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文檔簡介
1、由于旋片泵的工作原理及結構特性,振動和噪聲是不可避免的。國外廠家很早就注意對其進行減振降噪,其產(chǎn)品的噪聲一般比國產(chǎn)泵低10dB(A)左右,國內(nèi)用戶近年來對減小振動和噪聲的要求強烈,所以很有必要對其振動噪聲進行研究和控制。
本論文對VRD16旋片泵由于轉子慢偏心引起的振動及腔體輻射噪聲、排氣噪聲、擋油罩和限位板的輻射噪聲進行了數(shù)值化仿真分析研究和優(yōu)化設計。
運用多體動力學和油膜動力潤滑方法,對RD16旋片泵轉子系統(tǒng)進行
2、耦合數(shù)值化計算,其中油膜壓力數(shù)學模型采用Capone短軸承理論得到的解析解,并將得到的軸心運動參數(shù)與只進行多體動力學分析得到的數(shù)據(jù)進行對比,可知將油膜動力潤滑引入到多體動力學分析中更符合實際情況。對比兩種轉子系統(tǒng),可知兩軸垂直放置油膜壓力較大,將計算得到的油膜壓力進行傅里葉變換,并將其施加到腔體上,以MPC節(jié)點耦合的方法模擬螺栓連接,運用有限元方法,在頻域內(nèi)求得了腔體的振動響應。用最小二乘法對油膜壓力進行擬合,濾掉其高頻振動,經(jīng)傅里葉變
3、換后,其200Hz-400Hz處與實驗不符,所以本論文對腔體的振動響應的計算考慮了油膜壓力的高頻部分。將400Hz以內(nèi)腔體的振動響應與實驗進行對比,其理論計算結果與實驗數(shù)據(jù)基本符合,可間接證明整個頻帶內(nèi)的計算符合實際情況。由于油膜壓力頻帶較寬,激起了腔體的前14階共振模態(tài),所以腔體的振動較大。以計算得到的腔體的振動響應為邊界條件,運用邊界元方法,計算得到了腔體的輻射噪聲。通過改變油膜間隙的大小,對油膜壓力進行調整改進,減小其幅值并穩(wěn)定其
4、波動量,從而減小腔體的振動。
根據(jù)VRD16旋片泵的結構,計算了壓縮腔面積、入口壓力、排氣速度等參數(shù),并以此作為流場分析的邊界條件。運用大渦模擬方法對VRD16旋片泵排氣腔流場進行計算,得到排氣腔內(nèi)流場的壓力、速度等參數(shù)。將排氣腔內(nèi)的壁面壓力進行傅立葉變換,生成偶極子噪聲源,運用聲學有限元方法和LMS Virtual.Lab軟件中AML技術計算排氣腔遠場噪聲。經(jīng)對比,在2500Hz以下高真空腔內(nèi)的氣動噪聲明顯高于低真空腔內(nèi)的氣
5、動噪聲,而在2500Hz以上,兩腔內(nèi)氣動噪聲值相差不是很大。通過對擋油罩內(nèi)的流場進行分析,得出其由于壁面波動而引起較多漩渦,所以將擋油罩內(nèi)流道進行了優(yōu)化改進,改進后部分監(jiān)測點的壓力波動明顯降低,經(jīng)計算得到,高真空區(qū)域場點聲功率級平均降低7.70dB,低真空區(qū)域場點聲功率級平均降低6.92dB,高真空區(qū)域監(jiān)測點Field Point聲壓級平均降低8.72dB,低真空區(qū)域監(jiān)測點Field Point聲壓級平均降低7.83dB。通過增加排氣口
6、的方法,對高真空腔流道進行改進,經(jīng)計算高真空腔內(nèi)氣動噪聲有明顯的降低,場點聲功率級平均降低31.62dB,監(jiān)測點Field Point聲壓級平均降低31.33dB。
運用流固耦合技術,對擋油罩和限位板的振動響應和輻射噪聲進行了計算,得到了擋油罩和限位板的振動響應,其振動位移和速度在某一恒定值附近振蕩,所以擋油罩和限位板的振動呈收斂狀態(tài),即最終擋油罩和限位板在氣流的作用下發(fā)生靜變形,所以由氣體壓力引起的固體振動和輻射噪聲并不大。
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