往复泥浆泵减振降噪技术研究与应用

摘要

泥浆泵减震降噪技术的研究与应用，可以节省能源，降低能耗，提高泥浆泵机械效率，并且间接的提高了轴承、齿轮、活塞、活塞缸等易损件的寿命，最终提高泥浆泵的寿命。同时可以改善劳动者的工作环境。BW-250型泥浆泵在工作中出现许多问题，其中易损件寿命短，振动及噪音大是其主要问题。振动大也是造成易损件寿命短的原因之一，所以减低BW-250型泥浆泵的振动与噪音是解决其质量问题的关键，所以我以泥浆泵减震降噪技术研究与应用作为课题研究对象。
　　 本文从泥浆泵振动与噪音控制机理分析，分别从初级声场和次级声场两方面着手，减小泥浆泵的振动、降低泥浆泵的噪音，减少能量消耗。初级声场主要放在齿轮传动系统中，分析振动与噪音产生机理，建立了齿轮机构与曲折机构的振动模型，建立其振动方程，使用Kato公式进一步对分析各参数对齿轮机构噪音的影响，求得齿轮各参数对齿轮传动噪音的影响曲线，对齿轮参数进行优化设计，从而在次级声场降低泥浆泵的振动与噪音。
　　 次级声场主要放在泵壳固有频率的分析和优化设计方面。分析泥浆泵振动与噪音相应机理，对活塞泵噪声与振动实验，根据泵的噪声频谱和振动频谱得到泥浆泵激振源频率，得出泥浆泵在其工作转速950r/min时，振动烈度与噪音声压级最大，存在一个高阶峰值频率值为348Hz左右。从实验测量结果，可初步推断泥浆泵在正常工作转速950r/min下，激振频率与泥浆泵泵壳的固有频率接近，产生共振现象，因此出现振动烈度与噪音声压级大的现象。然后利用Pro/E软件及有限元软件ANSYS，对泵体进行优化设计和有限元分析。对泵壳结构进行计算模态分析后，得出原壳体的固有频率值，验证了泥浆泵的正常工作转速时，激振源频率与壳体固有频率存在相近的情况，从而引发共振现象的结论。为避免共振现象，采用内、外壁增设加强筋方案，并对尖角部位进行圆整，优化了壳体的结构，提高壳体结构刚度，利用有限元技术，再对优化后的泵壳模型进行计算模态分析，分析结果表明优化后的泵壳固有频率值与激振源的频率值能够在一定程度上错开，避免了共振，实现了对BW-250型泥浆泵减振降噪技术的研究目的。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 噪声和振动污染的危害

1.2 往复活塞泵减振降噪技术研究概况

1.3 BW-250型泥浆泵介绍

1.4 课题的研究意义及研究内容

1.4.1 课题的研究意义

1.4.2 课题的研究内容

1.4.3 文献综述

第二章 往复活塞泵初级声场机理分析与优化设计

2.1 往复泥浆泵振动产生机理分析

2.1.1 泥浆泵振动源分析

2.1.2 泥浆泵齿轮减速系统振动原理分析

2.1.3 泥浆泵齿轮减速系统振动控制分析

2.1.4 影响齿轮传动噪音因素分析

2.1.5 泥浆泵齿轮减速系统优化设计方案

2.2 泥浆泵曲轴运动机构运动分析

2.2.1 泥浆泵曲轴传动系统运动分析

2.2.2 泥浆泵曲轴传动振动系统分析

2.3 本章小结

第三章 BW-250型泥浆泵噪声与振动频率分析

3.1 泥浆泵结构振动响应机理

3.2 泵壳表面声辐射分析

3.3 泥浆泵噪声测试实验

3.4 泥浆泵振动测试实验

3.3 本章小结

第四章 泵体固有频率分析及结构优化设计

4.1 结构动态分析中的有限元法

4.2 原泥浆泵泵壳的计算模态分析

4.2.1 ANSYS软件简介

4.2.2 建立泥浆泵泵壳有限元模型

4.2.3 泥浆泵原泵壳计算模态分析

4.3 新泵壳的计算模态分析

4.3.1 新泵壳的结构优化设计

4.3.2 新泵壳的计算模态分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文