CN110792657B - 一种表面织构化复合型液压静音罩板材 - Google Patents

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Abstract

一种表面织构化复合型液压静音罩板材，包括内层（1）、中层（2）、外层（5），所述内层（1）均匀开设多个通孔（（10）、（11）、（12）），内层（2）开设多个盲孔（（7）、（8）、（9）），外层（5）开设有圆锥劈尖（6）；第一通孔（10）与第一盲孔（9）相通，第二通孔（11）与第二盲孔（8）相通，第三通孔（12）与第三盲孔（7）相通；所述外层（5）与内层（2）形成封闭，外层（5）内充满液压油（4），液压油（4）中散布着球形颗粒（3）；所述内层（1）与中层（2），中层（2）与外层（3）之间紧密粘合。

Description

一种表面织构化复合型液压静音罩板材
技术领域
本发明涉及液压元件及系统降噪技术，尤其涉及表面织构化复合型液压静音罩板材。
背景技术
液压元件及系统属于高负荷重载机械能源装备，随着液压技术的高压、高速、大容量化，液压元件及其装置的噪声越来越严重。其中液压泵、溢流阀是主要的噪声源，而液压油箱由于体积大，则是噪声的主要辐射体，管路、油箱等可以把液压泵、溢流阀等产生的噪声放大。液压元件及其装置产生的噪声存在严重的人机不友好，且特殊应用场合中是不允许的。
液压元件及其装置产生的噪声可分为流体噪声和机械噪声两类。其中流体噪声主要是由于元件及系统内部气蚀、旋涡流动及压力冲击引起的。机械噪声主要是由于元件内部轴承制造误差及使用条件不良而产生摩擦而激发的噪声、机械碰撞噪声如叶片泵中叶片与定子内曲线的撞击等。噪声测产生不仅对于液压元件及系统性能不利，且对于工作人员健康存在严重威胁，因此，减小液压元件及系统噪声具有重要意义。
检索现有公开文献专利发现关于液压元件及系统降噪方面的研究有：（1）“PTCASIA 2017高新技术展区现场技术报告之二十 高压柱塞式液压泵降噪技术的研究及成果——据北京华德液压工业集团有限责任公司专家张时剑报告整理[J]”（张婷婷..液压气动与密封,2018,38(10):93-95+89.），通过采用11柱塞结构、斜盘采用高牌号球墨铸铁、变量机构静压支撑、优化配流尺寸、运动学分析压力-流量特性、壳体模态分析等试验研究研发了一款噪声变量柱塞泵。（2）“CBY2型外啮合齿轮泵噪声成因分析及降噪方法[J]”（邓陶,曹伟..锻压装备与制造技术,2017,52(02):31-33.），通过优化泵体与浮动侧板结构，提高齿轮精度，降低了齿轮泵的工作噪声，使齿轮泵的工作噪声由原来的 95dB降低到了 78dB以下，达到行业标准一等品要求。（3）“液压系统降噪方法[J]”（刘芳贤..建设机械技术与管理,2018,31(12):80-84.）依据设备实际工况,对液压系统工作原理、元件选型、元件布置、元件控制等进行详细分析,提出了如合理选择液压元件、电气控制和结构设计、装配精度等适合液压系统降噪的解决方法。
以上有关液压元件及系统降噪的研究对于液压降噪提供了有益借鉴，但存在以下不足：
1、 对于液压元件及系统的噪声都从噪声源的控制角度出发，基于元件内部流体噪声及机械噪声的分析，开展相应的降噪措施研究，其降噪难度大、成本高、效果不理想；
2、没有基于声学原理出发进行液压元件及系统的降噪研究，忽略了阻隔声波传播的降噪路径。
发明内容
本发明的目的是提供一种表面织构化复合型液压静音罩板材。
