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振动与噪声是同一物理现象的两个方面,声音在空气中的传播是纵波,通过空气的疏—密—疏—密的形式向前推移,其特点是空气分子的振动方向跟波的的传播方向相同,这个声音传到人耳就反映为声音,噪声是由许多不同频率的声强和声波无规律的杂乱组合而形成,是一种令人烦躁的声音。他对人们的情绪、健康和周围环境都是有害的。
噪声可用客观上的标准和主观上的标准来衡量。客观上的标准是用物理的一些测量仪器客观地反映声音的强弱和频率的大小(如声压、声压级和频率等)而主观上的标准是人的听觉对声音的反映,他是物理上和心理上综合作用的结果(如响度和响度级等)。
液压系统通常由电动机,液压泵,油箱,阀类,液压缸,管道,关联部件(如联轴器)等部件组成,其中每一部分在一定的条件下,都会成为整个系统的噪声源。
齿轮泵泄漏的机理泄漏的原因是多方面的,诸如密封装置各部分尺寸与有关参数的选择是否合适,制造工艺,尤其是密封元件的工艺质量高低,使用装置的正确与否,密封材质的优劣及密封元件模具设计是否得当,都是造成泄漏的主要原因。
泄漏的主要渠道是间隙(间隙是<0.mm 的缝隙),液压系统的泄漏主要有缝隙泄漏,多孔隙泄漏,粘附泄漏和动力泄漏等形式。
缝隙泄漏:在液压元件中,有可能漏油的表面,包括有相对运动的表面和固定连接的表面,在这些表面之间可能出现间隙,如果系统的这些间隙的一端为高压油,另一端为低压油或大气,高压油就会从缝隙中流向低压区而造成泄漏。缝隙泄漏是液压元件泄漏的主要形式,泄漏的大小与缝隙的两端压力差,液体粘度,缝隙的长度、宽度和高度等因素有关。由于泄漏量的大小与缝隙高度的三次方成正比,因此在结构和工艺允许的条件下,应尽可能减小缝隙高度。
多孔隙泄漏:液压件的各种盖板,法兰结构,板式连接等,通常都采用紧固措施,当结合表面没有不平度误差,在相互理想平行平面的状态下紧固,在结合面之间不会在体上形成缝隙。但是,由于表面粗糙度的影响。两表面不会完全接触。
因此,两表面间不接触的微观凹陷处,形成许多截面形状多样,大小不等的孔隙,当结合面表面的粗糙度所造成的孔隙截面远比分子或者分子团的尺寸大时,液体在压力差作用下,可通过这些孔隙而泄漏。液体通过两结合面微观凹陷所造成的众多孔隙的泄漏是不可避免的。表面残留下来的加工痕迹与泄漏方向越是一致,泄漏阻力就越小,即泄漏量越大。
铸造件的组织疏松,焊缝缺陷夹杂,密封材料的毛细管等产生的泄漏均属于多孔泄漏。多孔泄漏,液体流经弯弯曲曲的时而互通,时而不通的众多孔隙时,路程长,液阻大,流经时间长。所以,在做密封性能实验时,需经一定时间过程,才能显示出来。
粘附泄漏:粘性液体与固体壁之间是有一定粘附性作用的,两者接触后,在固体表面上粘附着薄薄的一层液体,但粘附层较厚时,就会形成泄漏的液滴。
动力泄漏:在传动轴的密封表面,若留有螺旋加工痕迹时,此类痕迹具有“泵油”作用。当轴传动时,液体在转轴回转力作用下,沿螺纹痕迹的凹槽流动。从外轴端观察,若螺纹方向与轴的转动方向一致时,就会产生泄漏。动力泄漏的特点是轴的转速越大,泄漏量越大,为了防止动力泄漏,应避免在旋转轴密封表面夹密封圈的唇边上存在“泵油”作用的加工痕迹,或者限制痕迹的方向。
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工程实际的泄漏情况是复杂的,常常是上述几种情况的综合。而影响机械效率的主要是相对运动表面之间的摩擦所产生的机械损失。
齿轮泵的泄漏补偿技术纵观齿轮泵的发展,我们会看出:从齿轮泵的泄漏补偿技术上看,外啮合齿轮泵的发展经历了:无补偿→轴向补偿→轴向和径向同时补偿的过程。从减小径向力的措施上看,齿轮泵的发展经历了:扩大高压区→扩大低压区,并利用径向浮动补偿力达到受力平衡的过程,因而大大改善了齿轮泵的受力情况,明显提高了齿轮泵的使用寿命。从压力等级的发展来看,齿轮泵的发展经历了低压→中高压→高压的过程。
自液压技术应用以来,齿轮泵高压的研究从未间断过。但由于压力升高,齿轮泵的效率降低,内泄漏增加,而这将直接影响到液压技术的发展和普及,同时,由于高压油从一切可能泄漏的间隙挤出去,造*率损失,油温发热,并将引起很大的振动和噪声,严重影响油泵的工作稳定性和使用寿命。效率为系统输出与输入功率之比,是衡量系统工作时能量利用情况的主要指标。因此从节能的角度出发,研究分析液压系统效率,提高能量的利用率,有着积极而深远的意义,液压系统效率包括容积效率和机械效率,而容积效率主要体现为泄漏。因此有必要对泄漏产生的机理,原因及其控制加以分析。
近年齿轮泵的发展推动近年来,随着齿轮泵产量的不断增长,在齿轮泵向高压化、高可靠性发展的推动下,我国齿轮泵技术有了新的发展和突破。齿轮泵正在向高集成模块化方向发展,重视环保,发展零泄漏和低噪声元件,螺纹插装阀得到广泛应用,油泵噪声显著下降,液压泵变量的信息化、智能化控制已经被普遍采用。
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纯水液压泵是近年来又重新兴起的纯水液压系统中开发的元件。纯水作为液压泵系统的介质与环境相容,系统简化安全,抗燃节能,经济卫生等绿色特征,满足人们对人类可持续发展的需要。丹麦的Danfoss 公司是水液压泵元件供应商的典型代表,其Nessie 系列水液压元件已供应市场。德国的HanhincGmbh 公司与英国Fenner 公司也有系列水液压泵元件供应市场。我国的华东科技大学等已取得相当的发展。
CAD 设计使人工设计方式变为自动化和半自动化方式, 尤其是CAD/CAM/CA 的推广和应用使液压技术得到迅速发展。近十年来,工作站和C 机的广泛普及,在国外,液压CAD 的应用对提高设计质量,加快设计速度,促进液压产品更新换代起到十分重要的作用,在二维工程成果图形处理,三维几何造型和工程分析中取得不少成果。
九十年代液压CAD 技术的发展更加迅速,液压技术发展的下一个长远目标是:利用CAD 技术全面支持液压产品从概念设计,外观设计,性能设计,可靠性设计到零部件详细设计全过程,并把计算机辅助设计(CAD),计算机辅助分析(CAE),计算机辅助工艺规划(CA),计算机辅助检测(CAI),计算机辅助测试(CAT)和现代管理系统集成在一起,建立计算机制造系统,使液压设计与制造技术有一个突破性的进展。
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