高粘度輸送泵流體噪聲的研究現(xiàn)狀和發(fā)展概況

從心理角度講，噪聲是人們所討厭的聲音，不管什么樣的聲音，只要高粘度三螺桿泵對人的生活、工作、學習和休息帶來了妨礙和干擾，就可以稱之為噪聲。從物理性質(zhì)上講，噪聲是指聲強和頻率的變化均無規(guī)律、雜亂無章的聲音。隨著人類保護環(huán)境的意識不斷提高，噪聲日益受到人們的重視，噪聲污染同大氣污染和水污染同時被列為當代世界的三大污染，并對社會效益產(chǎn)生著巨大的影響。
按照起源的不同，噪聲可分為：流體噪聲、機械噪聲和電磁噪聲。液壓元件的噪聲主要包括流體噪聲和機械噪聲。流體噪聲是由于流體質(zhì)點振動而產(chǎn)生的。當流體中有了渦流或發(fā)生了壓力突變等情況，就會引起流體的擾動，由于流體的擾動而產(chǎn)生的噪聲就是流體噪聲。機械噪聲是由于固體振動而產(chǎn)生的，主要是由于零件之間產(chǎn)生接觸、撞擊和振動引起的。如當液壓泵、液壓馬達不平衡旋轉(zhuǎn)時就會產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動，產(chǎn)生噪聲。這種振動傳到油箱和管路還會發(fā)出很大的聲響。
在液壓元件和液壓系統(tǒng)中，流體噪聲占相當大的比例，一般被認為是主要的噪聲源，同時，液壓泵被認為是液壓系統(tǒng)中的主要噪聲源，降低液壓泵的流體噪聲是整個液壓噪聲控制研究的。液壓泵的流體噪聲主要是由泵的壓力、流量的周期性變化以及配流沖擊和氣穴現(xiàn)象引起的。在高粘度瀝青保溫泵的吸油和壓油循環(huán)中，產(chǎn)生周期性的流量脈動，從而引起液壓振動，形成壓力脈動并經(jīng)出口傳播向整個系統(tǒng)。同時液壓回路的管道和閥類將液壓泵的壓力反射，在回路中產(chǎn)生波動，使泵產(chǎn)生共振，發(fā)出噪聲；另一方面，液壓系統(tǒng)中溶解了大約5%的空氣。當系統(tǒng)中的壓力因某種原因而低于空氣分離壓時，其中溶解于油中的氣體就地大量分離出來，形成氣泡。這些氣泡遇到高壓便被壓破，產(chǎn)生較強的液壓沖擊，從而產(chǎn)生噪聲。
高粘度泵產(chǎn)生噪聲的因素很多，歸納來說高粘度泵激發(fā)噪聲的主要原因為。
(1)高粘度泵流量脈動引起的壓力脈動，導致管道、泵殼振動，激發(fā)噪聲。這種振動有時還可能產(chǎn)生諧振，諧振頻率可以是流量脈動頻率的2-3倍或者大。泵的基體頻率及其諧振若和機械的或液壓的自然頻率相一致，則噪聲便增加。
(2)由于柱塞腔內(nèi)液體壓力的脈動或沖擊，引起泵內(nèi)作用力和力矩的脈動和突變，導致缸體、斜盤等部件的振動，從而激發(fā)噪聲。
(3)在吸油過程中或配流過程中，出現(xiàn)壓力過低產(chǎn)生氣穴的現(xiàn)象，氣泡到達高壓區(qū)發(fā)生氣蝕，激發(fā)噪聲。
(4)由于機械原因，如回轉(zhuǎn)件不平衡、軸承精度差、傳動軸安裝誤差過大、聯(lián)軸節(jié)偏斜、運動副之間的摩擦等，也會產(chǎn)生振動、激發(fā)噪聲。
高粘度泵噪聲概括起來可以劃分為流體噪聲和機械噪聲兩大類，其中前三種都屬于流體噪聲，第四種屬于機械噪聲，流體噪聲是泵產(chǎn)生噪聲的主要組成部分，也是高粘度泵降噪研究的重要內(nèi)容之一。
高粘度螺桿泵的流體噪聲是指其工作過程中產(chǎn)生壓力沖擊和流量脈動，引起相連液壓元件如油管、液壓閥、油缸等振動產(chǎn)生的噪聲。流體噪聲與柱塞腔壓力急劇變化密切相關，對高粘度泵配流過程中柱塞腔壓力瞬時的變化過程深入了解，關于柱塞腔壓力瞬變過程數(shù)學模型及測試是這類研究的關鍵。流量脈動是公認的高粘度泵流體噪聲的主要成因之一，通過對流量脈動的測試，結(jié)合理論分析泵內(nèi)部結(jié)構參數(shù)對噪聲的影響，尋找降低流體噪聲的機理是另一個研究。高粘度泵結(jié)構決定了流量脈動是泵的固有特性，由于軸向高粘度泵有多個柱塞同時處于排油腔和進油腔，所以泵的瞬時流量為同一瞬時所有處于排油腔柱塞的瞬時流量之和，即高粘度泵的輸出流量是各個柱塞半正弦流量的疊加。對于不同柱塞數(shù)目的液壓泵，均有相應的固有流量脈動。由于高粘度泵的流量脈動勢必會引起泵出口及管路的壓力脈動，并傳播到整個系統(tǒng)，同時產(chǎn)生流體噪聲。