制桶液压知识问答

杨文亮

作者：近年来，随着科学技术的不断进步，液压传动等技术也为制桶机械所采用。使制桶行业向高技术迈进了一步。但由于一般制桶厂技术力量较为薄弱，对液压设备较为陌生，对液压系统常出现的故障束手无策。现就制桶机械液压系统经常出现的振动和噪声问题做一些解答。

一、什么是液压传动？它由哪几部分组成？与机械传动相比有哪些优缺点？

液压传动是靠密闭容器内受液体静压力的作用，实现运动和力的传递与转换，而完成作功目的的传动方式。

制桶机械的液压系统一般由以下五个部分组成：

1．动力元件：指液压泵。它是把原动机（电机）输出的机械能转变成为液体压力的能量转换装置；

2．控制元件：为满足传动性能的需要，在系统内为控制压力、流量和方向等而配置的各种阀件；

3．执行元件：包括液压缸和液压马达等。其作用是将液体的压力势能转换为机械能，输出到工作机构上去；

4．辅助元件：为保证液压传动装置正常工作，而设置的油管、油箱、管接头、滤油器、蓄能器，换热器以及各种控制仪表等；

5．工作介质：液压油。

液压传动与机械传动相比，有以下优点：

①在输出同等功率的条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、动作灵敏；

②能在很大的调速范围内实现无级调速。其结构比一般常用的齿轮变速机构筒单，调速比可达200～250,而电机通常只能达到20；

⑧运转平稳，便于实现频繁的换向；

④操纵简单，便于实现自动化；

⑤容易实现安全过载保护；

⑥因运动机械零件在油中工作，润滑良好，寿命长；

⑦液压元件易于实现通用化和标准化。

液压传动的制桶机械存在以下缺点：

①由于液压元件质量问题或密封元件的老化产生油泄漏。管路的弹性变形，影响运动平稳性。不宜实现准确的定比传动（因制桶工艺不需要定比传动，故此缺点可不考虑）；

②由于液压压力损失随管路长度和流速的增大而增加，故不适于远距离传动；

⑧因液压油的粘度随温度而变化，会影响传动机构的工作性能，故在高温和低温下采用液压传动有较大的困难；

④若油液中含有空气，则容易产生噪声，并使低速运动不平稳；

⑤液压元件的制造及液压系统的调整和故障的判断及排除，均需较高的技术水平。

二、制桶机械液压系统中常见的故障——爬行是怎样产生的？应怎样排除？

当液压系统中执行元件作低速运动时，可能产生时而运动，时而停顿的爬行故障。产生爬行的原因和消除方法如下：

1．由于液压系统进入空气而使执行机构产生爬行。这时就应排除液压油中的空气。

2．由于相对运动件间的机械摩擦阻力太大或摩擦阻力变化，也容易产生爬行。因此相对运动件如导轨、油缸、活塞杆等应保证规定的几何精度、表面光洁度以及相互位置精度等。相对运动另部件表面问有污物，也会增加摩擦阻力，所以应当经常保持液压设备的清洁和油液干净，也要注意拖板的楔铁或压板不要调得太紧。

3．相对运动件表面问润滑不良，形成千摩擦或半干摩擦，也容易导致爬行。所以应当经常检查导轨表面的润滑情况。

三、制桶机械液压系统中经常出现振动和噪声是怎样产生的？

制桶机械液压系统中振动和噪声产生的原因大致有以下几个方面：

1．机械系统的振动和噪声。机械系统的振动和噪声，主要指驱动液压泵的机械传动中所产生的噪声，其原因：

①回转体的不平衡。机械传动系统中的皮带轮、联轴轮、齿轮等回转体，要做到完全动平衡是困难的。但是，如果不平衡力太大，它们回转时就会因产生较大的转轴弯曲振动而产生噪声。

②在滚动轴承中，由于滚柱发生振动而产生噪声。

⑧由于液压系统安装上的原因而引起的振动和噪声。例如液压泵轴与原动机轴不同心或联轴节松动；系统管道支承不良及基础的缺陷等都会引起振动和噪声。

2．液压泵的噪声。液压泵通常是整个液压系统中产生噪声的主要部位，故一般规定液压泵的噪声不得超过70～80dB。液压泵的噪声，一般随压力、转速和功率的增加而增大。通常转速的影响较为显著。液压泵中产生噪声的原因，总的来说，一方面是机械的振动，另一方面是由于液体压力流量急骤变化。具体说来，大致有以下几个方面：

①液压泵的压力和流量的周期变化。在液压泵运转时，由于液压泵的齿轮、叶片或柱塞进行吸油或压油过程而使相应的工作腔在泵每转一周时，产生周期性的流量和压力的变化，引起流量和压力的脉动，造成泵的另件的振动。另件的振动又引起和其相接触的空气产生疏密变化的振动，进而产生噪声的声压波传播出去。

