斜盘式轴向柱塞泵后壳体机械振动传递路径研究

大学Maing N D等[5]在研究串联式轴向柱塞泵传动轴转矩波动时发现，当转位角为10°时，串联式九柱塞轴向柱塞泵传动轴转矩波动明显减小。普渡大学的Monika教授对轴向柱塞泵缸体和柱塞之间的油膜特性行了研究，得到了机械振动引起的油膜热传递和热变形的变化规律[6]。浙江大学杨华勇院士和徐兵教授进行了轴向柱塞泵振动实验，证明柱塞泵的主要激振源是“斜盘变量机构”，以及配油盘困油区流量倒灌与压力冲击[79]。燕山大学的权凌霄等对轴向柱塞泵振动进行分析，指出其振动的最终受体是泵壳[10]。这些研究工作对揭示轴向柱塞泵振动机理具有重要意义，为其减振降噪提供了理论依据。

采用振动传递路径方法分析复杂机械结构件振动传递规律，能够得到各传递路径的传递率，量化分析传递路径的贡献度，因此，在很多领域得到了广泛应用。比利时的Janssens K[11]等提出了参数化传递路径模型，采用数学方法消除测试时的信噪干扰，大大提高了模型精度。荷兰的De Klerk D和Rixen D[12]提出了一种分量传递路径分析方法，采用互易性矩阵来对模型进行补充，通过分析子系统激励源振动传递计算系统总响应，并在实验台上进行了模型验证。东北大学张义民教授对振动传递路径基础理论研究较为深入，他通过时域内振动传递路径系统随机响应分析，更好地解决了不确定振动传递路径的问题[13]；提出了路径传递度的新概念，解决了时/频域内振动与噪声传递路径传递概率的度量问题[1415]；此外，在动态灵敏度分析技术基础上，张教授提出一种有效的方法来评估各传递路径上参数和非线性刚度的变化对振动受体动态响应的影响[16]。液压传动领域，悉尼科技大学的Zhang Tianxiao和Zhang Nong建立了液压泵两自由度振动模型，得到了液压泵振型和稳态响应，并通过数值模拟得到泵的动态响应[17]。

第4期权凌霄，等： 斜盘式轴向柱塞泵后壳体机械振动传递路径研究振 动 工 程 学 报第30卷通常，所研究的轴向柱塞泵具有前壳体、中壳体和后壳体三个振动最终受体，本文以后壳体为振动最终受体，采用振动传递路径方法建立泵机械振动向后壳体传递的路径模型；分别用数值模拟及实验方法确定模型参数，然后采用MATLAB编程求解该模型；分析两条主要传递路径的贡献度，辨识出主要传递路径；最后，对其进行实验验证。研究工作对揭示轴向柱塞泵振动传递规律提供了一个新思路，研究成果为轴向柱塞泵振动控制提供一定的理论依据。

1斜盘式轴向柱塞泵机械振动动力学方程1.1斜盘式轴向柱塞泵机械振动传递路径物理模型斜盘式轴向柱塞泵是一类常见的柱塞泵，本文以PCY25型斜盘式轴向柱塞泵为研究对象，研究泵内机械振动的传递问题。由于该泵传动轴与缸体之间为过盈配合，且柱塞滑靴组件位于缸体的柱塞腔内，因此，将传动轴、缸体和柱塞滑靴组件视为一个刚性体，该旋转体即为转子系统。图1所示为该泵的机械结构图，其振动产生及传递过程具有如下几个特点：

图1轴向柱塞泵机械振动传递路径示意图

Fig.1Axial piston pump mechanical vibration transfer path1.转子系统是机械振动产生的主振源。转子系统转动时，传动轴、缸体和柱塞滑靴组件的自激振动，以及这些零部件与相接触部件之间的相互作用，都是机械振动的激励源。

2.泵壳是机械振动最终受体。该泵采用高强螺栓将前壳体与钟形罩紧固连接，如认为泵的安装为完全固支，泵壳则是最终振动受体，但是三个壳体受到的振动会相互叠加作用。

3.后壳體振动最为复杂且剧烈。由安装方式可以看出，整泵振动结构为悬臂梁结构，其主振型为垂直于轴向的上下左右摆动，此外，其他两个壳体承受的振动也会叠加作用到后壳体上。

推荐访问： 壳体 振动 路径 轴向 盘式