制造工程设计J ” I"ngineeringOesign【
浮 力 调 节 海 水 液 压 泵 振 动 噪 声 研 究
Study on the Vibration Noise of Buoyancy Regulation Seawater Hydraulic Pump
邵 德 伟
(中国核工业二三建设有限公司，北京 101300)
SHAO De．wei
(ChinaNuclearIndustry23ConstructionCo．Ltd．，Beijing 101300，China)
【摘 要】在航海事业中，潜水器在大海洋深度环境工作中，会在诸多因素的影响下，导致浮力和重力产生一定的动态变化。这种现
象的出现，时潜水作业具有较大的影响。为此，论文对浮力调节海水液压泵展开分析，同时，重点研究浮力调节海水液压泵的振动噪
声控制。
【Abstract]Undertheinfluenceofmanyfactors，the submersiblewill causeacertaindynamic changeinbuoyancyandgravity．Theappearance
ofthis phenomenon has a great influence on the aquanaut work．For this purpose，this paper firstly analyzes the buoyancy regulation seawater
hydraulicpump．Atthe sametime，thevibrationnoisecontrolofthe seawaterhydraulicpumpismain1ystudied．
【关键词】浮力调节；液压泵；振动噪声
【Key3,'vords]buoyancyregulation；hydraulicpump；vibrationnoise
【中图分类号]TH137．51 【文献标志码】A 【文章编号】1007．9467(2018)09．0139．02
[DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．09．267
1 浮 力 调 节 海 水 液 压 泵
在航海领域的深海工作中，浮力调节海水液压泵是深海
装备的重要部分。加强对浮力调节海水液压泵的了解 ，对提高
深海工作水平有重要的作用。通过对海水液压泵的分析 ，可以
明确该液压泵的总体结构方案 ，是由阀配流油水分离式固定
间隙强制回程柱塞泵。图 1为浮力调节海水泵结构示意图，根
据图 1可知，其具有独立性的零部件 ，通常可以分为 1 1种。其
中，后端盖、压出阀、壳体 、主轴 、吸人阀等是突出该海水泵优
势的重要部件 。这种液压泵类型的优势 ，主要体现为 4点：
(1)结构简单 ，应用时具有一定的便捷性和快捷性川；(2)回程
可靠 ，能够在较短的时间内 ，实现稳定的回程 ；(3)自吸性能
好，能够提高自主吸收水平 ；(4)抗污染能力强，在深海工作中
不容易受到污染，具有环保特征。
在分析浮力调节海水液压泵时，掌握液压泵的工作原理
【作者简介1／~11德伟(1982～)，男，江苏盐城人，工程师，从事电力、石
化、环保工程施工管理及研究。
图 1 浮力调节海水泵结构示意图
l一后端盖；2一缸体；3一压出阀；4一柱塞套；5—壳体；6一柱塞
与滑靴组件；7一主轴；8—轴承；9一机械密封；lO一裸堵；1 l—吸入阀
尤为重要。通过分析可以明确，该液压泵在工作时 ，主要是在
电机的带动下，促进主轴旋转 ，柱塞在主轴旋转工作后，借助
斜盘的作用在缸体中完成往复性运动。斜盘在不停转动期
间，部分柱塞会借助连杆伸出缸孔。这种情况下的柱塞腔容
积明显增大 ，且其内部的海水压力显著降低。在这个压差的
影响下 ，海水经过吸入阀和进水口进入柱塞腔内，关闭压出
阀。浮力调节海水液压泵的阀配流与盘流相比 ，其容积效率
更高。
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l工程建设与设计 I Construction&m t
2 浮 力 调 节 海 水 液 压 泵 的 振 动 噪 声 控 制 分 析
2．1浮 力调 节海 水液压 泵 振动 噪声 的产生
在深海工作中，浮力调节海水液压泵的振动噪声产生的
原因相对较多。在对浮力调节海水液压泵的振动噪声进行有
效控制前，对其振动噪声的原因加以分析十分必要。浮力调节
海水液压泵振动噪声的原因包括 ：(1)液压泵的主轴以斜轴结
构为主，因此 ，在质量分布方面，其分布不是十分均匀，会在一
定程度上导致液压泵工作时出现不平衡现象，由此产生液压
泵振动和噪声；(2)液压力的径向一般是作用在斜盘上的，而
其径向分力呈现出周期变化的特点，这种周期性的变化也会
导致液压泵主轴轴系与斜盘之间产生振动和噪声；(3)在深海
中水的气化压力相对较高。在这种情况下，柱塞吸入行程时 ，
液压泵的管路和柱塞腔压力会明显低于水中空气的分离压 ，
从而导致液压泵出现气穴现象，在气穴的影响下产生气穴振
动和噪声。
2．2利 用壳 体实 现对 振动 噪声 的控制
控制浮力调节海水液压泵的噪声时 ，利用壳体实现对振
动噪声的有效控制尤为必要。图 2为海水液压泵振动的传递
路径图 ，根据图中内容可知，无论在哪种振动路径传递中，都
有壳体的参与。因此，能证实壳体是液压泵重要的噪声辐射
体。在控制海水液压泵时，可以通过对壳体的分析和了解，实
现对振动噪声的控制。
图 2 海水液压泵振动的传递路径图
表 1为液压泵柱塞泵不同材料和壁厚的模态分析 ，由于
本文主要研究的是柱塞泵的自由模态，因此，其前 6个阶段的
模态为 0。由表 1数据可以看出，若柱塞泵的壁厚增加，其壳体
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