②液压泵的空穴现象。液压泵工作时，如果吸入管道的阻力很大（如滤油器局部堵塞，管道太细等），油来不及充满泵的油腔，造成局部真空，形成低压。如达到油的空气分离压时，原来溶解在油内的空气便大量析出，形成游离状态的气泡。随着泵的运转，这种带有气泡的油液转入高压区，气泡受高压而缩小、破裂和消失，形成很高的局部高频压力冲击。这种高频液压冲击，作用在泵的零件上，一方面对金属起破坏作用（有时使金属剥落，称气蚀），另一方面使泵产生很大的压力振动，激发其噪声的增加。

⑧泵内零件的机械振动如齿轮泵中齿轮的误差（如齿形和节距不正确）和光洁度不高以及轴线不平行都会造成运转啮合时接触不良，造成周期性的冲击和振动。旋转的转子不平衡（如柱塞泵）和滚动轴承中的滚动体也会引起振动。，零件的刚性差，：也易引起振动。

3．液压阀的噪声。液压阀产生的噪声，随着阀的种类、使用条件的不同而有所不同，但如按发生噪声的原因对其分类食大致可分为机械声和流体声。

①机械声 它是由阀的可动零件的机械接触产生的噪声，如电磁阀的电磁铁吸合声，换向阀的阀芯冲击声等，即属于机械声。

②流体声 它是由于流体（液压油）中产生的种种压力振动，使阀体及管道的壁面振动而产生的噪声，按产生压力振动的原因可细分为：

1）气穴声 阀口部分的气泡溃灭讨造成的压力波，使阀体及配管壁振动而形成噪声，如溢流阀的气穴声，流量控制阀的节流声等。

2）流动声 流体对阀体壁的冲击、涡流或流体剪切引起的压力振动，使阀体壁振动而形成噪声。

3）液压冲击声 由于阀的动作而使压力差很大的两个油路连接时产生液压冲击，此液压冲击使管道、压力容器等振动而形成噪声，如换向阀的换向冲击声，溢流阀卸载动作的冲击声等。

4）振荡声伴随着阀的不稳定振动现象引起的压力脉动而造成的噪声。如在工作过程中，先导式溢流阀的导阀常处于不稳定的高频振动状态，由此产生的噪声有时会达到刺耳的哨叫程度。

四、降低制桶机械液压系统中的振动和噪声的措施有哪些？

1．防止在油中混入空气。有时液压系统在运转开始一段时间噪声小，经一段时间后噪声增大，此时油箱内的油由于微小气泡混入而变黄色，这说明油中混入了空气。其措施：一是防止空气混入，二是尽快地排除混入的空气。其方法为：

①泵的吸油管的管接头密封要严，防止吸入空气。

②采用消泡性好的油液或在油中加入消泡添加剂。

⑧合理改进油箱结构。在油箱内回油管与吸油管之间，用倾斜的60 100目的铜网分离气泡，使回油管浸入油中时带入的气泡不进入吸油管附近。

2．防止液压阀产生空穴现象。在调节液压回路压力时，尽量使阀的进口压力P1与出口压力P2之差不要太大，一般以P1/P2＜3.5为好，否则要产生空穴现象。

3．防止液压泵产生空穴现象。为防止液压泵产生空穴现象，主要是尽量减小吸油阻力，其措施是：

①采用直径较大的吸油管道。

②采用大容量的吸油滤油器，并经常检查、清洗，避免堵塞。

⑧吸油高度应尽量小。自吸性能差的泵应加辅助泵供油。

4．防止管道内紊流和旋涡的产生。其措施是：尽量避免管道截面突然扩大或收缩，防止急剧的弯管。弯管的曲率半径应为管道直径的五倍以上。

5．采用蓄能器或消声器吸收管道内的压力脉动。

6．避免系统发生共振。在液压系统中常会出现振源（泵和电机）引起其底板、管道等的共振或泵、阀、管道等元件的共振而造成较大的噪声。在运转过程中一旦发现有共振情况时，可通过改变管道长度和一些阀的安装位置来消除。

7．振动的隔离。采用橡皮垫或弹簧使系统的主要振源（泵和电机）与底座（或油箱）隔离，或将振源装在底板上与整个系统隔离，都可以得到较好的效果。

8。采用阻尼材料层。振动隔离的效果是局部的，进一步降低噪声的传播，避免一些另部件的共振，可以在管道或薄壁零件表面涂上一层阻尼材料。一方面对这些零部件的振动进行阻尼而使之衰减，另一方面防止噪声从这些零部件辐射出来形成空气噪声。这种方法对于抑制高频噪声很有效。阻尼材料有毛毡、沥青、软橡胶及其它内损耗大的高分子材料。国外使用在液压系统管道表面捆扎玻璃纤维带，外面再捆扎钢带对管道进行阻尼。

另外，采用缓冲回路，蓄能器回路，也都是降低系统振动和噪声的有效办法。