活塞转子泵的有效振动隔离技术

2013/11/7 9:30:03      点击:
作为一种通用机械,活塞转子泵的振动,产生的原因很多,可能有:叶轮制造误差、不平衡的惯性力、轴承磨损;齿轮固定不紧、过载、轴变形、积垢、地脚螺栓及其它紧固件松动等。为消除这些振动,除进行正常的检修之外,还要辅助于各类振动控制措施。
常用的振动控制技术主要有:
(1)消振,即消除或减弱振源,这是治本的方法。如对不平衡的刚性或柔性活塞转子泵转子,采用动平衡方法消除或减弱它们在转动时因质量不平衡出现的离心力及力矩。
(2)隔振,即采用附加的子系统(隔振器)将振源与需减振的结构或系统隔开,以减少结构或系统的振动,可分为隔力和隔幅两类。隔振是工程中应用很广泛的一种减振技术,车辆、仪器仪表、机床等的隔振早就受到了人们的重视。
(3)吸振,即采用附加子系统(动力吸振器)改变需减振结构或系统的振动状态,使振动能量转移到附加的子系统上。
(4)阻振,阻振即为阻尼减振的简称,即用附加子系统连于需要减振的系统或结构以消耗振动能量,从而达到控制振动水平的目的。阻尼方式可分为非材料阻尼(阻尼器)和材料阻尼(粘弹性材料、复合材料)两种。
(5)振动的结构设计与修改,通过修改受控对象的动力学特性参数使振动满足预定的要求,不需要附加任何子系统。
隔振技术是振动控制中研究最多,应用最广泛的一种减振技术。这里主要讨论该技术,因为本课题对力华牌凸轮转子泵的振动治理主要采用的也是这种方法。
20世纪50年代以前,对隔振理论的研究一直限于经典隔振理论。在经典隔振理论中,隔振系统为单自由度系统,被隔振对象被视为理想质量块,隔振器为无质量弹簧和粘性阻尼器,基础为无限大刚体,其隔振效果的评价标准为力或速度传递率,其特点是结构简单,可靠性高,在实际应用中非常广泛。但是,单自由度的单层刚性隔振对高频隔振性能并不理想,其主要原因是隔振系统模型把机器设备及基础结构视为刚体,实际上它们在高频振动是则表现出较高的柔性,在高频激励下使传递率曲线产生了许多谐振峰值,极大地降低了活塞转子泵隔振效果。
为了得到更高水平的隔振效果,人们对双层隔振理论甚至是浮筏系统进行研究,并在船舰、潜艇等军事领域得到了实际应用。
为考虑机器安装基础的柔性影响,国内外学者对于20世纪50年代末60年代开始研究柔性隔振系统,R.N.Hamme从试验的角度研究了基础弹性对隔振效果的影响,J.C.Snowdon对非刚性设计问题作了较为深入的研究。国内对于柔性隔振系统的研究开始于二十世纪八十年代初,宋孔杰教授用机械阻抗方法研究了设备阻抗和支承结构阻抗对隔振效果的影响,应用摄动理论研究了基础弹性对隔振系统固有频率的影响,并成功的将该理论运用于大功率柴油机隔振实验台的优化设计。熊冶平运用子系统导纳法探讨了非对称柔性隔振系统的动态特性。
田国成着重研究了考虑基础弹性时,复杂隔振系统的最优化设计问题。毛映红研究了连续隔振系统中的功率流特性,霍睿把作动器用有效导纳理论来描述,研究了板式基础上的单层隔振问题,孙玉国建立了单层主动隔振系统的状态方程,探讨了LQR和状态反馈控制的功率流传递,牛军川贝研究了柔性基础上多支承机器设备的斜支隔振问题,为本文工作提供了借鉴。



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