本发明是一种表面织构化复合型液压静音罩板材，包括内层、中层、外层，所述内层均匀开设多个通孔，中层开设多个盲孔，外层开设有圆锥劈尖；第一通孔与第一盲孔相通，第二通孔与第二盲孔相通，第三通孔与第三盲孔相通；所述外层与内层形成封闭，外层内充满液压油，液压油中散布着球形颗粒；所述内层与中层、中层与外层之间紧密粘合。
本发明与背景技术相比，具有有益效果是：采用三层阻抗过渡型降噪结构，分内层、中层和外层，材料密度逐层增大，先让声波全部进入静音罩，再逐层降噪；内层通孔与中层对应的盲孔相通构成赫姆霍兹腔，利用共振吸收声能，且内层上的盲孔大小不一便于吸收不同频率的声波；外层大小不一的圆锥尖劈可对各种声波进行几何衰减，进一步减小声强；散布于中层与外层封闭空间内的球形颗粒构成多空介质结构，利用球形颗粒在具有较高粘度的油液油中的运动将声能转换成热量耗散；所有部件都采用聚乙烯材料，利用其长链分子形状的改变产生内摩擦生热，造成声压与振速的相位差，进一步吸收声能阻隔声波的传播。本专利将几何衰减、粘滞作用、热传导及驰豫作用复合使用，能够较好地阻隔液压元件及系统产生的噪声的传播。
附图说明
图1是发明结构示意图，图2是内层结构图，图3是图2中A-A向剖视图，图4是中层结构图，图5是图4中B-B向剖视图，图6是外层结构图，图7是图6中C-C向剖视图。附图标记及对应名称为：1-内层，2-中层，3-球形颗粒，4-液压油，5-外层，6-圆锥劈尖，7-第三盲孔，8-第二盲孔，9-第一盲孔，10-第一通孔，11-第二通孔，12-第三通孔。
具体实施方式
本发明是一种表面织构化复合型液压静音罩板材，如图1~图 7所示，包括内层1、中层2、外层5，所述内层1均匀开设多个通孔10、11、12，中层2开设多个盲孔7、8、9，外层5开设有圆锥劈尖6；第一通孔10与第一盲孔9相通，第二通孔11与第二盲孔8相通，第三通孔12与第三盲孔7相通；所述外层5与中层2形成封闭，外层5内充满液压油4，液压油4中散布着球形颗粒3；所述内层1与中层2、中层2与外层5之间紧密粘合。
如图1所示，内层1、中层2、外层5及球形颗粒3材质均为聚乙烯。
如图1~图7所示，第一通孔10、第二通孔11、第三通孔12直径相等，第三盲孔7的直径D7、第二盲孔8的直径D8、第一盲孔9的直径D9之间的关系为：D7≠D8≠D9，圆锥劈尖6高度分别为H1，H2，…Hn，这些高度之间的关系为：H1≠H2≠…≠Hn，球形颗粒3粒径分别为φ1，φ2，…φn，这些粒径的关系为：φ1≠φ2≠…≠φn，n≧1。
如图1所示，所述内层1、中层2、外层5材料密度依次增大，球形颗粒3密度ρ1≠ρ2…≠ρn，n≧1。
如图1所示，所述内层1、中层2、外层5能进行平面有限延伸，根据液压元件及系统的外形，制作成立体静音罩。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图 1～图 7所示，本发明的表面织构化复合型液压静音罩板材，包括内层1、中层2、外层5，所述内层1均匀开设多个通孔10～12，中层2开设多个盲孔7～9，外层5开设有圆锥劈尖6；所述第一通孔10与第一盲孔9相通、第二通孔11与第二盲孔8相通、第三通孔12与第三盲孔7相通；外层5与中层2形成封闭，外层5内充满液压油4，液压油4中散布着球形颗粒3；内层1与中层2、中层2与外层5之间紧密粘合。将几何衰减、粘滞作用、热传导及驰豫作用复合使用，能够较好地阻隔液压元件及系统产生的噪声的传播，提供一种表面织构化复合型液压静音罩板材。
如图 1～图 7 所示，所述的内层1、中层2、外层5及球形颗粒3材质为聚乙烯。利用其长链分子形状的改变产生内摩擦生热，造成声压与振速的相位差，进一步吸收声能阻隔声波的传播。
