叶片泵振动机理特性分析及改进设计

作 者简介 ： 周 璞（９ ８ １男 ， １７ ． ， 安徽缩溪人 ， 主要从事减振 降 噪技术研 究及设计工作 。 Ｅｍａ ： ｍａ２ ８ ｏｍａｌｏ — ｉｒ ｎ ７ ＠ｈｔ ｉｃ ｍ ｌｏ ．
Ｉ
一
图 １ 级 泵 组 安装 方 式 单
叶 片泵 振动 机理特 性 分析 及 改进 设计 的高频 振动 于 叶片结 构和 流道 结构 有关 。
组 成 ， 级 泵其 安 装 方 式如 图 １ 示， 组 机脚 振 动 单 所 机 加 速 度 如 图 ２ 示 ， 级 泵 其 安 装 方 式 如 图 ３ 示， 所 双 所
机 组机脚 振动 加速 度如 图 ４ 所示 。
体 激励 类 设备 。其 工作 原理 是通 过 叶片转 动将 机械
能转化 为 流体 的动 能 。按 叶轮 的级数 分可 以分 为单 级 和 多级 ， 按进 流和 出流 方 式可分 为 离心泵 、 流泵 混 和 轴流 泵 ， 离心 泵扬 程 高 ， 因此在 船上 使用 最广 。本 文 将针 对 旋转类 离 心泵 ， 据设 备特 点 ， 行 细化分 根 进
关键词 ： 振动 与波 ；叶片 泵 ； 噪 声 设计 低
中图分类号 ： Ｈ Ｔ ３
文献标 识码 ： Ａ
Ｄ Ｉ Ｏ 编码：０ ９ ９ ．ｓ．０６ １５ —０ ２０ ．０ １３ ６ ／ｉ ｎ１０ —３ ５２ １．２ ７ ｊｓ ０
Ｖｉ ｒ ｔ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ Ａｎ ｌ ｓｓａ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ Ｉ ｒ ｖ ｍ ｅ ｔ ｂ ａ ｉ ｃ ａ ｉｍ ａｙ ｉ ｎ ｓｇ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ Ｂｌｄ ｕ ｆ ａ ｅＰ ｍｐ
从 图上 可 看 出 ， 组 主 要 激励 频 率 为 设 备 基 频 泵 （ 速 ／０ 、 转 ６ ） ２倍 基 频 （ × 速／０ 、 泵 叶 频 （ 速／ ２转 ６）水 转
０７ ．
蜷 ０ ６
．
６ ￣ 片数 １轴承 特 征频 率 （ ０叶 、 由轴 承 结构 决 定 ） 电机 、 电磁频 率 （ 电机 结构 决 定 ） ， 中轴 频 、 倍频 振 有 等 其 两
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１９ ，７４ ： ９ —０ ． ９ ５ １（） １ ８２ ４
配 姿 态 的正 确 ， 能 使动 力 总 成悬 置 系 统 发挥 出预 才
期 的 隔振 水平 。
参考文献 ：
［］上 官文斌 ， １ 蒋学锋． 发动机悬 置系 统的优化 设计 『 ． Ｊ 汽车 ］
图 ５ 方 案 １ ２的前 悬 置 ｙ向传 递 率 和
Ｆ ｇ ５ Ｔ ｅｔａ ｓ ｉｓｏ ａｉ ｆ ｏ ｅｍｏ ｎ ｓ ｉ ． ｈ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎｒ ｔｏｏ ｒ ｕ ｔ ｒ ｆ
动 主 要 与 机 组轴 系 的动 平衡 和 对 中精 度相 关 ； 动 原 机（ 电机 ） 动 主 要 是 原 动 机 轴 系 和 原 动 机 结 构 有 振
０ ＿ ． ５
举｝
图 ５ 改进 前 后 振 动 加 速 度 对 比 图
。
关 ； 片 泵 的 叶频 、 叶 叶频 的倍频 、 流 道和 内部 阀件 泵
的异 常振 动 ， 响整 车 的ＮＶＨ性 能 。悬置 安装 处 的 影
车架 刚度 对悬 置 的隔振 性 能 有很 大 的影 响 ， 因此 需 保证 悬 置安装 处 的车架 具有 一 定 的刚度 。动 力 总成
悬 置系 统设计 时， 不但 要使 理论 上 的各 阶固有 频率 、
解 耦 率设 计 合理 ， 要保 证 实 际装 车 时 动 力 总成 装 还
３ 结 语
根据 能 量 解耦 理 论 ， 动 力 总成 悬 置 系 统进 行 对
图 ４方案 １ ２ 和 的前悬 置悬 下 ｌ向加速度均方根值 ，
Ｆ ｇ ４ Ｔ ｅａ ｃ ｌｒ ｔ ｎＲＭ Ｓ ｏ ｒ ｕ ｔ ｉ ． ｈ ｃ ｅ ｅ ａｉ ｏ ｆ ｏ ｅｍｏ ｎ ｓ ｆ
了合 理 的理论 设 计 。在 此 基础 上 ， 过 两 个 不 同 的 通
