油圧システムは、大きなパワーウェイトレシオを提供し、様々なトランスミッションの動きを容易に実現し、良好な負荷特性と速度を提供します。自動潤滑を保証し、部品の寿命を延ばし、自動化を簡素化する。これらの利点から、工業生産において広く使用されている。しかし、油圧システムは作業時に騒音公害を発生しやすく、ますます注目されている。
近年、油圧技術は高速化、高圧化、高出力化へと発展している。その結果、油圧システムの騒音はますます深刻になってきている。この騒音は油圧システムのさらなる機能性を阻害する重要な要因となっている。
ポータブル油圧ユニット 油圧システムの重要な一部であるポータブル油圧ユニットは、油圧システム騒音の主な発生源である。本稿では、ポータブル油圧パワーユニットにおける騒音の原因分析に焦点を当てる。この騒音を低減するための具体的な制御方法を提案する。提言は油圧ステーションの設計の観点に基づいている。
作曲と作品
一般的なポータブル油圧ユニットには、いくつかの構成部品が含まれている。これらの構成部品は、モータ、油圧ポンプ、オイルフィルタ、チェックバルブ、リリーフバルブ、蓄圧器、ラジエータ、ソレノイドバルブ、シャットオフバルブ、および圧力、流量、温度ゲージなどの各種指示装置である。ポータブル油圧ユニットの典型的な構成を下図に示す。
図 ポータブル油圧ユニットの構成部品
油圧パワーユニットが始動すると、モータが油圧ポンプを駆動して作動する。油圧ポンプからは高圧の作動油が吐出され、一方向弁、オイルフィルタ、シャットオフバルブを通って流れます。アキュムレータはポンプ出口の圧力脈動を吸収し、リリーフ弁は油圧ポンプの出口圧力を制限する。作動油はシャットオフバルブ、ワンウェイバルブ、ラジエータを通ってタンクに戻ります。
ノイズ発生の原因
油圧パワーユニットのポータブルモータと油圧ポンプが主な騒音源である。これらはそれ自体が騒音を発生する。オイルフィルタ、リリーフバルブ、タンク、パイプラインなどの他の構成部品は、単独では騒音を発生しません。しかし、油圧ポンプから発生する機械ノイズや液体ノイズによって、これらの部品が振動することがあります。この振動はさらなる騒音を増幅し、放射する可能性がある。
油圧システムの駆動システムでは、各要素や部品がノイズを発生させたり伝達したりする度合いが異なり、その順位は下表のようになる。
表 油圧要素（部品）から発生・伝達される騒音のランキング
| コンポーネント名 | 騒音発生ランキング | 透過雑音指数 |
| 油槽 | 6 | 1 |
| オイルフィルター | 6 | 4 |
| 油圧ポンプ | 1 | 2 |
| オーバーフローバルブ | 2 | 3 |
| 圧力弁 | 3 | 3 |
| スロットルバルブ | 4 | 4 |
| 方向弁 | 5 | 3 |
| 油圧シリンダー | 5 | 2 |
| パイプライン | 5 | 2 |
モーターからの騒音
モーター騒音の主な原因は、機械騒音、通風騒音、電磁騒音である。機械ノイズは主にローターのアンバランスに起因する。また、ベアリングの欠陥や不適切な取り付けによる高周波ノイズも含まれます。さらに、モーターサポートとモーター間の共振も騒音の原因となります。
油圧ポンプからの騒音
ポータブル油圧パワーユニットでは、油圧ポンプが主な騒音源として作用する。油圧ポンプは、主に圧力変化、流量の周期的変動、キャビテーション現象により流体騒音を発生する。
油圧ポンプは、吸入と噴射のサイクル中に周期的な圧力と流量の変動を発生させ、これが圧力パルスを形成し、油圧振動による騒音の原因となる。
図 油圧ポンプの写真
一般に、油圧ポンプの騒音は出力が大きくなるほど大きくなる。油圧出力は、油圧ポンプの出力圧力、変位、および速度によって決定されます。これらのパラメータはそれぞれ程度の差こそあれポンプの騒音に影響を与えます。騒音に最も影響を与えるのは速度であり、変位は圧力の変化に基づいて騒音に影響を与えます。
最低の騒音レベルを得るために、一般に、実用的な最低の速度（例えば、1,000～1,200 r/min）と圧力の組み合わせが、所望の動力を供給するために使用される。グリッド電圧の変化も、油圧ポンプの圧力と流量の周期的な変化を引き起こし、騒音の原因となる。
したがって、ポンプ場を設計する際には、送電網に十分な容量があることを確認するか、電圧を調整する電子機器を使用する必要がある。
油圧ポンプとモーターの取り付けアンバランス音
油圧ポンプと油圧モーターは高速で回転するため、回転部分の絶対的なバランスをとることは不可能である。油圧ポンプや油圧モータは高速で回転するため、周期的なアンバランス力が発生する。このアンバランス力はベアリングの振動や騒音の原因となる。油圧ポンプや油圧モータをしっかりと固定しなかったり、カップリングを不適切に取り付けたりすると、遠心力によって振動や騒音が大きくなる。
各種バルブの騒音
