溢流閥在伺服液壓系統中是重要的壓力控制調節元件, 同時也是液壓系統中主要的噪聲源之一。根據目前調查的數據, 除了液壓泵之外Z大的噪聲源就是溢流閥了, 這種噪聲不僅直接危及到人的情緒、健康和周圍環境, 而且影響液壓系統工作性能, 縮短自身或其他液壓元件的使用壽命, 濟南液壓閥組降低產品可靠性, 甚至導致伺服能源功能失效。目前很多溢流閥產品已經對噪聲提出了指標要求。因此研究溢流閥的振動和噪聲、分析動態特性與噪聲的內在關系、找到降低并消除噪聲的方法是具有重要意義的。

       液壓系統的噪聲分為機械噪聲和流體噪聲。機械噪聲主要由于機械部件的振動產生的; 而流體噪聲是由于壓力流量脈動、氣穴和氣蝕、旋渦運動、高低壓突變、流體的摩擦等原因造成的。對于溢流閥來說, 機械噪聲主要由導閥或主閥的質量一彈簧系統的自激振蕩引起的, 主要包含以下兩種情況:

       1. 自激振動噪聲

       溢流閥的閥芯是支承在彈簧上的 , 當彈簧的 ( 包括油液的彈性 ) 質量和溢流閥阻尼孔以及與負載相匹配的有關參數超過穩定臨界值時 , 閥芯就會因為其他部分的擾動而產生持續的自激振動和異常噪聲。這種振動和溢流閥的導閥、主閥的形狀及尺寸有關, 導閥、主閥和閥座的加工精度也會影響此類噪聲的發生。油液溫度越高, 油液粘度越低, 這種情況就越容易發生。一般先導閥接近開啟壓力時Z容易自振, 并帶來主閥的相應振動。

       2. 共振噪聲

      共振噪聲是溢流閥的彈簧質量系統與液壓泵等設備壓力脈動高次諧波共振的結果。這種共振有時會引起閥芯敲擊閥座, 產生很強的噪聲。本文的研究主要是從穩定性角度出發分析某型溢流閥動態特性、模態特性, 尤其是其穩定性問題; 然后對閥的噪聲進行頻譜分析, Z終找出其動態特性與噪聲的內在關系。

      降低噪聲的初步研究

      一般根據經驗當發現溢流閥嘯叫時 , 首先可以考慮設置消聲器或消聲螺釘改變其固有頻率 , 其次就是采取減小先導閥芯前腔的體積的辦法。通過 AMESim 仿真分析表明該型溢流閥增益裕量較小, 從改善其穩定性出發, 采取增大進口阻尼作用的方式, 降低系統剛度, 從而嘗試降低固有頻率及其噪聲。

      從溢流閥的動態穩定性入手, 利用頻率特性中的模態分析, 找出較為復雜的溢流閥模型固有頻率, 結合噪聲試驗研究其頻譜特性, 通過優化提高溢流閥的穩定裕量, 降低固有頻率, 從而達到降低噪聲的目標。經試驗驗證, 在主閥前腔增加進油套,提高主閥進口阻尼作用基本消除了 1000Hz 左右的頻率噪聲。這里應該指出, 溢流閥的噪聲成因有多種因素, 僅僅通過簡化的數學模型進行穩定性及頻譜分析仍然是不夠的, 還要充分考慮到液壓系統的相關因素。如設備的工作壓力和流量、油液的粘度、清潔度、油溫、回油路是否正常等因素。