抽油机减速器阻尼降噪法

抽油机减速器阻尼降噪法 1 , 第22卷第4期抽油机减速器阻尼降噪法 控制齿轮噪声.其原理是使齿轮的阻尼效应 加强,减缓振动,从而降低噪声这种方法 目前国内,外已开始应用,并取得一定的效 果. 阻尼处理的方法有许多种.例如:在齿 轮体上附加弹性阻尼材料,齿轮体采用高阻 尼合金材料,采用附加减振阻尼环|在齿轮 端面涂橡胶或在端面开槽灌注弹性材料等. 这些方法对降低齿轮噪声都能起到一定的作 用. 根据抽油机城速器的特点,可选用附加 减噪阻尼环的方法.由于这种方法工艺简 单,加工方便,而且成本较低,所以很赁合 在抽油机上使用.齿轮采用这种方法后,相 当于在齿轮上附加了一个动力减振器.这种 弹性阻尼材料不但能吸收一部分声崩,而且 还能够阻断声的传播途径.上文已述,在齿 轮传动过程中齿轮会受到脉动和啮合等冲 击,而冲击必然使系统生振动.如果在齿 轮体上加入一个阻尼环,由于阻尼环与齿轮 轮体的振动相位不同,使阻尼环与轮体之间 产生相对滑动面出现摩擦阻尼,消耗了振 动的能量,从而降低齿轮的噪声.图1是一 种齿轮降噪阻尼环,图2是这种阻尼环在齿 轮上的安装情况.使用过程中阻尼环可以用 嵌装,点焊式粘接的方式装配在齿轮体的环 形槽内. 围! 图I 圈3a是将在齿轮上加阻尼环的系统简化 为一个具有粘性阻尼系数为C(kgf.s/cm) 的有阻尼动力减振器的动力模型.下面讨论 阻尼环对齿轮振动的影响【2】. 该动力模型的受力如图3b所示.假设阻 尼为牯性阻尼,所以阻尼力的大小与两质量 的相对速度成正比.即,=X:一X1),其 方向与相对速度方向相反.mt,:分别示 齿轮和轴系统与阻尼环的质量(kg)IK., z为两者的刚度(kgf/cm);X.,X为两者 的位移(m);XI,为两者的速度(m/s)| Fisln(~t)为激振力(kgf);Xl,2为两者 的加逮度(m/s). (a) Fs;n?, 置-z C(l—】) 卜肌一 Cb) 固3 根据牛顿定律有【2】 ??? fmiXi=C(X2一X1)一ii J4-2(X2一Xi)+Flsin(f) j.... 2X2=一C(Xj—Xi 一2(X2一X1) (1) 将激振力改写为F一日,只考虑稳态振 动,设方程组的特解为 XlI(‘‘‘‘ X:2’’’’’ 式中B.——齿轮和轴系统的振幅,I11 2——阻尼环的振幅,I11 现引入下列符号, = Ft/t表示齿轮与轴系统在激振力 ,. ? I_? ?34石油矿场机帔1?93年 幅值F一的静力作用下产生的静变形,m. ?..l=K,/m,表示齿轮与轴系统 的固有角频率,r&d/s. 0.z=Kz/m表示阻尼环的固有 角频率rad/s. 口:?.z,..表示阻尼环和齿轮与轴数. 图4是=l/2O,口:l的振幅频率响 应曲线. 图4 对幅频响应曲线分析如下 (1)当=0时 Bl一 =2)2)二 这相当于授有阻尼时受迫振动的情况 (在图4中以虚线表示). (2)当:..时 争=?丁古 表示阻尼环质量与齿枯和轴的质量刚性 连接在一起,这相当于一个无胆尼单自由度 系统的受迫振动情况(在图4中也用虚线表 示). (2) (3)=O.10和=0.32时 如图4中的实线.表示阻尼对受迫振动 振幅的影响. 所以在齿轮上加入阻尼环之后,由于阻 尼的影响降低了由于冲击而产生的振动振 幅,从而消耗了振动的韶量,降低了齿轮噪 声 三,阻尼环在减速器上的应用 根据目前使用的抽油机减速器情况,被 动轴齿轮由于转速较低,阻尼环的影响很 小,起不到降噪效果.主动齿轮虽然转速较 高,但由于轴和齿轮是一体,振动较小,也 授有必要采用阻尼环.如果将阻尼环装在中 间轴的左,右旋齿轮上,可以得到较好的效 果. 如何选择阻尼环的参数对降低噪声有很 大的影响.根据计算,B/6=1+2/?时 阻尼环的减振效果较好.因为=m,/m2, 所以,阻尼环的质量越大,对降低噪声就越 有利.而阻尼环的大小由于受齿轮大小的限 制,所以阻尼环最好选用比重较大的材料制 造,但也要考虑材料阻尼系数的大小来进行 综合选用.具体采用什么材料,可通过试验 进行优选.对于阻尼环的最佳阻尼比,根据计 算可按|:3a/C8(1).]选择. 另外,阻尼环与齿轮的配合松紧程度对 r ,《 ““?:: 馨鞲皇}l# , , 第22卷第4期抽油机减速器阻尼降噪法 减小振动,降低噪声也有较大影响.配台过 紧,则阻尼环与齿轮和轴系统成为一体,两 者的质量刚性连接在一起,此时=..,如 图4中的虚线所示,不能达到衰减振动的作 用J若两者配台过橙,砌摩擦力太小,也达 不到预期效果.阻尼环与齿轮配合的松紧程 度也可通过试验的方法确定. 采用阻尼环控制抽油机减速器噪声的工 艺简单,效果较好.我们在CYJ10—3-53HB 型抽油机减速器上傲了初步试验.其方法是 在减速器的左右旋齿轮上加装4个阻尼环, 每个齿轮的左右两侧各一个,在抽油机型式 试验时进行对比.试验参数为:冲程3m, 冲次10rain,,悬点载荷100kN.经测试, 未加阻尼环前整机噪声为85dB(A),装阻尼 环后抽油机的整机噪声为83dB(A).由于条 件所限,未作进一步的试验,特别是阻尼环 的材料选择,结构形式等还有待今后进一步 地做工作.在台理地选择阻尼环的情况下可 使齿轮的阻尼系数增大1O特左右,使齿轮噪 声降低5dB(A)以上. 参考文越 l太原工学院齿轮研究室主编.圆弧齿轮.北 京l机械工业出版社,.19B2. 2张景绘等.机械振动一一理论及应用.北京: 国防工业出版扯4986..一 (收稿日期:1993-02-30) 【书讯】 《石油专用管》论文集(第6期),是主要反映近两年来我 国石油管材领域内试验研究工作的综合性文集.内容包括石油管 材质量监督检验,失效分析,科研论文,出国考察等.该论 文集内容丰富,具有较高的参考价值,不但是石油,机械制造, 冶金等系统各类技术人员的重要参考书,而且是各图书,科技信 息机构收藏的重要资料.该书由中国石油天然气总公司石油管材 研究中心编审,陕西科学技术出版社出版发行. 需要者,请与石油管材研究中心科技信息与化研究宣联 系. 地址:陕西省宝鸡市东风路2号,邮政编码:721002 电话:(0917)212250或215599—802联系人:贾立仁