利用数字式液压测试仪对液压降噪器进行功能分析

点击蓝字 关注我们

液压噪声由于液压系统的振动和噪声本身不可避免，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，并且成为妨碍液压技术应用的重要因素，声音超过70dB便成为噪声，我们测试的元件为一个降噪装置，称之为降噪器 （图1为原理示意图及实物外形），是由坤为液压自行开发的创新产品。

图1：液压降噪器原理示意图及外形

在液压系统中，流体噪声占相当大的比例。这种噪声是由于油液的流速、压力的突然变化以及气穴等原因引起的。

液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化以及气穴现象引起的。在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力脉动，从而引起液压振动，并经出口向整个系统传播。同时液压回路的管道和阀类将液压泵的压力反射，在回路中产生波动，使泵产生共振，发出噪声；另一方面，液压系统中(指开式回路)溶解了大约5%的空气。

当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。对于前者的控制办法，设计时齿轮模数尽量取小，齿数尽量取多，缺载槽的形状和尺寸要合理，柱塞泵的柱塞个数应为奇数，最好为7～9个，并在进、排油配流盘上对称开上三角槽，以防柱塞泵的困油 [1]  。

图2  柱塞泵的柱塞数量

一般运用流量脉动率σ来评价瞬时流量的脉动。设qmax、qmin表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，q表示平均流量，则流量脉动率可以用式：

柱塞泵的脉动率：

奇数柱塞的脉动率公式：

偶数柱塞的脉动率公式：

计算结果：

降噪器的设计计算是来源于噪声现场的液压系统的冲击波幅，我们测得一个液压泵的脉动，虽然脉动很小，但是，我们尝试根据较小的压力差，通过我们的降噪器的匹配，可以减小液压泵出口的脉动波幅，减小噪声输出。

图3  液压泵工作曲线

见图3，压力波动比，

测试手段：

我们使用了一台有我们代理的进口液压测试仪HPM4030，包含带加载功能的流量计和压力传感器，在电机作为动力的液压测试台上测试台上，一台安装了液压降噪器的柱塞式液压泵90R100进行测试，对比分析液压降噪器的降噪效果。见图4；

测试方法：

1、左旋加载阀，松开阀到最大；

2、连接好管路和电缆；

3、启动电机，并将转速提高到1460rpm；

4、打开采集器进行记录数据；

5、右旋加载阀，慢慢加载，同时，观察采集器的显示压力；

6、加载过程为50bar，停顿；150bar，停顿；200bar，停顿；250bar，停顿；300bar，结束加载，稳定2分钟后，

7、连续松开加载阀，释放压力。

8、通过对降噪器进口压力Pin和出口压力Pout的比较, 对比脉动率的变化

图4  测试接管方式

1-液压柱塞泵；2-传感器；3-降噪器；4-CAN接头

5-HPM4030采集器；6-加载流量计

液压泵的出口脉动的正常测试，得到如下曲线。我们的测试目标是，在泵的出口处，安装我们的降噪器，能够把出口脉动的波形改变，目的是降低波幅，因为，液压脉动的波幅就是产生噪声的根源，降低脉动波幅，就是降低噪声。

图5  测试曲线

1、测试不同条件下的脉动率；

2、测试降噪器出口的脉动率是下降的，而且下降很多

3、从曲线分析脉动频率，计算主轴转速等试验条件。

图6  曲线5中的A区域

图7  曲线5中的B区域

图8  曲线5中的C区域

图9  曲线6中的D区域

图10  取一段曲线用于计算

降噪后的脉动率：

降噪前的脉动率：

4、从测量曲线上计算频率：

图11  取一段曲线用于计算频率

试验参数：

1）电动机转速1460rpm

2）泵型号90R100

3）柱塞数量9只

1、从降噪器的测试数据分析，液压泵的脉动率可以从1.025%降低到0.34%，

2、从脉动频率上，可以算出泵的转速，证明了，每个柱塞带来的脉动。

曲线分析说明：

图中，每0.1秒，有22次脉动，即是220次波/秒，相当于13200次/分钟；

因为，液压泵有9个柱塞，则可以算出有：13200/9=1467rpm；

则证明了此泵的每个柱塞都会带来脉动。

技术咨询：石景林，18652253600

微信同号可加！

石景林 液压培训。

坤为液压技术（上海）有限公司 技术总监

威泰克（英国）公司  中国市场技术顾问

徐州艮贞教育科技咨询有限公司 总培训师

* 石老师拥有25年液压行业背景；

* 致力于液压元件和液压系统技术研究，尤其对液压柱塞泵和工程设备液压系统有深入的研究；

* 拥有多项液压元件和系统技术专利，并多次协助大型企业排除各类大型设备液压系统故障；

*长期从事公共和企业液压技术培训和各种液压测试技术培训，对液压系统测试技术普及和利用测试结论进行故障诊断有着独特的方法。