如何解决溢流阀噪声问题？
2023-09-15 09:52
厦门三江盛达
溢流阀是液压系统中的重要元件，主要起着调节压力和安全保护的作用。在溢流阀的常见故障中，振动和噪声是一个比较突出的问题，尤其是出现啸叫声，严重影响到液压系统的稳定性、精确度、安全可靠性及寿命。
噪声产生的原因 Vs 解决方案
第一种
01 原因：溢流阀之间干扰产生
同一液压系统中两个或多个溢流阀相互干扰。出现这种情况的主要原因是液压系统中有多个地方需要溢流阀调节压力。图一显示的是一种双泵合流的情况。这类设计的初衷是用两个小泵达到一个大流量的输出，但是两个溢流阀的设定值往往非常接近，非常容易产生共振，产生啸叫。
01 解决方案：检查各个溢流阀压力设定值
像这样的情况还有很多，也比较容易被忽视。工程师在设计液压系统时需要注意检查各个溢流阀的压力设定值。同一油路上的不同溢流压力尽量错开30bar。这样可以避免溢流阀的共振，消除此类噪声。
第二种
02 原因：阀口结构突变产生
溢流阀阀口处的突变结构使油液出现高速流动、气穴现象，由此产生振动和噪声。当溢流阀的主阀被打开后，主阀芯与阀座之间形成很小的环形节流口。液流在节流口两端压力差的作用下以很高的流速溢出，在阀口附近造成高速喷流，压力快速下降。当压力低于该种油液的空气分离压时，溶解或混于油液中的空气就会分离出来，产生大量气泡。当这些气泡随油液到达回油腔时，由于压力升高而破灭，发生气蚀，并伴随高频噪声。同时，由于阀口附近过流断面的急剧变化，在高速喷流状态下还会引起流速的不均匀性，从而产生漩涡脱离声。
02 解决方案：优化阀口的设计
我们只需优化阀口的设计即可消除这类的噪声。阀体回油腔形状和主阀口结构是引起气蚀噪声和漩涡脱离声的主要因素。如图二所示，流道结构B比流道结构A多了一个环形槽，使阀口下游压力恢复区与阀出口连通，提高了阀出口的静压抑制了阀口气穴的产生。由于流道B使阀口高速流动区的静态压力升高，抑制了气穴的发生。同时，旋涡使阀口分离出的小气泡在破灭之前，聚集成为较难破灭的大气泡。
第三种
03 原因：阀座与阀芯锥角设计过大产生
溢流阀的阀座和阀芯的锥角设计过大，降低了阀芯与阀座间的密封性能，同时增大阀口处溢流量的变化量，使阀芯的运动无法收敛反而产生。溢流阀的阀芯是支承在弹簧上的, 当弹簧的（包括油液的弹性）质量和溢流阀阻尼孔以及与负载相匹配的有关参数超过稳定临界值时, 阀芯就会因为其他部分的扰动而产生持续的自激振动和异常噪声。这种振动和溢流阀阀芯的形状及尺寸有关。
03 解决方案：选择带阻尼的直动式溢流阀
选择溢流阀时尽量选用先导式溢流阀或者带阻尼的直动式溢流阀。如果必须选用普通的直动式溢流阀，那么进油流量不能小于3L/min，否则高压油直接作用在阀芯上，极易使溢流阀产生噪声。
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噪声产生的原因 Vs 解决方案
第一种
01 原因：溢流阀之间干扰产生
同一液压系统中两个或多个溢流阀相互干扰。出现这种情况的主要原因是液压系统中有多个地方需要溢流阀调节压力。图一显示的是一种双泵合流的情况。这类设计的初衷是用两个小泵达到一个大流量的输出，但是两个溢流阀的设定值往往非常接近，非常容易产生共振，产生啸叫。
01 解决方案：检查各个溢流阀压力设定值
像这样的情况还有很多，也比较容易被忽视。工程师在设计液压系统时需要注意检查各个溢流阀的压力设定值。同一油路上的不同溢流压力尽量错开30bar。这样可以避免溢流阀的共振，消除此类噪声。
第二种
02 原因：阀口结构突变产生
溢流阀阀口处的突变结构使油液出现高速流动、气穴现象，由此产生振动和噪声。当溢流阀的主阀被打开后，主阀芯与阀座之间形成很小的环形节流口。液流在节流口两端压力差的作用下以很高的流速溢出，在阀口附近造成高速喷流，压力快速下降。当压力低于该种油液的空气分离压时，溶解或混于油液中的空气就会分离出来，产生大量气泡。当这些气泡随油液到达回油腔时，由于压力升高而破灭，发生气蚀，并伴随高频噪声。同时，由于阀口附近过流断面的急剧变化，在高速喷流状态下还会引起流速的不均匀性，从而产生漩涡脱离声。
02 解决方案：优化阀口的设计
我们只需优化阀口的设计即可消除这类的噪声。阀体回油腔形状和主阀口结构是引起气蚀噪声和漩涡脱离声的主要因素。如图二所示，流道结构B比流道结构A多了一个环形槽，使阀口下游压力恢复区与阀出口连通，提高了阀出口的静压抑制了阀口气穴的产生。由于流道B使阀口高速流动区的静态压力升高，抑制了气穴的发生。同时，旋涡使阀口分离出的小气泡在破灭之前，聚集成为较难破灭的大气泡。
第三种
03 原因：阀座与阀芯锥角设计过大产生
溢流阀的阀座和阀芯的锥角设计过大，降低了阀芯与阀座间的密封性能，同时增大阀口处溢流量的变化量，使阀芯的运动无法收敛反而产生。溢流阀的阀芯是支承在弹簧上的, 当弹簧的（包括油液的弹性）质量和溢流阀阻尼孔以及与负载相匹配的有关参数超过稳定临界值时, 阀芯就会因为其他部分的扰动而产生持续的自激振动和异常噪声。这种振动和溢流阀阀芯的形状及尺寸有关。
03 解决方案：选择带阻尼的直动式溢流阀
选择溢流阀时尽量选用先导式溢流阀或者带阻尼的直动式溢流阀。如果必须选用普通的直动式溢流阀，那么进油流量不能小于3L/min，否则高压油直接作用在阀芯上，极易使溢流阀产生噪声。
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