幾種液壓柱塞泵噪聲分析
1.機械噪聲
泵發(fā)出機械噪聲的主要部位是泵主軸與發(fā)動機的聯(lián)軸器軸承處。如泵主軸與發(fā)動機輸出軸不同心或頂死、彈性聯(lián)軸器破損或螺栓松動,均會產(chǎn)生機械噪聲。軸承損壞會發(fā)出連續(xù)不斷的“嘩嘩”聲,泵的轉(zhuǎn)速越高噪聲越大,同時泵還會出現(xiàn)顫抖現(xiàn)象。
泵的機械噪聲人耳能聽到,當泵低速運行時,用工業(yè)聽診器或貫通螺絲刀在泵的各部位也能聽到。
2.氣蝕噪聲
當液壓油中含有氣泡時,帶有氣泡的油液被吸入缸孔中,柱塞在缸孔中壓迫油液進入缸體配流盤的排油窗口,在高壓作用下這些氣泡將突然受擠破裂,大小幾乎相同的氣泡被高壓油濃縮后再突發(fā)性潰滅,會形成強勁的氣爆。氣泡爆裂時所產(chǎn)生的另一種超高音調(diào)噪聲,會發(fā)出一種尖銳刺耳的嘯聲。這種尖銳刺耳的噪聲隨泵的壓力波動而變化。泵輸出壓力達到最高時,這種噪聲也最高,當泵的壓力下降后,這種噪聲隨著衰弱。
當泵吸入少量空氣時所產(chǎn)生的噪聲聽起來像“咔嗒、咔嗒”的響聲,有點像軸承損壞的聲音。當泵的壓力升到高壓時,就會產(chǎn)生一種很古怪的重擊爆裂的噪聲。
3.突發(fā)性噪聲
在斜軸泵的柱塞斷裂或斜盤泵的柱塞滑靴脫落、回程盤碎裂時突發(fā)的噪聲,是泵每轉(zhuǎn)一圈響一次的連續(xù)不斷響亮的撞擊噪聲,有如放鞭炮一樣。
泵一旦出現(xiàn)突發(fā)性噪聲,必須立即停泵,防止故障進一步擴大。最關鍵的是不能讓液壓系統(tǒng)的壓力上升,因為泵殼內(nèi)零件碎裂的金屬渣塊會隨著壓力油進入系統(tǒng)中,無法清除徹底,將對液壓系統(tǒng)造成終身危害。
4.固有噪聲
泵存在固有噪聲說明泵生產(chǎn)制造技術目前還沒有達到要求,對泵工作方式而言,泵主軸每旋轉(zhuǎn)一周,泵的每只柱塞均作一次吸油到壓油的循環(huán)。柱塞在完成吸、壓油的配流過程中,缸體柱塞孔腔內(nèi)的超調(diào)的死容積高壓油瞬間釋壓時會造成一次液爆,這種柱塞孔腔連續(xù)的壓力瞬變液爆是一種穩(wěn)定的高音調(diào)聲響,每臺泵都存在著或高或低的液瀑聲響。世界各國的液壓泵生產(chǎn)廠都在配流盤的壓力過渡區(qū)域內(nèi)采取多種形式的降噪單元。由傳統(tǒng)的“三角節(jié)流槽式”到“卸荷孔式”、“斜溝式”等方法,但都還是沒有圓滿解決泵輸出壓力油波動所引發(fā)的流體噪聲。對于工程機械上用的大排量壓力突變的高壓泵,死容積區(qū)超調(diào)油液卸壓時產(chǎn)生的液爆噪聲更強。
5.換油后噪聲
原因:新更換油液中的空氣沒有充分逸出,當泵吸入氣泡時,在泵出口處高壓作用下,這些氣泡將突然被壓縮破裂造成氣爆聲。新更換的液壓油品質(zhì)差,存放時間長,油液中的消泡劑氧化或油品中多種化學添加劑產(chǎn)生不良反應,已起不到消除油品中空氣的作用。
6.維修后噪聲