如图 1～图 7 所示，所述的通孔10～12直径相等，盲孔7～9直径各不相等，圆锥劈尖6大小高低也不等，球形颗粒3有多种粒径，便于吸收不同频率的声波。
如图 1～图 7 所示，所述内层1、中层2、外层5材料密度依次增大，球形颗粒3也有多种密度。形成多层阻抗过渡型降噪结构，分内层、中层和外层，材料密度逐层增大，先让声波全部进入静音罩，再逐层降噪。
如图 1～图 7 所示，所述内层1、中层2、外层5及所开设的通孔、盲孔和圆锥劈尖可平面有限延伸，根据液压元件及系统的外形，可制作成多种形状的立体静音罩，如圆柱体、长方体。
本发明的工作过程为：当液压元件及系统所产生的噪声传播到该表面织构复合式液压静音罩结构时，首先通过小阻抗的内层将声波吸纳到静音罩，然后利用内层通孔与中层对应的盲孔相通构成赫姆霍兹腔，产生共振吸收声能；再到外层，大小不一的圆锥尖劈可对各种声波进行几何衰减，进一步减小声强；还有散布于中层与外层封闭空间内的球形颗粒构成多空介质结构，利用球形颗粒在具有较高粘度的油液油中的运动将声能转换成热量耗散；整个过程中，声波经过的都是聚乙烯材料，利用其长链分子形状的改变产生内摩擦生热，造成声压与振速的相位差，进一步吸收声能阻隔声波的传播。本专利将几何衰减、粘滞作用、热传导及驰豫作用复合使用，能够较好地阻隔液压元件及系统产生的噪声的传播，提供一种表面织构化复合型液压静音罩板材。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种 变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种表面织构化复合型液压静音罩板材，包括内层（1）、中层（2）、外层（5），其特征在于：所述内层（1）均匀开设多个通孔（（10）、（11）、（12）），中层（2）开设多个盲孔（（7）、（8）、（9）），外层（5）开设有圆锥劈尖（6）；第一通孔（10）与第一盲孔（9）相通，第二通孔（11）与第二盲孔（8）相通，第三通孔（12）与第三盲孔（7）相通；所述外层（5）与中层（2）形成封闭，外层（5）内充满液压油（4），液压油（4）中散布着球形颗粒（3）；所述内层（1）与中层（2）、中层（2）与外层（5）之间紧密粘合。
2.根据权利要求1所述的表面织构化复合型液压静音罩板材，其特征在于：所述的内层（1）、中层（2）、外层（5）及球形颗粒（3）材质均为聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的表面织构化复合型液压静音罩板材，其特征在于：所述的第一通孔（10）、第二通孔（11）、第三通孔（12）直径相等，第三盲孔（7）的直径D7、第二盲孔（8）的直径D8、第一盲孔（9）的直径D9之间的关系为：D7≠D8≠D9，圆锥劈尖（6）高度分别为H1，H2，…Hn，这些高度之间的关系为：H1≠H2≠…≠Hn，球形颗粒（3）粒径分别为φ1，φ2，…φn，这些粒径的关系为：φ1≠φ2≠…≠φn，n≧1。
4.根据权利要求1所述的表面织构化复合型液压静音罩板材，其特征在于：所述内层（1）、中层（2）、外层（5）材料密度依次增大，球形颗粒（3）密度ρ1≠ρ2…≠ρn，n≧1。
5.根据权利要求1所述的表面织构化复合型液压静音罩板材，其特征在于：所述内层（1）、中层（2）、外层（5）能进行平面有限延伸，根据液压元件及系统的外形，制作成立体静音罩。
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