【摘 要】
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伺服电机泵（Servo-Motor-Pump,SMP）不仅是电静压伺服（Electro-Hydrostatic Actuator,EHA）系统的动力源,也是系统的振动源。电机泵的流量脉动与系统阻抗结合后会产生压力脉动,引起系统的结构振动与辐射噪声,限制了电静压伺服产品在舰船领域的应用。本课题从结构设计角度出发,重点研究双齿轮泵错相位并联对于流量脉动的抑制。调研了电静压伺服系统（EHA）的研究现状,
【基金项目】
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舰船电静压（Electro-Hydrostatic Actuator,EHA）操舵装置的减振降噪技术攻关项目；
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伺服电机泵（Servo-Motor-Pump,SMP）不仅是电静压伺服（Electro-Hydrostatic Actuator,EHA）系统的动力源,也是系统的振动源。电机泵的流量脉动与系统阻抗结合后会产生压力脉动,引起系统的结构振动与辐射噪声,限制了电静压伺服产品在舰船领域的应用。本课题从结构设计角度出发,重点研究双齿轮泵错相位并联对于流量脉动的抑制。调研了电静压伺服系统（EHA）的研究现状,指出EHA在舰船领域的工程应用较少。对比分析了EHA不同种类液压泵的优点和缺点,得出直线共轭内啮合齿轮泵是电静压操舵系统的理想动力源。梳理了抑制液压泵流量脉动的研究方法,确定采用双齿轮泵错相位并联的方案来减小电机泵的流量脉动。建立了双泵电静压系统模型,得出电机泵是系统振动噪声的主要来源。采用“一台电机同轴驱动两个液压泵”的方案,通过花键连接两个相同的直线共轭内啮合齿轮泵,建立并联齿轮泵的电机泵模型,提出了花键错齿安装的转位角调整策略。采用“齿廓法线法”推导了内外齿轮的齿廓方程,并利用Creo对齿轮泵进行结构建模。采用扫过面积法建立了单个直线共轭内啮合齿轮泵与并联齿轮泵的流量脉动计算方法,采用Matlab绘制了单个齿轮泵与并联齿轮泵的瞬时流量曲线。分析得出齿轮泵旋转一周的流量脉动周期数与主齿轮的齿数相等;两个齿轮泵分别错开1/4和1/2个周期安装,流量脉动分别可以降低38.73%与75.56%。采用Pumplinx仿真分析了单个齿轮泵与并联齿轮泵流量脉动的影响因素。仿真结果表明,两个齿轮泵分别错开1/4和1/2个周期安装,流量脉动分别可以降低31.26%与65.89%;随着转速增大,单个齿轮泵与并联齿轮泵的瞬时流量最值,平均瞬时流量及流量脉动值不断增大,流量脉动率不断减小;随着工作压力增大,单个齿轮泵与并联齿轮泵的瞬时流量最值与平均瞬时流量不断减小,流量脉动值与流量脉动率不断增大。按照《ISO10767-2液压系统—系统和元件产生的压力脉动的测定》标准设计了不同工况的实验工装,搭建了压力脉动测试实验平台,进行实验研究。实验结果表明,两个齿轮泵分别错开1/4和1/2个周期安装,压力脉动分别降低34.50%与67.96%,流量脉动分别降低36.39%与68.92%;随着工作压力增大,并联齿轮泵的瞬时流量最值与平均瞬时流量不断减小,流量脉动值与流量脉动率不断增大。
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