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?jiǎng)恿υＤ彻狙兄频腇MP112型柱塞泵,用于挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中,但發(fā)現(xiàn)該泵會(huì)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(shí)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(duì)象,將國(guó)內(nèi)外的噪聲源識(shí)別方法進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)合理論分析,設(shè)計(jì)了FMP112型柱塞泵的噪聲與振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效測(cè)量,獲取了其噪聲與振動(dòng)特征,并應(yīng)用頻譜分析及偏相干分析的方法識(shí)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(shí)的具體噪聲源及噪聲傳遞路徑。本文的主要研究?jī)?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(shí)別方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并對(duì)FMP112型柱塞泵的噪聲來(lái)源及產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了理論分析。(2)結(jié)合被測(cè)泵的結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)要分析該泵的工作原理,并對(duì)該柱塞泵部件的振動(dòng)基頻進(jìn)行了計(jì)算,得到該泵在不同轉(zhuǎn)速下各部件的振動(dòng)頻率。(3)對(duì)聲學(xué)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,并介紹了常用試驗(yàn)方法以及信號(hào)的分析處理方法。設(shè)計(jì)了基于聲壓法的FMP112型柱塞泵的噪聲與振動(dòng)試驗(yàn),并說(shuō)明試驗(yàn)方案以及相關(guān)的注意事項(xiàng)。(4)針對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù),判別了背景噪聲對(duì)泵噪聲的影響,并對(duì)泵的整體噪聲進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)被測(cè)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(duì)泵在各工況的噪聲及振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析,結(jié)合基頻計(jì)算識(shí)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(dòng)為主要噪聲源;而由軸承振動(dòng)、主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)導(dǎo)致的噪聲均為次要噪聲源。(5)建立了泵的偏相干計(jì)算模型,確定該泵噪聲的偏相干識(shí)別計(jì)算步驟,對(duì)該泵在上述工況下的噪聲源進(jìn)行偏相干計(jì)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(shí),低頻段下的主要結(jié)構(gòu)噪聲源為軸承振動(dòng)及主軸振動(dòng),通過(guò)C點(diǎn)傳遞產(chǎn)生;而在其它轉(zhuǎn)速下時(shí),低頻下的主要結(jié)構(gòu)噪聲為主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng),空氣噪聲源主要為油液流動(dòng)的噪聲在空氣中的傳播。在各轉(zhuǎn)速下的中、高頻率時(shí),結(jié)構(gòu)噪聲源主要為柱塞往復(fù)沖擊產(chǎn)生的振動(dòng),且主要通過(guò)A、B進(jìn)行傳遞。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(yàn)研究2會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的安全事故。所以對(duì)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(duì)變量柱塞泵進(jìn)行降噪。本文針對(duì)中型挖掘機(jī)主泵的噪聲問(wèn)題，結(jié)合該泵的結(jié)構(gòu)原理以及噪聲產(chǎn)生機(jī)理，對(duì)柱塞泵進(jìn)行噪聲與振動(dòng)試驗(yàn)。通過(guò)頻譜分析，偏相干識(shí)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(duì)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(shí)的特點(diǎn)，本文所研究的柱塞泵主要噪聲來(lái)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(duì)不同噪聲的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行簡(jiǎn)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(huì)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(dòng)，進(jìn)而通過(guò)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(shí)，由于其處于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，支撐軸承也將會(huì)受到周期性載荷，導(dǎo)致軸承產(chǎn)生振動(dòng)進(jìn)而引發(fā)噪聲。再者，由于柱塞泵內(nèi)部柱塞在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)受到周期性的交變壓力，從而產(chǎn)生振動(dòng)，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(guò)花鍵聯(lián)接，在缸體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)與主軸發(fā)生嚙合，這會(huì)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(dòng)等機(jī)械噪聲。若泵內(nèi)部某部件的振動(dòng)頻率與泵固有頻率相同，則泵會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，進(jìn)而增加泵工作時(shí)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(dòng)及壓力脈動(dòng)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(guò)程中時(shí)，缸體內(nèi)會(huì)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(dòng)現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)生空穴的位置進(jìn)行填補(bǔ)。當(dāng)油液處于高速流動(dòng)的狀態(tài)下，其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)會(huì)劇烈碰撞，從而形成壓力沖擊，壓力以及溫度都會(huì)劇烈加大，最后會(huì)有強(qiáng)烈的噪聲與振動(dòng)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(shí)，便會(huì)有劇烈的振動(dòng)產(chǎn)生，從而會(huì)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(lái)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(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。此外，還有試驗(yàn)臺(tái)的摩擦，管路振動(dòng)等噪聲，由于本研究是對(duì)柱塞泵工作時(shí)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(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，圖1.3列舉出了柱塞泵內(nèi)部振動(dòng)的主要傳播路徑。圖1.3柱塞泵內(nèi)部振動(dòng)的傳遞路徑[10]1.3柱塞泵噪聲的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外各高校及研究機(jī)構(gòu)對(duì)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(dòng)對(duì)流體噪聲的影響，在1969年時(shí)對(duì)柱塞泵腔的壓力建立了數(shù)學(xué)模型，但由于當(dāng)時(shí)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(shí)，使用數(shù)學(xué)差分方法，對(duì)軸向柱塞泵腔的壓力進(jìn)行求解，并與試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)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(dòng)的測(cè)量奠定基矗
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張軍輝;夏士奇;葉紹干;周萬(wàn)仁;;軸向柱塞泵噪聲源的識(shí)別策略:仿真和試驗(yàn)[J];液壓與氣動(dòng);2017年03期

