
計量泵振動機(jī)理分析和減振措施
作為往復(fù)泵的一個重要分支,就振動機(jī)理而 言,計量泵的機(jī)械傳動部件承受的載荷是交變的; 瞬時流量是脈動的;由于管內(nèi)流動液體的加速和 減速,引起了管路內(nèi)液體壓力的脈動;在節(jié)流部位 以及彎頭處,由于能力損失,不可避免的產(chǎn)生了液 體的沖擊。 壓力脈動和沖擊不僅引起振動并造成管路附 件的疲勞損壞、降低流量精度,而且會引發(fā)安全事 故。在大流量或長管線場合,計量泵所引起的振 動甚至?xí)斐晒に囅到y(tǒng)無法運行。 對引起計量泵振動的主要因素 (即振 源)加以分析,在此基礎(chǔ)上提出一些主動減振和 被動減振的方法或措施。 計量泵的結(jié)構(gòu)及原理典型的柱塞計量泵結(jié)構(gòu),電機(jī)通 過聯(lián)軸器驅(qū)動蝸桿 -蝸桿副,經(jīng)蝸輪蝸桿副換向并減速后帶動與蝸輪剛性連接的偏心輪一起旋 轉(zhuǎn)。偏心輪與連桿和十字頭組成的曲柄連桿滑塊 機(jī)構(gòu)將偏心輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^的往復(fù)直線運動。 計量泵結(jié)構(gòu)如圖 所示
計量泵的振動機(jī)理分析計量泵液力端常用單缸單作用結(jié)構(gòu),在流量 較大或要求流量脈動小的場合則采用雙缸和三缸 單作用結(jié)構(gòu)。在不考慮容積損失的情況下,泵在 每一瞬間排出的流量稱為理論瞬時流量,簡稱瞬 時流量。對于多缸多作用泵,總的瞬時流量等于 各個工作腔在同一瞬間的瞬時流量之和。 單缸單作用計量泵的瞬時流量 單缸單作用泵工作時,曲軸轉(zhuǎn)一圈,工作腔完 成吸入和排出各一次,瞬時流量為: q=Au=-rωAsinφ式中q———瞬時流量, m 3 /s A———活塞面積, m 瞬時流量周期為 2π; 在( 0, π)區(qū)間,計量泵 僅有液體吸入而無液體排出; 在(π, 2π)區(qū)間,計 量泵僅排出液體而無液體吸入。所以單缸單作用 泵的吸入管路及排出管路內(nèi)的瞬時流量是間隙和 脈動的。 雙缸單作用計量泵的瞬時流量 雙缸單作用計量泵運行時,兩計量泵的活塞 相位相差 180°,一臺計量泵吸入液體時,另一臺 計量泵排出液體。曲軸每轉(zhuǎn)一圈,吸入和排出液 體各兩次。 設(shè)兩缸的瞬時流量分別為 q 1、 q 2,則總的瞬 時流量: q=q 1 +q 2 =-[rωAsinφ+rωAsin(φ+π)] ( 6) 瞬時流量曲線如圖 所示。
計量泵減振降噪措施技術(shù)途徑 主動減振:通過改善泵的基本結(jié)構(gòu)或運行狀 態(tài),最大限度地控制振動源所產(chǎn)生的能量。 被動減振:采取適當(dāng)措施減小振源的強度或 阻斷振動傳播的途徑。 主動減振措施 對振動要求比較 高的系統(tǒng),應(yīng)優(yōu)先選用三缸計量泵,因其流量脈動 率之和(δ 1 +δ 2)僅為單缸泵的 4. 4%或雙缸泵的 8. 8%。流量脈動減小使得壓力脈動減小,振源能 量大幅降低。 另一方面,壓力脈動減小后,作用在活塞上的 作用力(即偏心輪的受力)的變化范圍相應(yīng)減小, 傳動端機(jī)械振動也將減小。 閥組結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計 一般選用球閥,在閥球直徑大約 38mm時,考 慮選用錐形閥或環(huán)形閥等。 閥組材料配對是影響閥組振動的另一個重要 因素。金屬 -非金屬材料組合較金屬 -金屬材料 組合在減振降噪方面有明顯的優(yōu)勢。 系統(tǒng)設(shè)計及其它 增加管道通徑降低流速,減少彎頭及管線長 度、增大彎頭半徑以降低能量損失,都能在一定程 度上減振;通過工藝措施提高零件的加工精度、 保證裝配質(zhì)量,提高軸承承載能力、改善傳動端摩 擦零部件潤滑狀態(tài)、增加散熱以降低油溫(控制 在 46℃以下)等都是減小振動的有效措施?!?/p> 被動減振措施)泵的進(jìn)出口管路上安裝緩沖系統(tǒng)吸收流 量和壓力脈動 必須要引起注意的是,緩沖系統(tǒng)的頻率特性 與緩沖罐的容積、充氣壓力及連接管路幾何參數(shù) 都相關(guān)。 (1)只有在緩沖系統(tǒng)的動態(tài)特性與計量泵 的動態(tài)特性(與計量泵轉(zhuǎn)速、出口壓力等相關(guān)) 相 互匹配才能取得最佳的減振效果。 ( 2)阻尼減振 系統(tǒng)共振振幅 H為: H= 1 a sEη (14) 式中 a s———比例系數(shù), m E———楊氏模量, Pa η———損耗因素, 1/N 為降低共振振幅,應(yīng)該選用高楊氏模量 E和 高損耗因素的材料。 ( 3)采用隔振墊、管路消聲器等。 實例分析 中石化某公司資源化重組項目中采用了甲酮 計量泵(型號為 J 6-DMF3000/10. 0 -BY-IV) 及 丙酮計量泵(型號為 J 6 -DMF2500/10. 0 -BYIV),均為單缸單作用隔膜計量泵,出口管線約有 80多米長。裝置建成試車時,泵及管線的振動很 大。雖然該公司采取措施對管線經(jīng)過了數(shù)次加 固,但其出口管線最大振幅仍在 10mm左右,無法 投料生產(chǎn)。 由于計量泵型號已經(jīng)選定,采用被動減振方 案比主動減振方案經(jīng)濟(jì)合理。在采集了現(xiàn)場泵及 管線系統(tǒng)的特征參數(shù)以后,對甲酮計量泵和丙酮 計量泵分別進(jìn)行了動態(tài)特性的匹配計算 ,設(shè)計 了出口緩沖系統(tǒng),配置可充氣的囊式緩沖罐,設(shè)定 其充氣壓力、緩沖罐入口與泵出口的距離等重要 參數(shù)。 要完全消除計量泵的流量脈動和柱塞力的交 變是不可能的,但通過理論分析和試驗驗證,采取 主動減振和被動減振的措施,使振動控制在規(guī)定 的范圍內(nèi)是完全可行的。 |
青島博朗特機(jī)械設(shè)備有限公司版權(quán)所有 | 關(guān)于我們 | 聯(lián)系方式 | 下載中心 | 資訊中心 | 在線反饋 | 行業(yè)常識 | 魯ICP備11028607號
青島博朗特機(jī)械設(shè)備有限公司專業(yè)代理:氣動隔膜泵、固瑞克氣動隔膜泵、Graco氣動隔膜泵、計量泵、日機(jī)裝計量泵、nikkiso計量泵等產(chǎn)品,歡迎來電咨詢!
Copyright ? 2011-2018 Qingdao Bright Mechanical Equipment Co.,Ltd. All rights reserved.