船舶液压设备噪声污染的特点及控制措施探讨 李智儒摘 要：船舶液压设备在运行过程中受到各种因素的影响会产生一定的噪声，不同的噪声等级会产生不同的危害，不仅会对其他设备的正常运行产生一定的影响，而且还会威胁到操作人员的身体健康，所以要根据噪声的来源采取相应的控制措施。文章首先阐述了船舶液压设备噪声污染的特点，然后对控制船舶液压设备噪声的措施进行分析，为提高船舶运行的安全性和可靠性创造了有利条件。关键词：船舶;液压设备;噪声;污染;控制措施：U672 文献标志码：A ：2095-2945（2020）26-0135-02Abstract： Ship hydraulic equipment will produce certain noise when it is affected by various factors， and different noise levels will produce different harm， which will not only have a certain impact on the normal operation of other equipment， but also threaten the health of operators;therefore， corresponding control measures should be taken according to the source of noise. This paper first expounds the characteristics of noise pollution of ship hydraulic equipment， and then analyzes the control measures of the noise of ship hydraulic equipment， which creates favorable conditions for improving the safety and reliability of ship operation.Keywords： ship; hydraulic equipment; noise; pollution; control measures在船舶机械设备运行过程中，有些较为精密的设备对机械传动的稳定性有较高的要求，液压传动设备不仅运行平稳，而且传递能力范围大，操作简便，所以在船舶中应用较为广泛。为了满足船舶传动系统的运行需求，液压系统和元件逐渐向高压、高速和大容量的方向发展，由此也带来了液压系统振动和噪声加剧的现象。国际海事组织对于船舶的噪声等级有一定的限制，且不同的舱室有不同的噪声等级限制。如果液压设备的噪声与其他设备的运行频率一致，由此而产生的共振会影响到其他设备运行的安全性，并且噪声等级过高也会对操作人员的身体健康产生不良影响。所以应该对液压传动设备产生噪声的原因进行分析，进而制定出相应的控制措施，最大程度的降低噪声等级或者消除噪声，提高液压设备运行的平稳性。1 船舶液压设备噪聲污染的特点由于船舶液压设备的运行环境比较特殊，所以液压设备产生的噪声也具有鲜明的特性，比如易传播、噪声强度高、生源多而密集等。由于液压传动系统体积小、重量轻、操作简单且运行平稳等优点，所以在船舶中应用较多，尤其是对于有特殊的船舶而言，液压传动系统的优势更加明显，但是液压传动系统对维护保养的要求也较高，所以要做好日常的维护保养工作。因为船舶需要长期在水中航行，所以船舶上板架结构的刚度和厚度相对陆上建筑物而言要低，船舱一般也是金属薄壳结构，阻尼的损耗因子较小。在这种环境下，安装于钢板、纵桁、横梁等部位的液压设备在产生噪声时，极易产生传播，且传播距离较远。为了满足船舶运行的需求，船用液压设备的功率在不断增加，由此所产生的噪声等级也相应的提高。因为液压设备的噪声源都来自主机、发电机、风机等，而这些设备一般都集中布置在机舱内，而受到周围环境的影响，液压设备产生的噪声在狭小的空间中容易出现反射、衍射、绕射、散射和投射现象，这就导致噪声出现混响和叠加效应，噪声强度进一步加剧。噪声的等级不同对其他设备和人体造成的危害也不同，对人体的危害主要有损伤听力，影响神经系统，影响情绪，影响正常的语言交流，反应迟钝等。对其他仪器设备的灵敏度产生干扰，导致设备功能失效等。所以船舶液压设备的噪声污染具有较强的危害力，要根据噪声形成的原因有针对性的采取控制措施。2 船舶液压设备噪声污染的控制措施一般对噪声控制的方法主要从生源、传播途径和接受者保护三个方面采取相应的措施，其中对生源的控制是效果最为明显也是最根本的手段。通过对船舶液压设备的噪声生源进行分析，生源主要有机械噪声源和流体噪声源两种。机械噪声源主要有液压泵和液压马达、电动机、液压阀件、油箱和管路等，流体噪声源主要有液压泵、马达、液压阀件、油箱和管路等，下面主要对液压设备中噪声源的控制措施进行分析。2.1 电动机的噪声控制措施电动机是液压系统中的核心组成部分，为液压系统的运行提供主要动力。