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液压泵气蚀初生现象
作者:管理员    发布于:2014-12-05 08:26:37    文字:【】【】【

  对以海水泵为工作介质的液压泵气蚀初生现象进行了实验研究,给出了实验方法及测试数据,并在对数据进行分析的基础上得出判别气蚀初生的准则。

  气蚀是液压系统、元件失效的根本性原因之一。因此,对已发生的气蚀现象进行诊断是非常重要的,但如能找到气蚀发生的临界点,即初生点,对防止液压系统和元件发生气蚀则具有更加重要的意义。目前,液压技术一个新的发展方向是用水,甚至是海水作为液压系统的工作介质,而水的理化性能与矿物油相比,存在很大差异。水的汽化压力高:液压油高数千倍,所以特别容易产生气蚀。此外,在水中容易溶解和混入多种气体,这也是导致气蚀发生的重要原因。本文对海水泵产生气蚀的规律及气蚀初生诊断进行实验研究。

  1海水泵气蚀实验分析1.1实验系统海水泵实验是在自行研制的海水泵实验台上进行的。实验系统所用介质是根据美国标准ASTMD-1142-52配制的人造海水。实验系统原理泵的出口处安装有压力传感器7,监测泵的出口压力脉动。泵壳的轴向和径向分别安装一只加速度传感器10,用以测量泵振动引起壳体振动的变化情况。

  节流阀6作为泵的加载阀使用。流量计15,用于测量泵的输出流量。把采集的压力、加速度、流量等信号通过滤波、放大后,经A/D转换送入计算机存储,以备对信号进一步处理。同时,把这些信号送入示波器进行现场监视;并送入DF4074W频谱分析仪进行在线处理。实验中被试泵为新研制的海水泵。它是一个阀配流式轴向柱塞泵,排量为80mL/h,工作压力为6.3MPa,用海水作其工作介质。

  1.2实验数据处理根据泵的结构分析,海水泵气蚀实验拟定对压力脉动信号观察频率为1kHz以内,振动信号观察频率为5kHz以内。选泵转速为800r/min,泵出口压力为2.0MPa时的数据进行分析。分析中用下述三个特征量描述泵的气蚀状态,即其中,ST为时域信号方差;_为信号x(t)的均值;S,S1分别为低频带(对于压力脉动信号为(0~(对于压力脉动信号为(100~300)Hz,对振信号为为感兴趣的频率;对应的功率谱幅值;N,N分别为低、高频率带上频率个数。

  1.3实验结论1)泵入口真空度的增加,将导致压力信号脉动时域特征量(ST)的增加。随着泵入口真空度P从0MPa变化到0.066MPa时,泵出口压力脉动时域特征量ST从0.172增大到0.216.若设泵入口真空度变化,引起泵容积效率下降1时,为泵气蚀初生点,则泵气蚀初生ST增加了5.4;

  2)泵入口真空度的增加,将导致压力脉动信号频域特征量(S)的增加。随泵入口真空度P159,气蚀初生时,S增博山清水泵加了10.1.

  3)泵入口真空度的增加,将导致压力脉动信号频域特征量(S1)呈先下降后上升趋势。变为0.066MPa时,特征量S1先从1.814下降为1.034(气蚀云吸收高频能量),然后又回升为1.710(气蚀严重时,高频能量增加)。

  4)泵内泄增加,压力脉动信号时域特征量(ST)变化不大。

  5)泵内泄增加,压力脉动信号频域特征量(S)显著增加。

  6)泵内泄增加,压力脉动信号频域特征量(S1)呈不显著下降趋势。

  81时,S1下降4.5(内泄对高频能量无吸收作7)压力脉动信号时域特征量(ST)对泵气蚀初生反应敏感;对泵内泄增加几乎没有响应。

  8)压力脉动信号频域特征量(S)对泵气蚀和内泄都敏感;而特征量(S1)对泵气蚀和内泄反应不同。

  9)泵壳振动信号对泵气蚀反应不敏感。

  无论是轴向,还是径向加速度信号对气蚀发生的反应都滞后于压力脉动信号,但轴向振动信号较径向振动信号对气蚀的反映灵敏些。因此,用振动信号判别气蚀,不能做到早期识别的目的。

  2结论本文在对海水泵气蚀初生实验方法及实验测试数据进行深入分析后,得出了判别海水泵气蚀初生的基本准则。实验表明同样的特征表达对以油作为传动介质的液压泵气蚀初生现象的判断也是有效的。

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