凸轮转子泵降振降噪总结与发展展望

2013/11/10 8:57:56      点击:
凸轮转子泵的振动和噪音问题严重地制约着其应用与推广,对凸轮转子泵进行减振和降噪有着重要的意义,它不但能降低凸轮转子泵给环境带来的噪声污染,给工人和周围居民提供一个良好的工作于生活环境,同时,也可以减少振动和噪声对设备、建筑物等的损坏,延长设备和建筑物的使用寿命,对创建节约型社会也有重要意义。
结合力华泵业有限公司生产的LH-200型凸轮转子泵,凸轮转子泵振动和噪声产生的基本原理进行详细的分析,并从隔振设计和液动噪声控制方面对凸轮转子泵的振动和噪声进行了综合治理,围绕上述问题,主要完成了以下工作。
凸轮转子泵振动控制方面
(1)力华牌凸轮转子泵振动产生原因进行了分析,发现其振动主要包括以下4个方面:一、凸轮转子泵是一种旋转机械,因而有不平衡、不对中之类的故障而引起的振动;二、凸轮转子泵是一种流体机械,很有可能出现旋转失速、喘振;三、转子泵受工作环境的影响,常常会造成叶片的磨损,介质还可能会黏附在转子上造成随机性变化的不平衡;四、转子泵有电机驱动,可能存在电磁振动。
(2)对力华牌凸轮转子泵进行了隔振设计,建立了力华牌凸轮转子泵斜置被动隔振系统的动力学模型,用MATLAB仿真研究了板厚和隔振器角度变化对隔振效果的影响,表明,基础板的厚度会影响到系统的隔振效果,厚度越大,传递到基础板的功率流越小,因此,为提高隔振效果,基础板厚度应较大;隔振器角度的变化会对隔振效果也有着一定的影响,为了既能够降低传递到基础板的能量,又能尽量避开共振频率,最合适的隔振角度应为300到600。
凸轮转子泵噪声控制方面
(1)结合对力华牌凸轮转子泵的叶轮型线分析,浅析了凸轮转子泵噪音产生的基本原理,并比较了两叶型和三叶型在液流脉动方面的不同,结果表明:对于同一台转子泵而言,升压越高,则均压时间越长,回流速度越大,排液流量脉动越大(甚至出现负值),不均匀度越大;就两叶型与三叶型比较,在升压相等,容积效率相同的情况下,三叶型转子泵每次均压经历的时间较短,排液流量的脉动幅度及不均匀度略小。
(2)在积极降噪(优化产品结构设计)方面给出凸轮转子泵的降噪方案,结果表明:采用三叶型转子能有效降低转子泵噪声;采用串接转子结构复杂,且效果不明显,不适合实际应用;而扭叶转子具有延缓回流过程,降低排液脉动的特点。
扭叶转子泵排液流量的脉动幅度及不均匀度,比直叶转子泵的小得多。采用扭叶转子比直叶转子降低噪音5%-10%。
(3)在被动降噪(隔振降噪)方面对消声器进行了分析:阻性消声器对中高频噪声的消声效果好,抗性消声器适用于消除低中频范围内的窄频带噪声,两者结合可以构成阻抗复合型消声器,对凸轮转子泵高强度的宽频噪声效果明显。
(4)通过对隔声罩和隔音房的合理设计LH.200凸轮转子泵的噪声平均降低了10.15dB(A),最终与积极降噪一起将其噪声控制在了80dB(A)以下,效果明显。

由于时间和精力有限,作者在LH-200型凸轮转子泵的隔振降噪方面做了一些工作,也存在一些有待改进的地方,主要表现在以下几个方面:
(1)在振动控制方面,地基的设计、隔振器刚度选择、位置优化、阻尼器的配置等对隔振效果和设备稳定性具有重要影响,应综合考虑,优化设计;另外,对于要求较高的隔振要求,可以采用浮筏隔振装置,提高隔振性能。

(2)凸轮转子泵在工作中会产生很大的振动和噪声,一般的做法是先设计后治理,降低了设备性能,增加了成本,因此在工程实践中,在设计之初就应该把振动噪声指标考虑进去,另外,在后期的治理中,应该针对该类转子泵,总结或制定出一套通用可行的振动噪声治理方案,提高效率,降低成本。


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