小型液壓機外嚙合齒輪泵噪聲的產生機理

小型液壓機外嚙合齒輪泵噪聲的產生機理

    (1)壓力脈動和流量脈動產生的噪聲。液壓泵的流量脈動是泵的固有特性。泵在工作時，不
管是吸油腔還是壓油腔的體積都會產生周期性的變化，泵的流量也將發生周期性變化，遇到液阻
時就引起油液的壓力脈動，從而產生液體的振動和噪聲。這種脈動的幅度和頻率取決于液壓泵的
轉速、流量和工作腔數（齒數、葉片數、柱塞數）。由于泵的制造質量不高，壓油腔的油液向吸
油腔泄漏，產生壓力脈動及噪聲。
    (2)困油現象產生的噪聲。為了保證齒輪泵的齒輪平穩嚙合運轉，必須使齒輪的重疊系數略
大于1，即在前一對齒輪尚未脫離嚙合之前，后一對齒輪進入嚙合。當兩對齒輪同對嚙合時，由
于齒輪的端面間隙很小，因此這兩對齒之間的油液與泵的吸、排油腔均不相通，從而形成一個封
閉容積。齒輪轉動時，此封閉容積會發生變化，使其中的液體受壓縮或膨脹，造成封閉容積內液
體的壓力急劇變化形成“困油現象”。由于液體的可壓縮性很小，當閉死容積減小時，油液壓力
驟增，當閉死容積中的高壓油通過各種縫隙泄漏時，造成功率損失，并使油液發熱，使機件受激
振動，產生困油噪聲；當閉死容積增加時，形成真空，使溶于液體中的氣體析出，形成氣泡，產
生“氣蝕”，這種周期性的沖擊壓力使泵的各零件受到很大的沖擊載荷，引起振動和噪聲。    (3)氣穴與氣蝕產生的噪聲。液壓系統中出現氣穴與氣蝕現象就會產生噪聲。液壓油一般混
入約2%～5%的空氣，其中一部分溶解于油中，另一部分空氣均勻地混合在油中，形成細小的
白點。當油液的壓力降低到某一定值，混在油中的微小氣體由于外壓降低而體積膨脹，同時互相
聚合，形成一定體積的氣泡。如果空氣進一步降到空氣分離壓以下時，溶解在油液里的空氣就會
分離出來，產生許多氣泡。當氣泡隨油液流到壓力較高的部分時，氣泡被壓縮而導致體積減小，
此時，在氣泡內積蓄了一定能量，當壓力增高到某一個數值時，氣泡被壓破裂，產生局部高壓沖
擊，其沖擊力可以達到數百大氣壓，從而產生爆炸性的噪聲，這就是所謂的氣穴噪聲，其中氣穴
的形成，一是由于油液中混入空氣，二是由于油液本身的汽化。
    (4)齒輪嚙合的沖擊噪聲。齒輪副在齒輪嚙合過程中，先進入嚙合的齒輪產生彈性變形。當
后一對齒輪接著進入嚙合時，原嚙合輪齒因載荷突然減小，變形得到恢復，使齒輪產生切向加速
度，引起嚙合齒輪不能按理論齒廓平穩運轉而發生碰撞，形成“嚙合沖擊”，嚙合沖擊噪聲的大
小直接與齒形誤差、周節誤差、粗糙度和軸線平行度等因素有關。
    (5)齒輪嚙合經過節點的脈動沖擊噪聲（齒輪固有噪盧）。由于節點處兩嚙合面間相對滑動
速度和摩擦力的方向發生改變，在節圓上產生沖擊力，從而產生所謂節點脈動沖擊噪聲。齒輪傳
動的負荷越大、轉速越高、齒面越粗糙，則節點脈動沖擊也越大。這種齒輪噪聲，即使在齒輪沒
有制造誤差的情況下也會產生，因此這種噪聲又稱為齒輪固有噪聲。
    (6)機械噪聲。由于機械原因，例如轉動部分不平衡、軸承不良和泵軸承的彎曲等機械振動
都會引起噪聲。液壓裝置中，回轉零件不平衡而引起振動和噪聲，尤其是在高速下更加明顯。不
平衡的原因一般由于材質的不均勻、變形、毛坯或加工的缺陷以及加工和裝配誤差等引起的質量
分布不均勻，從而形成了一定的偏心。當轉動時。就會產生慣性力和慣性力偶，從而引起旋轉零
件的振動和噪聲。此外，泵內通道常有截面突然擴大和縮小或急拐彎的情況，當流速與壓力變化
急劇，通道面積過小將導致液體紊流、渦流及噴流，從而使噪聲加大。在使用中，由于液壓泵零
件磨損、間隙過大、流量不足、壓力波動，同樣也會引起噪聲。