發(fā)布時間：2020-11-01 12:59

　　 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,工程機(jī)械的應(yīng)用逐漸增多,挖掘機(jī)作為“工程機(jī)械之王”,被廣泛的應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域,在挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)中,柱塞泵為重要動力元件。某公司研制的FMP112型柱塞泵,用于挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中,但發(fā)現(xiàn)該泵會產(chǎn)生較大噪聲,進(jìn)而使挖掘機(jī)操作人員的健康和工作狀態(tài)受到很大影響。因此,識別出該柱塞泵的噪聲源具有重要意義,可為以后的降噪工作提供依據(jù)。本文以FMP112型柱塞泵的噪聲為研究對象,將國內(nèi)外的噪聲源識別方法進(jìn)行了對比,結(jié)合理論分析,設(shè)計了FMP112型柱塞泵的噪聲與振動測試試驗系統(tǒng)。通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效測量,獲取了其噪聲與振動特征,并應(yīng)用頻譜分析及偏相干分析的方法識別了該泵在轉(zhuǎn)速為1100r/min、1400r/min、1660r/min、1700r/min以及1900r/min,負(fù)載壓力為20MPa及24MPa時的具體噪聲源及噪聲傳遞路徑。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)介紹了挖掘機(jī)主泵噪聲的研究背景,柱塞泵噪聲以及噪聲源識別方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并對FMP112型柱塞泵的噪聲來源及產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了理論分析。(2)結(jié)合被測泵的結(jié)構(gòu),簡要分析該泵的工作原理,并對該柱塞泵部件的振動基頻進(jìn)行了計算,得到該泵在不同轉(zhuǎn)速下各部件的振動頻率。(3)對聲學(xué)知識進(jìn)行了簡單介紹,并介紹了常用試驗方法以及信號的分析處理方法。設(shè)計了基于聲壓法的FMP112型柱塞泵的噪聲與振動試驗,并說明試驗方案以及相關(guān)的注意事項。(4)針對試驗數(shù)據(jù),判別了背景噪聲對泵噪聲的影響,并對泵的整體噪聲進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)被測泵的整體噪聲隨著轉(zhuǎn)速及負(fù)載的增大而逐漸增大。最后對泵在各工況的噪聲及振動信號進(jìn)行頻譜分析,結(jié)合基頻計算識別其主要的特征頻率,經(jīng)分析:柱塞往復(fù)沖擊、流量倒灌以及油液的脈動為主要噪聲源;而由軸承振動、主軸旋轉(zhuǎn)時振動導(dǎo)致的噪聲均為次要噪聲源。(5)建立了泵的偏相干計算模型,確定該泵噪聲的偏相干識別計算步驟,對該泵在上述工況下的噪聲源進(jìn)行偏相干計算,準(zhǔn)確辨別各特征頻率下的具體聲源:當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min時,低頻段下的主要結(jié)構(gòu)噪聲源為軸承振動及主軸振動,通過C點傳遞產(chǎn)生;而在其它轉(zhuǎn)速下時,低頻下的主要結(jié)構(gòu)噪聲為主軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動,空氣噪聲源主要為油液流動的噪聲在空氣中的傳播。在各轉(zhuǎn)速下的中、高頻率時,結(jié)構(gòu)噪聲源主要為柱塞往復(fù)沖擊產(chǎn)生的振動,且主要通過A、B進(jìn)行傳遞。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TH137.51
【部分圖文】：