2 王洪彬;崔金德;柏文冉;;淺談電機(jī)的電磁噪聲[J];電機(jī)技術(shù);2015年01期

3 許佳音;王海玲;;挖掘機(jī)高壓軸向柱塞泵的虛擬樣機(jī)[J];計(jì)算機(jī)輔助工程;2013年05期

4 溫福國(guó);;挖掘機(jī)前沿技術(shù)的特點(diǎn)和趨勢(shì)[J];今日工程機(jī)械;2013年10期

5 徐兵;張軍輝;楊華勇;葉紹干;;基于串聯(lián)式軸向柱塞泵轉(zhuǎn)位角降噪方法仿真[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年01期

6 徐兵;宋月超;楊華勇;;復(fù)雜出口管道柱塞泵流量脈動(dòng)測(cè)試原理[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年22期

7 楊誠(chéng);魏國(guó)軍;王中方;;機(jī)油泵齒輪異響檢測(cè)方法[J];聲學(xué)技術(shù);2011年06期

8 顧光武;朱博;;偏相干分析在風(fēng)洞噪聲源識(shí)別中的應(yīng)用[J];噪聲與振動(dòng)控制;2011年04期

9 陳志剛;王北極;戴正強(qiáng);李穎;;軸向柱塞泵噪聲質(zhì)量控制的研究及其改進(jìn)措施[J];液壓與氣動(dòng);2010年02期

10 史時(shí)喜;王國(guó)志;劉桓龍;;K3V系列變量泵控制機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究[J];流體傳動(dòng)與控制;2009年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 馬吉恩;軸向柱塞泵流量脈動(dòng)及配流盤優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];浙江大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 耿付帥;基于人工蜂群算法的軸向柱塞泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2018年

2 孔智;基于傳遞路徑分析的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)分析及優(yōu)化[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

3 李孟宇;基于相干性分析的汽車車內(nèi)噪聲源識(shí)別應(yīng)用研究[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2018年

4 孫風(fēng)超;小型液壓挖掘機(jī)降噪技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2017年

5 歐文凱;4JB徑向往復(fù)式柱塞泵的噪聲分析與研究[D];武漢理工大學(xué);2017年

6 陳雙成;基于CFD的海水淡化軸向柱塞泵關(guān)鍵技術(shù)研究[D];江南大學(xué);2016年

7 喬晉紅;基于偏相干分析的車內(nèi)噪聲源識(shí)別與控制研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

8 王亞兵;反鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)與性能一體化設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2014年

9 楊文剛;輪胎式裝載機(jī)噪聲分析與降噪技術(shù)應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2013年

10 童章謙;軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)輻射噪聲的分析與研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2865565