数控机床论文数控机床液压系统振动与噪声的防治及改进措施

1、数控机床论文：数控机床液压系统振动与噪声的防治及改进措施【摘 要】:数控机床液压系统产生的振动与噪声严重影响数控机床的正常使用，是数控机床液压技术诊断与排除中较复杂的问题。采用新型液压泵取代老式液压泵是降低振动与噪声的一种有效途径;正确安装液压泵与管道可以避免回油管道中旋转时吸入空气产生噪声和振动;通过定期清洗油箱及选择粘度适中、又有良好的消泡性的油液可以避免液压系统产生噪声和振动;减慢换向阀的关闭速度可以有效的防止阀口突然关闭产生的压力冲击。【关键词】:液压系统;振动;噪声;改进措施;压力冲击Prevention and Improvement Measures for the Vibrat

2、ion and Noiseof the Hydraulic System of a Numerical Control Machine Abstract:We present four prevention and improvement measures for the vibration and noise of the hydraulic systemof a numerical control machine:(1)improving the structure of the hydraulic system;(2)improving the installa-tion of the

3、hydraulic equipment;(3)correctly choosing and using oil;and(4)preventing hydraulic shockTheabove-mentioned four measures can effectively reduce vibration and noiseThey are also valuable for improving theperformance of the hydraulic system of the numerical control machineKey words:hydraulic system;vi

4、bration;noise;improvement measures;vibration absorber数控机床液压系统在运行时产生的振动、噪声是数控机床维修人员解决的难题。目前，数控机床液压系统产生的振动与噪声仍是国内外研究的热点。笔者从改进液压系统的结构、改进液压装置的安装方式、油液的正确选择及使用、防止液压冲击4个方面详细阐述了解决振动与噪声的方法，实践证明，上述方法对数控机床维修人员有很大的帮助价值。1改进液压系统的结构1.1采用低噪声的液压元件老式液压泵噪声大，可用新型液压泵取而代之。柱塞泵与齿轮泵的振动与噪声比叶片泵要大，但叶片泵没有柱塞泵那么高的额定压力，新型叶片泵的额定压力有

5、很大改进，达20 MPa。改进措施:用叶片泵取代柱塞泵是降低振动与噪声的一种途径。1.2减少液压泵的数量液压泵少了，振源就少了，噪声也就降低了。老式液压系统采用多个液压泵来调节系统的流量与压力。改进措施:新式液压系统采用比例阀调整系统压力和流量，可减少液压泵的数量。1.3在系统中设蓄能器液压系统的压力脉动引起严重的噪声，可在系统中通过并联蓄能器吸收压力脉动消除。这种蓄能器容量不大，但要求惯性小反应灵敏。改进措施:蓄能器的固有频率在几十赫兹以内，用于吸收低频压力脉动比较有效。1.4在系统中设消振器和滤波器对于高频振动与噪声，可通过设消振器和滤波器予以消除。消振器有多种型式。图1是高频压力振动可调

6、消振器1。在圆柱壳体内切有螺旋槽，将车有外螺纹的管子拧入其中。转动管子，使其沿壳体轴向移动。脉动的液体通过管子及壳体左端的侧孔进入消声器。此两路流体又在壳体面右端以一定的振动相位差汇集起来，由此抑制振动与噪声。通过旋转管子2可调整需要消振的振动频率。图2是微穿孔液压消振器。这种消振器由壳体、微穿孔和端盖组成。微穿孔管与管后的容腔组成微穿孔吸声结构，容腔的大小可控制峰值频率的高低。液压滤波器是设在管路中的液容、液感、液阻单元或它们的组合，用来衰减脉动幅值，常将其串联、并联或串并联于液压系统中。改进措施:在实际工作中，采用消振器和滤波器消除振动与噪声是一种简单有效的办法。2改进液压装置的安装方式2

