Антивибраторы и шумоподавители гидропривода гидравлических лифтов - часть 2

Наибольшее распространение получил проточный антивибратор с расширительной камерой(рис.5.9 а), устанавливаемый в непосредственной близости от насоса в напорном трубопроводе. Принцип действия антивибратора этого типа достаточно прост: при резком увеличении площади поперечного сечения потока, согласно уравнению непрерывности потока, его скорость значительно падает, поэтому импульс силы, передаваемой системе пульсирующим потоком, существенно уменьшается.

К преимуществам антивибратора расширительного типа следует отнести чрезвычайную простоту конструкции, отсутствие необходимости в техническом обслуживании и способность гасить колебания в широком диапазоне частот.

Иногда вместо проточных антивибраторов используются отводные (боковые), обеспечивающие эффективное уменьшение колебаний, особенно в области высоких частот. Наиболее простой вариант такой конструкции представлен на схеме рис.5.9 (крайний левый).

В случае использования насоса поршневого типа с повышенным уровнем пульсации параметров потока в качестве отводного антивибратора применяется газогидравлический аккумулятор (рис.5.10).

Он состоит из прочного корпуса, внутри которого помещен герметичный и эластичный мешок из материала, устойчивого к воздействию рабочей жидкости, обычно из эластомера, заполненный азотом под давлением.

В нижней части корпуса установлен клапан, перекрывающий связь с напорным трубопроводом при чрезмерном увеличении объема мешка при его заполнении через верхний газовый клапан.

Такой тип антивибратора, с одной стороны, имеет то преимущество, что он занимает ми нимальные объемы; с другой стороны, его недостатком является потребность в периодическом техническом обслуживании в связи с необходимостью замены мешка и заправки газом.

Гидроаккумуляторы широко используются в различных системах гидропривода для выполнения следующих функций: являются дополнительным источником энергии; компенсируют температурные колебания объема рабочей жидкости; гасят высокочастотные пульсации давления, возникающие при работе насосов; амортизируют гидравлические удары, вызванные быстрым переключением управляющих устройств или внезапным торможением движущихся масс рабочего органа.

Из-за больших размеров, в частности длины, трубчатые резонаторы используются редко (Рис. 5.9с, крайняя слева схема). Они достаточно эффективны в тех случаях, когда частота пульсаций параметров потока жидкости в основном постоянна при хорошем согласовании с частотой возбуждения колебаний, создаваемых работой насоса.

Наиболее простой трубчатый резонатор состоит из достаточно длинной трубы, размещенной в ответвлении главного трубопровода; поэтому он относится к типу отводных резонаторов.

Антивибраторы и шумоподавители гидропривода гидравлических лифтов

Рнс.5.10 Антивибратор газогидравлических

Скорость звука в рабочей жидкости гидросистемы зависит от многих факторов, таких как вязкость, плотность, количество растворенного воздуха и т. п.

С небольшой погрешностью при обычных условиях эксплуатации скорость распространения звука в рабочей жидкости составляет 1300 м/сек.

Преобразуем аналитическое выражение (5.11) с учетом принятого значения скорости звука и получим более удобную для применения формулу:

Несмотря на использование достаточно бесшумного оборудования и подавителей пульсаций, может случиться так, что подавить шумы все же не удается, и что лифт при работе будет производить сильный шум.

Это может явиться следствием того, что собственная частота продольных колебаний столба масла в трубопроводе между насосом и цилиндром, или столба воздуха в лифтовой шахте совпадает или приближается к частоте возбуждения или к кратной ей величине. В этой ситуации вибрация и связанные с ней шумы будут значительно усиливаться.

Что касается столба масла, содержащегося в трубопроводе, то, если допустить, что труба бесконечно жесткая, собственная частота вычисляется по формуле:

В случае гибких труб модуль упругости зависит от типа применяемой армирующей оплетки. Поскольку обычно изменение объема гибкой трубы под действием рабочего давления составляет около 1%, можно допустить, что оно вызовет уменьшение примерно на 10% собственной частоты столба жидкости, рассчитанной для абсолютно жесткого трубопровода.

Вычисляя L по формуле (5.13) и помня, что величина под квадратным корнем равна скорости звука в жидкости, можно вывести формулу расчета критической резонансной длины трубопровода:

Из этого следует, что длина трубопровода между насосом и гидроцилиндром не должна быть равна критическому значению LK или кратной величине. В противном случае возникнут резонансные колебания, значительно усиливающие шум, создаваемый работой насоса.

Лифтовая шахта может быть уподоблена трубе, закрытой с двух сторон, и заключенный в ней столб воздуха может резонировать на шум гидропривода.

Отсюда следует, что высота шахты не должна быть нечетной кратной величиной критического значения.

В гидравлических лифтах столб масла, содержащегося в цилиндре и служащий опорой для поршня, также представляет собой упругий элемент, который может испытывать резонансные колебания.

В лифтах непрямого действия, цилиндр которого опирается на колонну, или же в лифте прямого действия, в котором цилиндр опирается на довольно жесткое бетонное основание, собственная частота системы достаточно низкая, поэтому отсутствует опасность, что она войдет в резонанс с частотой возбуждения.

Если опорой гидроцилиндра служит система горизонтальных балок, собственная частота колебаний системы гидроцилиндр-балки может оказаться в резонансном соотношении с частотой возбуждения колебаний. В этом случае необходим инструментальный контроль параметров колебаний и адекватный комплекс мер по их устранению.