航空设备液压源的减振方法研究

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在航空设备中，大量使用液压系统进行传动，而液压源是液压系统的核心，用于向传动部分提供高压油液。在液压源工作时，经常会发生振动现象，振动造成液压源本身或相应传动部分的液压元件、辅助元件或管路的损坏，影响液压源和液压系统的工作性能及使用受命，甚至导致设备无法正常工作。本文针对航空设备液压源实际工作情况，初步分析液压系统振动产生机理，并提出防振措施。

1 振动机理在振动问题中，整个液压装置或某个液压组件均可等效成具有-定质量、弹性和阻尼的振动系统，通常为单 自由度简谐激振力作用的强迫振动系统 ，如图 1所示。该振动系统的运动微分方程为：2 ∞ 互∞： ： sin(JK为弹簧刚度；m为系统质量。

其通解为 ：A -(tot in 、/1- 。 ，其表示有阻尼的衰减振动，仅在开始的-段时间内才有意义，因此，通常称瞬态解，-般睛况不予考虑。特解表示在简谐力激振下的强迫振动，通常把该振动称为稳态振动，稳态振动在很多设备上是有害的。

稳态振动可由下式表示，其特解为：X2Bsin - )式中，B为强迫振动的振幅，BfolV(o：-∞。) ： ；c，为强迫振动的角频率；为位移与激振力的相位差，- l r 2 ，tg l / -09 I由上可知，产生振动的根本原因是系统存在激振力，而振动的大小撒于激振力 的大型系统固有参数，所以防振和减振或消振的主要途径是消除或减肖振源，合理确定和匹配系统参数。

审图 单自由度振动模型 2 防振措施 式中， I)刀撅循 肥、 、 为系统加速度 、速度、位移；∞ 为无阻尼固有频率； C /(2、/ )为阻尼比；。

Fo/m表示单位质量所受的力幅；其中，为激振力的振幅：为阻尼系数；针对振动产生的原因，为了防止液压源振动对装置造成危害，可以从液压源管路原理的设计、元件的选用、系统的布局等方面采取措施。

2.1原理设计的减振措施航空设备液压源的设计除满足能供压、工作安全可靠、维修方便之外，还应有减振措施，原理设计的减振措施有下列三种方法。

收稿日期：2013-05-03作者简介：魏 映(1977-)，女，河南信阳人，讲师，硕士，主要研究方向：装备教学与研究。

95Equipment Manufacturing Technology No.8，2013(1)在泵出口附近增设蓄能器。蓄能器是液压系统中常见的附件，有活塞式和胶囊式蓄能器，具有储能和吸收系统的压力脉动，弥补液压泵的不足，稳定系统压力的功能。系统需油量从某-值降为零时，蓄能器可及时吸收足够大的流量，以免系统压力过分升高引起较大的液压撞击，从而减小液压振动。

(2)增设缓冲瓶。缓冲瓶亦称亥姆赫兹共振器，其具有减震或消振的功能，-般安装在液油泵的出口管路上。当主管路压力脉动频率和缓冲瓶固有频率相吻合时，缓冲瓶将产生谐振，吸收主管路的脉动能量，使主管路压力平稳。缓冲瓶在液压系统中不易找到谐振点，其在-个较宽的频率范围内均有减弱脉动的作用，且瓶体的形状对减弱脉动没有影响。

(3)安装T型滤波。T型滤波是指在主管路的适当位置上连接-根闭端支路，使其起到支路滤波的作用。其工作原理是，选择闭端管路的长度，使其输入阻抗为零 ，当该闭端支路发生谐振时，全部脉动将进入分支管路而不进入主管路 ，从而使主管路获得平稳的液流，达到消振的目的。

2.2 附件选型注重参数的匹配附件参数的选取不匹配会导致液压源较大的压力脉动，从而引起系统的振动。附件参数的选取应根据其在液压源中的相应位置可能出现的最大压力和流量来确定，不宜过大和过校液压泵是液压源的核心件 ，使液压源振动的关键因索，液压泵的出口流量脉动，在遇到管路的阻抗之后 ，可以转化成压力脉动。压力脉动能够引起管路的机械振动，在-定条件可产生管路的液压谐振 ，影响系统的工作性能和降低附件的寿命，严重的会导致管路发生疲劳破坏。因此 ，选择液压泵时，应根据系统的压力和流量需求 ，并参照液压泵的性能和应用范围，同时还应考虑系统对液压泵的其它要求。此外，液压源中的蓄压器的容积及充气压力的大小要充分考虑到动作元件工况来确定参数。缓冲瓶的尺寸要根据液压源的实际情况确定，以求获得好的减振效果。

2.3整体布局安排合理(1)改变液压源的布局。对于-个已产生振动的液压源，可改变管路的长度或容腔位置，或在管路中串联-个容腔，在适当的位置装上缓冲瓶、蓄压器、滤波器等均可以改变液压源的阻抗，从而改变液压源的固有频率，以便避开谐振。另外，采用高压软管来吸收液压泵输出管道中的压力脉动和阻止机械振动的传播，这是-种简单易行和有效的办法。

(2)正确安装液压导管。液压源的附件是依靠液压导管和接头连接的，导管本身所承受的最大内压力远比系统压力大得多，常有 5～8倍的安全系数，但导管由于振动而造成其产生磨损或产生疲劳使其强度大大降低，甚至失效，导致液压源液压油大量漏油使系统无法正常工作的故障较为常见。

导管振动的原因主要有两方面：-是系统或某- 部件，如液压泵的振动引起导管共振；二是导管的弯曲振动。对于导管的前-种振动，设计管路时，使管长尽量避开发生共振的管长。导管产生共振的固有频率-般为系统或某-部件的振动频率的 0.33～2倍，当脉动频率与导管固有频率接近或重合时，通过改变管夹的固定或支承点间的距离来调节导管的固有频率，避开导管产生共振。

导管的弯曲振动是由于导管的弯曲部分内油液作用力会形成-个垂直于导管轴线的合力，当系统油液压力作周期变化时，合力也随之作周期性变化，迫使导管产生振动，当此导管的固有频率与油液的合力的变化频率相接近时，就会产生共振现象。当出现导管的的弯曲振动而引起共振时，应改变导管的固定位置或导管的弯曲半径，在调整导管的弯曲半径时，应注意导管的弯曲半径不能过小，否则会造成导管外侧壁后变薄过多，而内侧管壁发生皱纹。

3 结束语本文对航空设备液压源的振动问题进行了初步探讨，提出了解决振动问题的-些措施。对-个已产生振动的液压系统来说，可以改变管路的长度或容腔的位置，或在管路中串联-个容腔，在适当的位置装上缓冲瓶、蓄压器、滤波器等均可以改变系统的阻抗，从而改变系统的固有频率，以避开谐振。另外，采用高压软管可以吸收泵输出管道中的压力脉动，阻止机械振动的传播。这些都是行之有效的办法。

Research 0n the Decrease Vibration Methods on HydraulicPressure Source of the Avigation DeviceWEI Ying，W ANG Xu-qi(The First Aeronautical Institute of PLAAf，Xinyang Henan 464000，China)Abstract：The vibration problem of the hydraulic pressure about avigation device is analysed according to the vibrationmechanization.Then the detailed measures are put forward to avoid vibration.The meods provide some referencevalue about the hydraulicsource design。

Key words：avigation device；vibration；rate of flow；pressure96