 題而帶來一定的噪聲，這種噪聲分貝往往超過了人的承受范圍， 在影響人體健康的同時(shí)也給數(shù)控機(jī)床正常使用帶來不利影響，因此，如何防治數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲就成為現(xiàn)階段最重要 的工作。一、導(dǎo)致液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生的因素通過對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的研究可以發(fā)現(xiàn)，促使液壓系統(tǒng)振 動(dòng)與噪聲產(chǎn)生的因素主要有以下幾種：第一，零件不平衡、不同 心或間隙調(diào)整不當(dāng)。首先，因受到零件不平衡的影響，導(dǎo)致液壓 系統(tǒng)中尤其是電動(dòng)機(jī)、馬達(dá)等在快速運(yùn)轉(zhuǎn)的影響下， 經(jīng)常會(huì)因設(shè) 計(jì)與

2、制造不當(dāng)?shù)葞韽澢駝?dòng)等， 由此產(chǎn)生的振動(dòng)就會(huì)通過基座 擴(kuò)散到其他部件中，此時(shí)不僅會(huì)帶來振動(dòng)，也會(huì)帶來一定噪聲。 其次，零件安裝不當(dāng)，在液壓系統(tǒng)安裝時(shí)，經(jīng)常會(huì)因部件安裝缺 乏公平性等帶來噪聲。最后，聯(lián)軸器配合不當(dāng)會(huì)帶來噪聲。在數(shù) 控機(jī)床液壓系統(tǒng)中，聯(lián)軸器起到連接作用，是液壓泵與電動(dòng)機(jī)連 接中不可缺少的一部分，如果聯(lián)軸器出現(xiàn)偏斜等情況， 難免會(huì)帶 來振動(dòng)與噪聲。第二，液壓泵、氣體流動(dòng)以及控制閥等帶來的噪 聲。在液壓系統(tǒng)運(yùn)行中，在流體的作用下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)噪聲。通過 研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致液壓泵噪聲產(chǎn)生的因素與液壓功率有關(guān)，在液壓 功率不斷增大的情況下，噪聲也會(huì)逐漸增加，流量脈動(dòng)、壓力沖 擊等都會(huì)帶來一定噪聲

3、。同時(shí)，氣體流動(dòng)也會(huì)帶來噪聲。如果油 液中夾雜空氣， 那么就會(huì)讓氣泡懸在液壓油中， 并在其中形成氣 穴，在這樣的油液壓力升到一定高度以后， 氣泡便會(huì)轉(zhuǎn)眼間被壓 破且?guī)碓肼暋４送?，在液壓系統(tǒng)中有大量的控制閥，這些控制 閥在使用中經(jīng)常會(huì)因受背壓、方向等因素的影響產(chǎn)生振動(dòng)與噪 聲。二、數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲的防治及改進(jìn)措施 為減少數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生，避免噪聲擴(kuò)大 化，應(yīng)從以下幾方面做好防治與改進(jìn)：（一）液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 在數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)控制的過程中， 應(yīng)重視低噪聲液壓元件 的運(yùn)用，通過研究發(fā)現(xiàn)，老式液壓泵多以柱塞泵或齒輪泵為主， 它們?cè)肼暤恼駝?dòng)與噪聲相對(duì)于葉片泵要大很多，額定壓

4、力也很 高，所以，很多數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)中依然采用柱塞泵或齒輪泵， 針對(duì)這種情況就需要改進(jìn)葉片泵額定壓力， 至少應(yīng)保證其額定壓 力在20MPa左右，以此減少振動(dòng)與噪聲。其次，控制好液壓泵數(shù) 量。通過研究發(fā)現(xiàn)，在液壓泵數(shù)量減少的情況下，振動(dòng)與噪聲也 會(huì)減少，所以，這就需要控制好液壓泵的數(shù)量，在傳統(tǒng)液壓系統(tǒng) 需要借助多個(gè)液壓泵調(diào)節(jié)流量與壓力，為保證液壓泵流量與壓 力，可以按照比例調(diào)整壓力與流量， 以此減少液壓泵數(shù)量。 再者， 將蓄能器應(yīng)用其中， 在壓力脈動(dòng)的作用下很容易出現(xiàn)噪聲， 為消 除噪聲可以將蓄能器應(yīng)用進(jìn)來， 盡管蓄能器的容量小， 但其慣性 相對(duì)較小，反應(yīng)也很靈敏，在利用蓄能器的過程中，應(yīng)將蓄

5、能器 頻率控制在幾十赫茲左右，以便減少壓力脈動(dòng)。最后，做好消振 器與濾波器設(shè)置，一般來講，消振器有很多形式，可以應(yīng)用的消 振器有高頻壓力消振器、 微穿孔液消振器。 在實(shí)際利用中常見的 濾波器有液壓濾波器， 這些設(shè)備的應(yīng)用都可以最大程度地減少振 動(dòng)與噪聲。（二）液壓裝置安裝方式的改進(jìn)為做好振動(dòng)與噪聲控制， 還需要進(jìn)一步改進(jìn)液壓裝置安裝方 式，可以從以下兩方面入手：第一，安裝合適的液壓泵。在安裝 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的過程中，應(yīng)保證兩者的軸度誤差不超過 0.02mm且將柔性聯(lián)軸器應(yīng)用其中。在安裝液壓泵的過程中，若 泵與電動(dòng)機(jī)安裝在油箱蓋上， 那么就需要在油箱蓋上安裝好防振 材料與消聲材料， 同時(shí)也可以結(jié)