电动机在处于高负荷运转状态时所产生的声能较大，如果运行环境对噪声的等级要求较高，可以通过调整电动机转速的方式来实现，降低转速后电动机噪声可明显下降。在电动机运行时会产生较高的热能，为了保证电动机的安全运行，就要使用风扇来保证电动机运行环境的通风散热，而风扇在高速运行时也会产生一定的噪声。所以对电动机的噪声控制，除了降低转速以及选用低噪声电动机外，还应该改进风扇的设计形式，尽量降低因为风扇转动产生的噪声。2.2 液压泵和马达的噪声控制措施液压泵和马达的噪声有机械噪声和流体噪声两种，在运行过程中由于自身产生振动也是噪声源的重要原因。产生机械噪声的原因主要是受力不均造成的，如果配流轴或者配流盘受到径向或轴向不平衡力，就会产生机械摩擦而发出噪声，在这种不平衡力超过一定的极限值时还会发生抱轴或者烧盘故障，从而引起更大的噪声。为了控制机械噪声，可在设计时利用径向力相互抵消的作用来降低泵或马达的径向或轴向不平衡力，以此来降低机械摩擦产生的噪声。压力脉动噪声和配流噪声是液压泵和马达流体噪声的来源，可对径向柱塞泵或马达的定子内曲线优化设计来降低压力脉动噪声，在配流盘或轴上设置预升压、预卸压的过渡槽可降低配流噪声。液压泵和马达的结构设计形式不同也会产生噪声，所以在设计时，通过对配流盘的改进以及各组成零部件的优化选用等，也可减少噪声。2.3 电动机-液压泵组的噪声控制措施在液压设备的噪声来源中，机械振动也是产生噪声的重要源头，在整个系统高速运转的过程中，如果部件的配合不符合标准要求就会产生不平衡力，而这种不平衡力具有一定的周期性，在其带动下就会引起其他阀件的共鸣，从而产生较强的噪声辐射。为了减少电动机-液压泵组的振动产生的噪声，可采取相应措施减少和控制振动噪声。调整电动机和液压泵安装时的同轴度可减低振动噪声，可使用钟型罩加橡胶面接触式的联轴器，能够保证泵和电动机输出轴之间的同轴度，从而降低因为结构不合理而产生的不平衡激振力而带来的振动噪声。使用隔振技术防止共振是降低振动噪声的方法之一，可在安装底座之间装设隔振器，电机泵组和外部钢管件设置柔性接管，增加配重的方式，可改变振动元器件间的阻抗，从而减少振动的传播。在选择隔振器时，可根据电机泵组和底座的总重量来确定橡胶隔振器的型号和数量，根据电机泵组及底架的重心来设计减震器的布置形式。在压油管的某一段使用柔性接管，可降低电机液压泵组振动的传递。根据设备的重量来增加配重，可改善机组的平衡性和重量的分布，以此提高系统的稳定性，减少振动噪声。2.4 液压阀件的噪声控制措施液压阀件是液压系统中比较重要的零部件，根据安装的位置不同也具有不同的功能，所以液压阀的种类较多。在液压阀件处产生的噪声一般为在控制元件内部流道中激振流场诱发的流体振动和噪声，同时还伴随阀件共振而产生的噪声。在液压阀件中，溢流阀和节流阀因压降较大，所以产生的噪声也相对较大。在液压系统运行过程中，由于溢流和节流会造成一部分能量的损失，而损失的这部分能量就会转化为热量、振动和噪声，其中大多是由于流体在流动时产生的压差而形成的噪声，一般在大功率液压系统中的大通径阀件中比较常见。所以对这类阀件的噪声控制一般会选用带有恒压变量功能的容积调速泵控系统，由此来控制溢流阀或者节流阀的压力和流量，减少因阀件而产生的振动和噪声。此外，当液压阀的阀芯与其他振源的频率相同或相近时，就会引起共振，从而导致振动噪声的产生。遇到这种情况时，通常都会对管路系统中的固有频率进行调整，或者调整控制阀的位置，以此来降低振动噪声。2.5 液压管路的噪声控制措施液压管路的布置形式也会导致噪声的产生，如果管路细长且死弯过多，而又没有采取加固措施，在管路中的油液流速较高的情况下就会产生管路振动和噪声。对于这种现象，可以选择管径稍大一些的管路，在布置管路时尽量避免死弯，也可使用软管进行过渡，对管路进行加固处理，固定时要控制好管路与支撑构件及邻近构件的距离，并做好隔离措施，防止共振噪声的产生。在关闭管路阀门时，由于管路内流体速度过快，阀门关闭时间较短，就会导致液体与阀门在管内形成液压沖击，从而产生较大的振动和噪声。为了减少液压冲击，可以对阀门关闭的时间进行调整，通过延缓阀门关闭时间来减轻液体的冲击力，也可在产生液压冲击的部位安装蓄能器，通过吸收压力波的方式来降低液压冲击产生的振动和噪声。3 结束语液压系统因其优点较多，所以在船舶传动系统中发挥了重要的作用。但是在液压系统运行过程中所产生的噪声也对船舶运行的安全性和稳定性产生了一定的危害，而液压系统的噪声来源以及传播是一个较为复杂的问题。液压系统的设计方式，液压元件的结构及加工制造质量，液压设备的安装和维护等，都会导致噪声的生成，所以对液压系统的噪声分析具有一定的难度。要想完全消除噪声以及对其他设备产生的影响是不现实的，只能是通过优化设计、技术改进和加强维护等手段，将噪声及其危害降到最低，为船舶液压设备的减震降噪提供参考。参考文献：1刘世进，毛爱平.浅析船舶液压设备的日常维护与管理J.黑龙江科技信息，2017（6）：123.2徐和夫.船舶燃油日用柜、液压油柜的管理存在的问题及结构改进措施J.中国水运，2019（2）：25-26.3吴木强，徐颖聪.船舶液压设备原理及维修技术J.船舶物资与市场，2020（1）：65-66. -全文完-