rexroth力士乐轴向柱塞泵降噪分析及研究

德国rexroth力士乐轴向柱塞泵降噪分析及研究

对力士乐柱塞泵噪音进行分析，把噪音分为人为因素与非人为因素。以CY14-1B型轴向柱塞泵为例，先对其工作原理进行分析，然后找出引发噪音的因素，zui后有针对性的提出降噪的几点措施。
关键词： 柱塞泵；摩擦副；噪音
1 力士乐液压泵的地位与分类
机械传动、电气传动、液压传动及气压传动是目前工业中zui常用的几种传动方式。而液压传动因其工作压力高、传输功率与执行机构的重量比较大、可以无级变速等特点，现在被广泛地应用于各种工程机械之中。而液压传动中一个很重要的能量转化元件——液压泵，更是应用之广泛。
液压泵，作为液压系统中动力装置，对液压系统有着至关重要的作用。按照类型可分为叶片泵、齿轮泵、柱塞泵、螺杆泵。其中柱塞泵是zui常见，也是应用zui广泛的高压泵，对柱塞泵的降噪这个问题，有很多学者与专家都在进行研究，作者以前作为专门的液压柱塞泵的技术员，现今从事职业教育，对柱塞泵一直都没有放弃研究，现就柱塞泵的降噪的问题与相关专家与学者进行研究探讨。
2 噪音类别与分析
对于力士乐柱塞泵的噪音的来源，我认为总的来讲应该分为两大类。一类是人为原因，一类是非人为原因。

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2.1 人为原因
1）装泵的时候，泵内不干净，有油渣和铁屑等杂质。2）传动轴与缸体配合的间隙过大，跳动比较大。3）放配油盘的时候，没有放平，使缸体与配油盘贴合不好。4）使用的液压油粘度太高，油温低于所允许的工作温度范围。5）没有降温设备，使得油温高出正常工作温度许多。6）连接吸油口与油箱的吸油管过长或是漏气。7）油箱内的液面太低，吸油管有空气进入。8）在盖上变量体壳之前没有往泵体内注入引油。9）装配泵完毕后，没有把螺钉拧紧。10）在安装进出油管的时候，漏装密封圈或是没有拧紧有空气进入。11）在泵还没有正常动作之前，一开始就把压力打到额定压力。
2.2 非人为原因
人为造成的原因，通过装配技术员的注意，是可以避免的，但是泵本身的噪音（非人为）不是装配仔细就可以解决的。对于柱塞泵自身的原因，我们就要从液压柱塞泵的原理来分析了。
下面就以CY14-1B型轴向柱塞泵为例说明柱塞泵的工作原理。CY14-1B型轴向柱塞泵有缸体、柱塞、吸油口、排油口，另外还有传动轴、配油盘、变量头、滑靴等结构。此泵，缸体不是固定不动的，而是在电机带动传动轴转动，传动轴再通过花键与缸体配合，带动缸体旋转因为滑靴紧贴着变量头，所以柱塞不被拉伸和压缩，柱塞底部的密封容积就能不断变化，由于大气压力的作用使得吸油口（通过一条吸油管与油箱相连）从油箱吸油和把吸入的液压油排出泵体送入液压系统。
我们可以分析得出柱塞泵的三个摩擦副：① 缸体与配油盘的摩擦（主要摩擦）；② 变量头与滑靴的摩擦（次主要摩擦）；③柱塞与柱塞孔的摩擦（次要摩擦）。三个摩擦副都会产生噪声，为非人为噪声的主要来源。缸体与配油盘的摩擦是三个摩擦副中zui主要的摩擦副，也是导致泵出现故障、产生噪音的主要原因。变量头与滑靴的摩擦是三个摩擦副中次主要摩擦。
1）缸体与配油盘的摩擦引起噪声的原因。液压油通过吸油口进来，再经过配油盘上的腰形孔，接着再经过缸体底部的腰形孔到缸体柱塞孔，zui后到滑靴与变量头之间。这过程中，配油盘起分配液压油和逆止阀的作用（即阻止吸油腔与压油腔相通）。噪声主要来源是高压油从柱塞孔出来经缸体腰形孔到配油盘的冲击造成的。
2）变量头与滑靴的摩擦引起噪声的原因。由于液压油的作用力使滑靴紧压在变量头上，缸体的旋转带动柱塞及滑靴旋转，从而形成一个摩擦，因表面度和压紧有不同，产生的噪声的大小不同。
3）柱塞与柱塞孔的摩擦引起的噪声的原因。柱塞与柱塞孔于一个孔轴配合，它们的噪声与两者间隙有关，如果中间有细小的杂质都会对噪声影响很大，还有可能把柱塞孔“拉伤”。
3 降噪措施
上面我们提到了泵的噪声是由于三个摩擦副的摩擦引起的，那么，我们如何减小摩擦来降低噪声呢？
根据作者在工厂里的工作的体会，再加上几年的教学经验，认为可以从以下几个方面来做：1）提高摩擦副间的平面度，使摩擦副间的摩擦均匀；2）增开贮油小装置，使用润滑油，使摩擦副之间的摩擦由干摩擦变为流体摩擦；3）减小摩擦副间的压紧力，采用静压力平衡原理；4）采用一些缓冲液压油冲击的装置，合理设计尺寸，消除困油现象。
经过作者的实验比对，对柱塞泵降噪采用以下的几点具体措施：1）增长配油盘上的鼠尾长度；2）简化配油盘的表面（因为实验发现，以前的表面上的盲孔与贮油槽降噪不明显）；3）在鼠尾的尖部增开了一个通孔（起泄油、消音的作用）；4）在配油盘加宽吸油腰形孔，缩小压油腰形孔。

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