6、合實(shí)際， 將吸油高度與吸油密度 較好的設(shè)備應(yīng)用其中，只有這樣才能保證設(shè)計(jì)合理。第二，管道 安裝。做好管道安裝也是一項(xiàng)十分重要的工作， 為做好防振與噪 聲消除，可以用軟管實(shí)現(xiàn)連接，并適當(dāng)縮短管道長(zhǎng)度，提高管道 剛性，避免管道之間發(fā)生共振的情況。同時(shí)，在密封的過程中， 應(yīng)以垂直密封為主， 對(duì)于閥類部件來說， 在實(shí)際利用中應(yīng)重視彈 簧的應(yīng)用， 且注意加密封墊的運(yùn)用， 防止油管中因夾雜空氣導(dǎo)致 振動(dòng)與噪聲。此外，還要控制好管道彎曲度，最大不超過 30 度， 且彎頭曲率半徑應(yīng)在管道直徑的五倍以上。（三）選擇合適的油液 在液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲防治的過程中，還要重視油液的選 擇，并避免油液受污染。在選擇油液的

7、過程中，應(yīng)避免選擇黏度 過高的油液， 如果將這樣的油液應(yīng)用其中， 就會(huì)給液壓泵帶來一 定的較大吸入阻力，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，所以，應(yīng)控制油液黏度，保 證油液具有良好的消泡能力，盡管這樣的做法需要大量資金投 入，但其后期效果較好，不僅可以延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命，還能減少 對(duì)液壓泵及元件的損害。通過研究發(fā)現(xiàn)，抗磨液壓油凝點(diǎn)較高， 總體效果較好，所以，最好選擇抗磨液壓油。同時(shí)，再好的油液 受到污染以后都無法發(fā)揮應(yīng)有作用， 一旦油液受到污染， 就會(huì)出 現(xiàn)油箱內(nèi)濾網(wǎng)堵塞的情況， 也會(huì)帶來油泵無法順利吸油， 更會(huì)影 響回油，并帶來噪聲與振動(dòng)，針對(duì)這種情況，就需要相關(guān)工作人 員經(jīng)常清洗油箱，在注油的過程中可以將過濾器或

8、濾網(wǎng)應(yīng)用其 中，這樣就可以再次對(duì)油液做過濾，提升油液質(zhì)量，還要在油液 底部設(shè)置好隔板， 在隔板的作用下， 回油區(qū)中的油液在沉淀的作 用下就會(huì)將雜質(zhì)留在回油區(qū)中，有效防止了油液流回到吸油區(qū) 中。（四）避免液壓沖擊 在防止液壓沖擊的過程中，可以從以下兩方面入手：第一， 當(dāng)閥口突然關(guān)閉時(shí)的液壓沖擊。 在解決此類問題的過程中， 應(yīng)適 當(dāng)降低換向閥關(guān)閉速度， 隨著換向閥關(guān)閉速度的降低， 換向時(shí)間 就會(huì)提升， 在制動(dòng)換向時(shí)間高于 0.2s 以后，沖擊壓力便會(huì)下降，所以，可以將具有可調(diào)性的換向閥應(yīng)用到液壓系統(tǒng)中。 由于流速 也是導(dǎo)致振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生的因素， 所以，在防止液壓沖擊的過程 中也要控制好流速，最好將

9、管道流速控制在每秒4.5m 以下。同時(shí)控制好管道長(zhǎng)度， 盡量不選擇帶有彎度的管道， 并將軟管作為 主要管道。 為最大程度地減少液壓沖擊， 最好在滑閥關(guān)閉以前適 當(dāng)控制好液體流速， 這也是有效減少液壓沖擊的有效方式。 第二， 當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)與減速時(shí)帶來液壓沖擊。 在防治此類沖擊時(shí)， 首 先，可以在液壓缸入口與出口處設(shè)置好反應(yīng)靈敏、 靈活性好的安 全閥，最好以直動(dòng)安全閥為主，且控制好其壓力，只有這樣才能 避免壓力過高帶來的沖擊。其次，將減速閥作為應(yīng)用重點(diǎn)，以此 避免因油路關(guān)閉過緩帶來不必要的沖擊， 同時(shí)還要控制好運(yùn)動(dòng)部 件速度，它的速度應(yīng)控制在每分鐘 10m以下。再者，為避免液壓 沖擊過大， 最好

10、在液壓缸上部設(shè)置一定的緩沖設(shè)備， 這樣不僅可 以防止液壓缸中的排油速度過快，還能控制好液壓缸運(yùn)行速度， 避免產(chǎn)生過大沖擊， 另外，還要在液壓缸中安裝好平衡閥與背壓 閥，這樣不僅可以最大程度地降低液壓的流動(dòng)速度， 還能有效避 免前沖，這也是提升背壓壓力的有效方式。最后，有必要將具有 阻尼作用的換向閥應(yīng)用其中， 以大型阻尼為主， 且將單向節(jié)流閥 關(guān)閉，并控制好潤(rùn)滑壓力，避免潤(rùn)滑壓力過高。在減少液壓沖擊 的過程中， 還要控制好液壓缸缸體的間隙度， 防止間隙度過大或 密封不合理影響液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行， 為防范此類事件的出現(xiàn)， 最 好應(yīng)用新型活塞， 設(shè)置好合適的密封件， 只有這樣最大程度地避免不良事件的產(chǎn)生。通過以上研究得知，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)