方 案 ， 究 悬 置 系 统 装 配 状 态 对 其 隔 振 性 能 的 影 研 响 。根 据 对 实测 的振 动情 况 进行 分 析 后 ， 当动 力 总 成悬 置系 统 的装 配 状态 不 正 确 时 ， 很容 易 引起 整车
基 频
０
Ｈｚ
是子平 吴 嘉 薏 不衡 酱 誉 翥
引起 的振 动 。
善
２ …
采 电 和 泵 轴 计 用机水同设，
图 ２单级泵机脚振动加速度谱 图
水 叶 鎏 压 脉双 壳 构 平 泵 径 泵 频 孪 宴 体 力 蜗 结 来。 的 向 衡
。
动 引起 的 轴 承 特 征 频 率 主 要 由轴 承旋 转 转速 、
３ ３
２ 改进 措 施 及 分析
为 了降低泵 组 振动 ， 要采 取针 对性 措 施 ， 小 需 减
各 个特 征频 率振 动幅 值 ， 要 改进措 施 如表 １ 示 。 主 所
鼍 兽
表 １主要特征频率及分析 特征频率 成 因分析 针对性措施 提 高 泵组 转子 平衡 精度 ； 采
２ 加 工 工 艺措 施 包括 叶 轮蜗 壳 精 密铸 造 （ ） 降低 全 频 ）提高 泵 组装配 精 度 （ 、 降低 全频 ） 、 、采用 精密 铸
造 以及提 高 加工精 度 （ 降低 全频 ） 。
３ 改进 效 果 分析 ’
ｌ
０９ ． ０８ ．
图 ４ 双 级 泵 机 脚 振 动 加 速 度 谱 图
析 ， 定设 备 振 动 主 要激 励 源 ， 出针 对 性 改进 措 确 提
施。
１ 泵 组 振 动 特 性分 析
泵组 振动 特性 和其 组 成相 关 ， 叶轮 结构 角度 ， 从
泵 可 分 为 单 级泵 、 级 泵 、 级泵 等 ， 文 选 取 了 １ 双 多 本
收稿 日期 ： ０ １０ ．０ 修 改 日期 ：０ １１－５ ２ １－９２ ； ２ １－１１
２ １ 年 ４月 ０２
噪
声Βιβλιοθήκη Baidu
与
振
动
控
制
第２ 期
文 章编 号 ： ０ ６ １５ （０ ２０ —０ ２０ １ ０ —３ ５２ １）２０ ３ —２
叶 片泵振 动机理特性分析及改进设计
周 璞， 瑞锋， 柳 章 艺
（ 上海 船舶设 备研 究所 ，上海 ２ ０ ３ ） ００ １
摘 要： 机械设备振动和设备组成、 工作机理 、 工作状态等息息相关， 船用常见设备如水泵、 风机等 由于工作机理各 不相 同， 其振动频 率特 性也各不相 同。通 过对 旋转类设备振 动特 征进行对 比分析 ， 分析设备 主要振源及其成 因， 出 提 设备改进方 向， 并进行针对性改进设计 ， 试验结果表 明， 取得 了 良好 的效果 。
船 用设 备复 杂 多样 ， 其设 备振动 机 理各 不相 同， 从 工 作 原理 上 ， 要 可 分 为旋 转类 、 复类 、 主 往 啮合 类 等 设备 ， 叶片泵 是典 型 的旋转 类 叶片泵 ， 同时也 是流
型单级泵和 １ 双极泵 ， 其进行振动特 性分析 。 型 对 此２ 型泵 组主 要 由水泵 、 电机 、 封和 支架 ， 器等 轴 启动
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噪
声
与
振
动
控
制
第２ 期
内未 见 明显异 常振 动现 象 ， 体上 优 于 方案 １ 可 以 总 ，
接受。
从 方案 １ 方案 ２的结果对 比可 知 ， 和 动力 总成 悬 置系 统 的装 配状 态对 动 力总成 悬 置系统 预 期隔振 性 能 的正 常发 挥 有 重要 影 响 。在 进 行悬 置 装 配 时 ， 需 检 查 安装位 置 附近 的车架 变形 情况 。当变形 过 大 引 起 悬置 装配 状态不 正确 时 ， 采取措 施 修正 。 需
‘
征錾 ， 值轴 …。轴 频 起 幅由承 高度 曩 其 箭 用精 承 率 采
和外壳传递特 性决
定 ［】 １
电磁 频率
图 ３ 双 级 泵 组 安 装 方 式
由 电磁 齿 槽 配合 、 电源 品质 、 差率 采用低 噪声直流幅压 电机 滑
等 决 定
其余 全 频段 改进 措施包 括 以下 １ 体 、 阀和 滑 阀体 改 进 （ 低全 频 ） 改 进 ）泵 滑 降 、 机 架并对 隔 振器布 置 （ 振动 传递 途径控 制 ） 。
工 程 ， ９ ２ ４２：１３ １０ １ ９ ，１（） ０ —１．
［］ 阎红玉 ， ２ 徐石 安． 动机 一悬置 系统 的能量 法解耦及优 发 化 设计 ［ ． Ｊ 汽车工程，１９ ，１（） ３ １ ２ ． ］ ９ ３ ５６： ２ — ８ ３
［］ 徐 石 安 ． 车 发动 机 弹 性 支 承 的解 耦 方 法 ［ ． 车 工 程 ， ３ 汽 Ｊ 汽 ］