油圧パワーユニットポータブルの圧力と流れの脈動は、独自の構造によって決定される。圧力脈動は一種の刺激力である、弁の取付けの油圧単位携帯用いろいろな種類は振動の行為の下で刺激力のこの種類に、農産物騒音ある固体ではない。
さらに、オイルフィルターが汚れていると、高圧流体を効果的に絞ることができず、流体ノイズが発生することがある。逆止弁の選択が妥当でない場合、逆止弁への液体の流れが弁を振動させることがある。この振動はしばしば騒音につながる。逆止弁の方向が急に変わると、作動油の流量が瞬間的に急変し、圧力に影響を与え、振動や騒音が発生する。
図 コントロールバルブの写真
パイプに起因する騒音
管路そのものは振動を発生させないが、管路の選定や施工に無理があると、作動油の圧力脈動によって共振し、大きな騒音が発生する。このノイズを抑制・除去しなければならない。
よく使われる方法は、アキュムレーターを設置したり、高圧ホースを使ったりすることである。これらの対策は、油圧ポンプの圧力脈動を吸収するのに役立つ。また、機械振動の伝播も防ぐことができる。この方法は簡単で、実行しやすく、効果的である。
油圧パワーユニットポータブル騒音対策
ポータブル油圧ユニットから発生する騒音のメカニズムから、騒音を完全に除去することはできないことがわかる。しかし、適切な油圧部品を選定することにより、油圧騒音を大幅に低減することができる。また、適切な設計を行うことも騒音低減に寄与する。
低騒音油圧部品の選択
油圧アクセサリーは、低流量抵抗、信頼性、低騒音に基づいて選択すべきである。例えば、低騒音のサイクロイド内歯車ポンプを選択する。減衰ピストンパイロット弁構造の低騒音リリーフ弁を使用する。また、液浸ソレノイドバルブの使用も検討する。
よく設計されたポータブル油圧ユニット
油圧ステーションの設計とレイアウトが妥当かどうかは、機械ノイズの大きさに直接影響する。
油圧ポンプとモータ間の接続部品を加工し、厳密な精度で取り付ける。油圧ポンプとモータの接続にはフレキシブルカップリングを使用し、カップリングノイズを低減し、確実な取付けを行う。スペースが許せば、油圧ポンプとモータを同じベース上に設置し、ポンプの振動がオイルタンクに影響しないようにオイルタンクとは別に設置する。
ポンプをタンクカバーの上に設置する場合は、ポンプベースの下にゴム製の防振パッドを追加するなどの防振対策を講じる必要がある。このパッドは機械音の伝達を遮断し、タンクの振動を防止する。油圧ポンプから発生する騒音については、油圧ポンプとアンロード回路を並列に配置するなどの対策を講じる。その他の振動加振の影響を受けにくくするため、補強バーを組み込んで構造剛性を向上させるようタンクを設計する。騒音振幅を低減するために表面積を最小限に抑えながら、放熱要件を満たすようにタンクの形状を工夫する。
管路を設計・設置するときは、外部からの加振周波数や共振点を避けるために管路の長さを考慮する。管路を接続する際には、ポンプの入口ポートと出口ポートをホースで接続し、油圧ポ ンプの機械振動を遮断する。また、油圧ポンプ出口の管路にH型油圧フィルタを設置すると、油圧振動による騒音を低減することができる。
図 油圧ポンプの減衰対策の模式図
流体ノイズの防止
システム内の液体に混入した空気は、局所的な低圧または負圧の領域にエアポケットを発生させる。これらのエアポケットが高圧領域で崩壊すると、局所的な圧力上昇を引き起こし、強い騒音を発生させます。
キャビテーション音の防止は、第一に空気の混入を防ぐこと、第二に混入した空気を除去することである。
圧力の脈動ノイズを防止
油圧ポンプの周期的な流量脈動は、システム内の圧力脈動の主な原因である。圧力の脈動は、システムの部品や配管に周期的な振動を与え、騒音を刺激する。特に、脈動の周波数と配管システムの固有周波数が近い、または重複している場合は、ノイズが増加するようにシステムの共振を刺激します。
従って、ポータブル油圧ユニット、圧力アキュムレータとバッファボトル計器付きポンプ出口の設計は、システムの圧力脈動を低減する。配管の長さを最短にして共振を避ける。十分な数のパイプクランプで配管を構成し、接続剛性を向上させる。さらに、パイプの固有周波数を調整し、共振を防ぐために、パイプクランプや支持部品を調整する。
また、パーシャルスロットルアンロード回路を追加することで、作動油回路の圧力脈動を低減し、騒音を低減することができる。
図 減圧脈動制御装置
吸音・遮音技術の使用による騒音の拡散の抑制
騒音の広がりを制限するために遮音、吸音やその他の技術的手段を使用してシステムです。油圧ポンプやタンク、または防音カバーを備えたポータブル油圧パワーユニット全体は、防音カバー内のノイズ制御は、ノイズの拡散を制限する。
図 油圧ユニット可搬式防音カバー
図 機器の音響エンクロージャー
図 A 工房設備の防音カバー
連絡先 最新の生産技術に対応する周易制御技術！
