液壓系統(tǒng)中的振動和噪聲是兩種并存的有害現(xiàn)象，隨著液壓傳動向高壓、高速和大功率方向發(fā)展，系統(tǒng)中的振動和噪聲也隨之加劇，并成為液壓技術(shù)發(fā)展中必須解決的主要問題之一。爬行是液壓傳動系統(tǒng)中的另一有害現(xiàn)象，它極大地影響了液壓傳動系統(tǒng)的運(yùn)動穩(wěn)定性和控制精度。因此，了解并掌握液壓系統(tǒng)中振動、噪聲及爬行產(chǎn)生的原因和控制方法，無疑是液壓系統(tǒng)設(shè)計者必須注意的主要問題之一。

  一、液壓系統(tǒng)的噪聲源

  凡是存在某種強(qiáng)制力作用的場合都可能產(chǎn)生振動和噪聲。如機(jī)械轉(zhuǎn)動的不平衡力、機(jī)械或液壓的沖擊力、壓力和流量的突然變化、摩擦力和彈性力等，這些強(qiáng)制力一般是周期性的，因而產(chǎn)生一定的波動，并傳給液壓系統(tǒng)中的元件，使某些元件產(chǎn)生振動。而振動的一部分作為聲波向空氣中發(fā)射，空氣受到振動而產(chǎn)生聲壓，于是出現(xiàn)噪聲。

  液壓系統(tǒng)是由電動機(jī)、液壓泵、液壓馬達(dá)或液壓缸、控制閥、油箱以及將這些元件連接起來的管路組成的。從液壓系統(tǒng)中發(fā)出的噪聲是由這些元件振動所引起噪聲的合成。

  電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，由于質(zhì)量不平衡而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)噪聲，磁通引起電磁噪聲和蜂鳴，電動機(jī)中的冷卻風(fēng)扇聲和風(fēng)道聲組成的通風(fēng)噪聲以及軸承噪聲等。

  液壓泵在將油液吸入和壓出的循環(huán)過程中，流速和流量發(fā)生急劇變化引起液壓振動。液壓回路的管道和閥類將液壓泵的壓力反射，在回路中產(chǎn)生波動使液壓泵共振，從而又重新使回路激振。此外，液壓泵也有軸承噪聲和充氣回轉(zhuǎn)噪聲。液壓泵輸出功率越大，轉(zhuǎn)速越高，噪聲隨之增加。據(jù)統(tǒng)計，液壓系統(tǒng)噪聲中的70%左右是由液壓泵引起的。

  控制閥的噪聲是由高壓液體的流動、閥的自激振動以及管道的共振引起的。從閥內(nèi)輸出的高壓液體形成噴流，在噴流與周圍液體之間產(chǎn)生剪切流、湍流或渦流，由此產(chǎn)生高頻噪聲電磁換向閥有電磁鐵的吸臺聲和電磁噪聲在油液驟然停止的換向瞬間，產(chǎn)生壓力沖擊有時主閥和先導(dǎo)閥的機(jī)械振動也要產(chǎn)生2000Hz以上的高頻噪聲。另外，在給大容量液壓缸加壓時，如果換向過快，通過閥的液體瞬時變成高速，由于壓力急劇變化，引起液壓缸結(jié)構(gòu)表面的瞬時變形，在空氣中突然造成聲壓，也會發(fā)出很大聲響。

  液壓泵和控制閥中的空穴作用引起高頻振動，也產(chǎn)生很大噪聲，并對液壓元件和管路起破壞作用。管路噪聲是由管內(nèi)漏流引起的，而彎管和分支管產(chǎn)生的湍流又進(jìn)一步使噪聲增大。

  此外，電動機(jī)和液壓泵的振動以及回路中的壓力脈動也會引起油箱振動而產(chǎn)生噪聲。液壓傳動系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲的原因見表16-1。

表16-1 液壓傳動系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲的各種原因