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振动与冲击

第28卷第7期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK

恒压式径向柱塞泵定子的位移振动特性分析

周天悦，王存堂，顾建，陈俊强

(江苏大学机械工程学院，镇江212013)

摘要：恒压式径向柱塞泵的工作状态可分为恒流状态和恒压状态，而定子在这两个工作状态下表现出不同的振

动频率特性。首先建立了径向柱塞泵定子的动力学模型，然后对其在两个状态下的位移振动频率特性进行分析，并设计

振动测试装置对JB32H型径向柱塞泵定子的进行振动试验研究。分析及试验结果表明：无论在恒流状态还是在恒压状

态，定子振动具有周期性；由于恒压控制系统的作用，恒压状态下的位移振动频带要比恒流状态下的位移振动频带窄；在

恒压状态的频带范围内，恒流状态下的幅值要小于恒压状态下的幅值。研究的结果有助于柱塞泵的振动噪声控制。

关键词：位移振动特性；定子；径向柱塞泵

中图分类号：TH137．5文献标识码iA

径向柱塞泵作为液压系统中的动力元件，也是液子的直径而言比较微小，所以在建立径向柱塞泵振动

压系统中主要的振动和噪声源，它的运行状态往往直物理模型时可近似认为转子中心与定子中心重合。②

接影响到系统及元件可靠性及寿命等性能，其振动噪由于柱塞腔在吸油区为零压，在忽略柱塞滑靴组件离

声也会对周边环境产生不利影响。当前，泵的振动和心力的情况下可认为其不对定子的振动产生作用，由

噪声值是液压泵重要的质量评价指标。此可得出定子振动模型如图2所示。

径向柱塞泵的振动主要来自于流体振动和机械振

动。压力和流量的脉动，以及气穴均可导致流体振动，

而机械振动则包括轴承振动、元件安装和加工误差引

起的振动以及定子受到滑靴冲击而产生的振动。目前

国内外对柱塞泵振动的研究主要集中在柱塞泵的流体

振动方面¨“，如使配流轴在安装时相对于转子向压

油区方向旋转一个角度，并在配流轴吸油区和排油区

之间开设预升压槽和预降压槽等优化元件结构的方法

来控制困油及气穴引起的振动等，这些研究理论目前

1．恒压阀2．变量柱塞3．壳体4．定子

已经相对完善，但是对定子振动的研究尚待进一步探5．转子6．柱塞滑靴组件7．限位柱塞

索，而定子的振动也是径向柱塞泵产生振动噪声的主图1径向柱塞泵结构简图

要原因之一。因此，本文对径向柱塞泵定子的振动进图2中，k、为限位柱塞腔和变量柱塞腔的机

行了理论分析和试验研究，并得出了定子在恒流和恒液综合刚度，c、c为限位柱塞腔和变量柱塞腔的机

压状态下的振动特性，研究结果有助于柱塞泵的振动液综合阻尼；k、为柱塞腔油液和滑靴支承油膜刚

噪声控制。度；C、c为柱塞腔油液和滑靴支承油膜阻尼；m、m为

1径向柱塞泵定子振动的动力学方程柱塞滑靴组件以及定子的质量；为转子转速。

1．1径向柱塞泵定子的振动模型

径向柱塞泵结构如图1所示，定子和转子存在偏

心量，在转子以一定的角速度旋转时柱塞滑靴组件在

柱塞腔内作往复直线运动，并经配流轴完成吸油和排

油的过程。为了抽象出定子振动的物理模型现作如下

假设：①从定子振动的角度来看，由于偏心量相对于定

基金项目：国家科技支撑计划项目(2006BA11A03)

收稿日期：2008—07—28修改稿收到日期：2008—09—08

图2定子振动模型

第一作者周天悦男，博士生，1969年9月生