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装备及自动化2025年第7期总第244期造纸装备及材料

文章编号：2096-3092（2025）07-0016-03

管道式水泵气囊减振系统设计及模拟分析*

张稚婕，赵颖，赵尹，张子璇，邓军※

南京师范大学中北学院，江苏镇江212003

摘要：针对某型管道式水泵运行时振动传递显著的工式水泵的减振气囊进行设计，提出了采用刚性支撑柱

程难题，文章提出一种刚柔耦合复合减振方案——以和减振气囊协同减振的方案，通过仿真和有限元分析

刚性支撑柱构建稳定力学框架，结合环形支撑气囊实验证了减振系统的有效性，这为工程实践提供了重要

现柔性隔振，通过结构参数优化形成刚柔互补的减振指导意义。

体系。研究建立水泵及其减振系统的三维模型，利用

多体动力学分析软件ADAMS进行虚拟样机仿真，分1管道式水泵气囊减振系统设计

析了水泵在750r/min额定转速下的振动响应及减振

效果。结果表明，减振系统能够有效控制泵芯振动位1.1总体方案设计

移，降低水泵的振动水平，达到了设计要求，有效抑减振系统总框架如图1所示，依据泵组整体减振

制了水泵运行时的结构振动与噪声辐射，验证了复合要求，泵体不设中间支撑底座，只有由前后法兰悬挂。

减振方案在低频隔振与高频缓冲方面的协同优势，为确定减振机构由橡胶挠性接管连接内壳体与电机壳体

管道式水泵减振设计提供了创新思路与工程参考。并承受流体内压，内外壳体之间安装气囊实现减振和

关键词：管道式水泵；气囊减振系统；减振模拟分析中心调节的基本方案。根据泵体尺寸和挠性接管尺寸

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分类号：；

要求，确定挠性接管里端与外壳体固接，外端用刚性

杆与内壳体相接并周向分布3个由金属基座圈连为一

随着工业技术的不断发展，船舶系统对振动噪声体的解决方案[6]。减振系统分为泵体前后两组，如每

要求日益严格，对船用配套设备的振动指标要求也越组在基座圈与外基座圈之间周向布置6个减振气囊，

来越严格。水泵机组在舰船系统中属于常开设备，并外基圈与泵外壳体固连，可调整每个气囊在泵内外壳

且该型设备也是船舶中的主要振源之一[1-3]。若水泵长体之间的支撑力，通过研制气囊控制策略来实现对泵

期处于振动过大的状态，一方面会导致水泵底座或者内壳体的姿态调节。

与其相连的电机基座地脚螺栓预紧力逐渐减小甚至松

动；另一方面现在大部分水泵使用的是机械密封，振动

长时间超标有可能逐步导致机械密封的动静环之间旋

转摩擦产生的磨损加剧，长久以往会加速密封的失效[4]。

减振系统中的刚性支撑柱是支撑泵组重力和惯性

力的主要零部件，对其控制必须以保证轴系运行安全

为前提，致使控制系统刚度不能过低，低频减振效果

有限，这也是减振降噪领域需突破的关键技术之一[5]。

（a）前后两组泵体（b）气囊与减振器内、外支撑环

因此，设计一套高效的减振系统对于提高水泵的运行

1—外支撑外圈；2—外支撑内圈；3—气囊；4—挠性接管；

稳定性和延长设备寿命具有重要意义。文章针对管道

5—封盖；6—内支撑环；7—刚性支撑柱。

图1减振系统总框架示意图

*基金项目：

南京师范大学中北学院科研机构资助项目“能源互联网

研究所”（161121100189）；南京师范大学中北学院大纵向振动传递路径为“泵体→刚性支撑柱→支撑

学生创新创业项目“