液压系统的减振方法研究

　　1　前言

　　液压系统以其诸多的优点广泛应用于各种设备上,振动是液压系统工作过程中经常发生的现象。有些液压设备如液压镐、液压锚杆钻等被广泛应用。然而在多数情况下振动是有害的,它影响主机和液压系统的工作性能及使用寿命,使设备无法正常工作。另,长时间的振动还将造成系统及管路损坏,严重的还会引起安全事故。目前,现代液压系统正朝着高压、高速及大功率的方向发展,由此引起的液压系统振动问题将日益突出。然而解决液压系统振动及其振动引起的噪声是液压系统较为棘手的问题,本文结合工作实践,初步分析液压系统振动的产生机理,并提出一些预防和抑制振动的方法。

　　2　振动分析

　　在振动问题中,整个液压装置或某个液压组件均可等效成具有一定质量、弹性和阻尼的振动系统,通常简化为单自由度简谐激振力作用下的强迫振动系统,如图1所示。该振动系统的运动微分方程为

　　式中,x¨、x·、x分别为系统加速度、速度、位移;ωn为无阻尼固有频率;ξ为阻尼比,为单位质量所受的力幅,f0= F0/m;F0为激振力的振幅;Ce为阻尼系数;K为弹簧刚度;M为系统质量。其通解为:

　　它表示有阻尼的衰减振动,仅在开始的一段时间内才有意义,因此,通常称瞬态解,一般情况下不予考虑。特解表示在简谐力激振下的强迫振动常称振动稳态振动,稳态振动在很多设备上是有害的。稳态振动可由其特解表示为:

　　x₂= Bsin(ωt-φ)

　　式中,B为强迫振动的振幅;ω为强迫振动的角频率;φ为位移与激振力的相位差。

　　由上可知,产生振动的根本原因是系统存在激振力,振动的大小取决于激振力F0的大小和系统的固有参数,所以防振、减振或消振的主要途径是消除或减小激振源,合理确定和匹配系统参数。

　　3　防振措施

　　针对振动产生的原因,根据我们的工程实践,总结出如下一些预防和抑制振动的方法。

　　3·1　合理选用并正确安装液压泵

　　液压泵是系统振动的关键因素,液压泵的出口流量脉动,在遇到管路的阻抗之后,可以转化成压力脉动,压力脉动能够引起管路的机械振动,在一定条件下可产生管路的液压谐振,影响系统的工作性能和缩短附件的寿命,严重的会导致管路发生疲劳破坏。因此选择液压泵时,应根据系统的压力和流量需求,参照液压泵的性能和应用范围,同时还应考虑系统对液压泵的其他要求。

　　安装液压泵时应注意泵的安装方式、泵的连接方式、油口的连接形式以及能否承受一定的径向载荷等因素。一般情况下,当液压泵传动轴与电动机驱动轴同轴度偏差小于0·1 mm时,应采用挠性联轴器连结,不允许用V带直接带动泵轴转动,以防止泵轴受径向力过大,影响泵的正常运行;液压泵的旋转方向和进、出油口应按要求安装;各类液压泵的吸油高度一般要小于0·5m。