FMP112型柱塞泵

試驗研究2會導(dǎo)致很嚴(yán)重的安全事故。所以對挖掘機(jī)的降噪顯得尤為重要，而這在某種程度上也意味著對變量柱塞泵進(jìn)行降噪。本文針對中型挖掘機(jī)主泵的噪聲問題，結(jié)合該泵的結(jié)構(gòu)原理以及噪聲產(chǎn)生機(jī)理，對柱塞泵進(jìn)行噪聲與振動試驗。通過頻譜分析，偏相干識別的方法分析出該變量柱塞泵的主要噪聲源以及傳遞路徑。這可以對后續(xù)柱塞泵的降噪以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。1.2柱塞泵的噪聲產(chǎn)生機(jī)理根據(jù)柱塞泵的相關(guān)結(jié)構(gòu)以及工作時的特點，本文所研究的柱塞泵主要噪聲來源可分為如下幾類：機(jī)械噪聲、流體噪聲、電機(jī)噪聲以及其它噪聲，如圖1.2所示。經(jīng)文獻(xiàn)[6-8]查詢，以下將對不同噪聲的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行簡單分析。圖1.2柱塞泵噪聲分類(1)機(jī)械噪聲：首先，受到加工及裝配精度的影響，泵內(nèi)部的回轉(zhuǎn)部件會在高速旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)下有不平衡慣性力產(chǎn)生，使柱塞泵的主軸產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，并發(fā)生振動，進(jìn)而通過泵殼表面?zhèn)鬟f后產(chǎn)生噪聲。其次，當(dāng)泵的主軸發(fā)生形變時，由于其處于高速轉(zhuǎn)動的情況下，支撐軸承也將會受到周期性載荷，導(dǎo)致軸承產(chǎn)生振動進(jìn)而引發(fā)噪聲。再者，由于柱塞泵內(nèi)部柱塞在運動過程中，會受到周期性的交變壓力，從而產(chǎn)生振動，并傳遞到泵殼表面并產(chǎn)生噪聲。最后，由于缸體與主軸之間通過花鍵聯(lián)接，在缸體轉(zhuǎn)動時會與主軸發(fā)生嚙合，這會導(dǎo)致周期性的沖擊并產(chǎn)生噪聲。此外，還存在著齒輪傳動等機(jī)械噪聲。若泵內(nèi)部某部件的振動頻率與泵固有頻率相同，則泵會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，進(jìn)而增加泵工作時的噪聲。(2)流體噪聲：此類噪聲主要由兩類原因所造成，一類是由泵的流量脈動及壓力脈動引起的，另一類是由于油液的空化現(xiàn)象所引起的。一方面，根據(jù)柱塞泵的工作原理，當(dāng)其處于吸油以及排油的工作過程中時，缸體內(nèi)會產(chǎn)生周期性的壓力變化以及流量變化，這在排油管中即表現(xiàn)為?

工程碩士學(xué)位論文3動現(xiàn)象，對產(chǎn)生空穴的位置進(jìn)行填補。當(dāng)油液處于高速流動的狀態(tài)下，其內(nèi)部質(zhì)點會劇烈碰撞，從而形成壓力沖擊，壓力以及溫度都會劇烈加大，最后會有強烈的噪聲與振動產(chǎn)生。(3)電機(jī)噪聲：電機(jī)的噪聲主要指的是電磁噪聲，是由定子的鐵心內(nèi)壁受到電磁激振力的作用，從而直接產(chǎn)生的。當(dāng)電磁激振力的頻率與定子鐵心固有頻率基本相同時，便會有劇烈的振動產(chǎn)生，從而會有電磁噪聲，經(jīng)資料查詢，一般的電機(jī)噪聲頻率在700Hz以上[9]。本研究中將電機(jī)噪聲作為背景噪聲來處理，不再贅述。(4)其它噪聲：在液壓系統(tǒng)中，溢流閥是控制系統(tǒng)整體壓力的，其工作時會產(chǎn)生較大的噪聲。此外，還有試驗臺的摩擦，管路振動等噪聲，由于本研究是對柱塞泵工作時內(nèi)部噪聲源進(jìn)行分析，故其它噪聲不納入討論范圍。經(jīng)上述分析可知，泵的部件受到?jīng)_擊力后產(chǎn)生振動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，圖1.3列舉出了柱塞泵內(nèi)部振動的主要傳播路徑。圖1.3柱塞泵內(nèi)部振動的傳遞路徑[10]1.3柱塞泵噪聲的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國外研究現(xiàn)狀國外各高校及研究機(jī)構(gòu)對柱塞泵噪聲的研究，始于上世紀(jì)60年代。前蘇聯(lián)Zaichenko教授[11]為了研究柱塞泵中的脈動對流體噪聲的影響，在1969年時對柱塞泵腔的壓力建立了數(shù)學(xué)模型，但由于當(dāng)時情況所限，忽略了一系列重要的因素，致使其模型不夠準(zhǔn)確。而日本的學(xué)者山內(nèi)一弘[12]，在1975年時，使用數(shù)學(xué)差分方法，對軸向柱塞泵腔的壓力進(jìn)行求解，并與試驗進(jìn)行了對比，得到了較為準(zhǔn)確的模型，并為之后柱塞泵內(nèi)部壓力脈動的測量奠定基矗
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2865565