7、.1正确安装液压泵安装液压泵与电动机时，要注意将同轴度误差控制在0.02 mm以内，并采用柔性联轴器。回转部分要做动平衡。如果泵与电动机装在油箱盖上，则泵-电动机与油箱盖之间应加防振橡胶垫和吸声材料。如有可能，应尽量减小泵的吸油高度和吸油过滤器的密度2。2.2正确安装管道(1)较好的防振措施是在硬管的两端用软管相连。管道应尽量短一些，对长管道要注意保证管道有足够的刚性，防止管道共振。(2)管道与泵要垂直密封，阀类元件要装弹簧或密封件，中介法兰处要加密封垫并紧固、密封良好，避免回油管道中旋转时吸入空气产生噪声和振动3。(3)管道弯曲角度应小于30°，弯头曲率半径应大于管道直径的五倍。3

8、油液的正确选择及使用3.1油液的选择如选用粘度过高的油液，液压泵吸入阻力会增加，易出现噪声。因此要求选择粘度适中、又有良好的消泡性的油液，这样做虽然一次投资较大，但其使用寿命长，对液压泵及控制元件损害小，从总的经济效益上看，要比廉价的劣质油好。鉴于抗磨液压油的凝点通常为25，在环境温度不低于15的地区，建议采用抗磨液压油。3.2防止油液的污染污染到了一定程度会使油箱内滤网堵塞，从而使油泵吸油困难，回油不畅，从而产生噪声和振动。油液的污染还能使控制元件的阀心卡阻或阻尼孔堵塞，也会引起噪声。解决方法:定期清洗油箱，注入油液时使用过滤器或用滤网做成双层漏斗，将油液注入油箱，在油箱内吸油区与回油区之间

9、用滤网隔开;下部要装有隔板，使回油区的油液中经沉淀后的杂质留在回油区不能再流向吸油区。4防止液压冲击4.1对阀口突然关闭产生的压力冲击的防止对于阀口突然关闭产生的压力冲击，可采取如下措施解决:(1)减慢换向阀的关闭速度，即增大换向时间t。若使执行器制动换向时间t0.2s，冲击压力就可大大降低，在液压系统中可采用换向时间可调的换向阀。(2)增大管径，减小流速V0，从而可减小V，以减小冲击压力p，一般情况下将管道流速限制在4.5 m/s飞以下。(3)缩短管长，避免不必要的弯曲，或采用软管也行之有效。(4)在滑阀完全关闭前，减慢液体的流速。4.2对运动部件突然被制动、减速或停止时，产生的液压冲击的防

10、止运动部件突然被制动、减速或停止时，产生的液压冲击的预防措施(如液压缸):(1)在液压缸的入口及出口处设置反应快、灵敏度高的小型安全阀(直动型)，其调整压力在中、低压系统中，为最高工作压力的105%115%;在高压系统中，为最高工作压力的125%，这样可以防止冲击压力不会超过上述调节值4。(2)在液压缸的行程终点采用减速阀，由于缓慢关闭油路而缓和了液压冲击。(3)限制运动部件的速度。运动部件的速度一般不超过l0 m/min。(4)在液压缸端部设置缓冲装置(如单向节流阀)，以控制液压缸端部的排油速度，使液压缸运动到缸端停止时，平稳无冲击。(5)在液压缸回油控制油路中，设置平衡阀和背压阀，以控制快

11、速下降或水平运动的前冲冲击，并适当调高背压压力。(6)采用橡胶软管吸收液压冲击能量，在易产生液压冲击的管路位置，设置蓄能器吸收冲击压力5。(7)采用带阻尼的液动换向阀，并调大阻尼，即关小两端的单向节流阀。(8)可适当降低润滑压力。(9)液压缸缸体孔配合间隙(间隙密封时)过大或者密封损坏，而工作压力又调得很大时，易产生冲击。改进措施是更换活塞或活塞密封件并适当降低工作压力6。随着数控机床液压技术向高速、高压和大功率方向的发展，液压系统的噪声也日趋严重，并且成为妨碍液压技术进一步发展的因素，因此重视液压系统的振动及噪声，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。参考文献1黄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，20052张琳液压系统的振动与噪声分