泵維修后的噪聲比修理前的大,原因有:①若泵吸油膠管硬化,安裝時又被大幅度擺動后,膠管與硬管的連接處會松動漏氣;②如果裝配方法不當,雙聯(lián)泵中的前、后或左、右兩個缸體孔對稱,會出現(xiàn)諧振噪聲;③若更換的軸承游隙超標也會產(chǎn)生噪聲。泵用軸承精度級別高大承載力軸承,不可使用普通軸承;④更換的零件質(zhì)量有問題,零件的配合精度等級低,會產(chǎn)生運行頻率共振噪聲;⑤缸體與配流盤配對摩擦副弧面偏置,會產(chǎn)生摩擦副間油液泄漏的超量噪聲;⑥斜軸泵新配流盤與舊泵后蓋上變量滑動弧道偏置,會造成配流盤背面高壓口處與泵后蓋間高壓區(qū)域內(nèi)的平面泄漏,產(chǎn)生氣損噪聲。斜盤泵新配流盤背面與舊泵后蓋壓緊區(qū)域也會出現(xiàn)同樣的噪聲。
7.氣穴噪聲
泵在運轉(zhuǎn)中若其過流部分局部區(qū)域如泵出口液體的絕對壓力降低到當時溫度下的汽化壓力時,液體便會汽化產(chǎn)生大量蒸汽形成氣泡,當含有大量氣泡的液體流經(jīng)缸體配流窗口外側(cè)的高壓區(qū)時,高壓液體會使氣泡急劇地縮小直至突然破裂,并產(chǎn)生高溫。高溫使油液燃燒,生成樹脂狀物質(zhì),加速油液氧化變質(zhì)。
在氣泡破裂凝結時,液體質(zhì)點以很高的速度填充空穴,瞬間會以很高的頻率沖擊金屬表面,產(chǎn)生很大的沖擊應力,可“蠶食”金屬表面,像雕刻家用錘子或鑿子雕刻石頭一樣。當這種液壓沖擊發(fā)生在配流盤金屬邊壁上時,氣泡撞到缸壁時爆裂瞬時壓力極大,對金屬表面有剝蝕作用,使金屬零件表面逐步形成麻點,嚴重時會使金屬表面小塊脫落、出現(xiàn)小坑,這種氣穴現(xiàn)象若長期存在,危害極大。
氣穴故障判斷方法如下:
(1)當泵處于高壓狀態(tài)下,用手握住泵高壓膠管,感知管道內(nèi)液體流動時是否有振動。當泵處于高壓狀態(tài)下,在泵吸油口側(cè)聽泵殼內(nèi)是否有啪啪的爆炸噪聲。
(2)拆開液壓油箱加油口蓋、挖掘機動臂和斗桿伸平、鏟斗從地面快速升起,觀察油箱內(nèi)油液中是否有大量氣泡逸出。
(3)只要泵出現(xiàn)超標噪聲,就要對泵及時維修,若等到泵失效后再維修,則損失太大。
8.漸發(fā)性噪聲
(1)泵在長期使用過程中,噪聲由小到大。原因是配流盤與缸體的配流面磨損,而配流盤弧面與缸體配流面是靜壓油膜平衡,若油膜中含有金屬顆粒就會產(chǎn)生沖刷磨損,長期的沖刷磨損會在配流盤的弧面上形成一定寬度的磨損區(qū)域,使配流窗口內(nèi)圈與外圈發(fā)生弧面曲線改玄,導致泄漏從輕到重,出現(xiàn)的節(jié)流噪聲也由小到大。
(2)泵吸油膠管老化,空氣從膠管與硬管的連接處被吸人,空氣將從零泄漏到微量泄漏再到超量泄漏,泵吸入空氣后造成的“氣穴”噪聲隨著工作時間的延長由小到大。
如果認為泵吸油口側(cè)管道不漏油就不會有空氣滲人,這是錯誤的。
當泵吸油口管道內(nèi)的流速超標,泵吸油口側(cè)絕對壓力將低于大氣壓而為負值,此時沒有足夠的壓力加速液流進入泵的旋轉(zhuǎn)組件,會產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象,這對泵是致命的。