Причини и отстраняване на шума от хидравличната помпа: Диагностична диаграма, специфична за лопатковата помпа

Това ръководство е написано затехници по поддръжката, проектанти на хидравлични системи и служители по обществените поръчкикоито диагностицират шума на хидравлична помпа в лопаткова помпа и се нуждаят от един документ, който свързва вида на шума, основната причина, теста за проверка и решението в защитим диагностичен работен процес. Препоръките са извлечени от публикуванитеВътрелопаткова помпа Vickers VQспецификации иНФПА(Най-добри практики за измерване на шума на Националната асоциация за флуидна енергия) за промишлени хидравлични системи.

TL;DR — Диагностична снимка на шума на лопатковата помпа

• Пет вида шум:Непрекъснато хленчене, пулсиращо хленчене, чукане, високочестотно писукане (над 2 kHz) и съскане. Всяко от тях се свързва с малък брой причини.
• Седем коренни причини:Проникване на въздух (35%), кавитация (25%), износване на върха на лопатките (20%), повреда на лагер (10%), несъосност на вала (5%), запушване на смукателната линия (3%), вътрешен теч (2%).
• Диагностични инструменти:Стетоскоп за механик за идентифициране на шум, вакуумметър за проверка на смукателната линия, инфрачервен термометър за температура на лагерите, вибрационен анализатор за честотна идентификация.
• Фиксиране на очакванията:Успешният ремонт намалява нивото на шум с 5 до 15 dB(A) на 1 м свободно поле, което е разликата в чуваемия праг между нормална и износена помпа.
• Ремонт срещу подмяна:Износването на върха на лопатките може да се поправи чрез смяна на патрона; износването на лагерите обикновено изисква пълна смяна на помпата, тъй като лагерите не могат да се обслужват от потребителя при повечето конструкции на лопаткови помпи.

Това са заглавните редове. Останалата част от статията обяснява подробно всеки ред, с диагностичната диаграма, 12-редовата таблица със симптоми, причини, тестове и отстраняване, спецификацията за обществена поръчка за подмяна на Vickers VQ серия и критериите за вземане на решение за обществена поръчка за ремонт спрямо подмяна.

Петте вида шум, които произвежда лопатковата помпа

Лопатковата помпа произвежда пет разпознаваеми вида шум, като всеки от тях е свързан с малък брой коренни причини. Стетоскопът на механика, разположен върху корпуса на помпата, е основният диагностичен инструмент; шумомерът на 1 м свободно поле е вторичният инструмент. Честотният анализатор е третичният инструмент, който се използва, когато видът шум е неясен и коренната причина трябва да бъде потвърдена преди разглобяване.

Непрекъснато хленченее високочестотен тонален шум, който не се променя с налягането. Обикновено се причинява от проникване на въздух в смукателната линия или от износване на върха на лопатката, което произвежда високочестотна вибрация, когато износената лопатка преминава над ръба на пръстеновидния отвор. Диагностичният тест е да се измери нивото на шума с масло на максималната маркировка и отново с масло на минималната маркировка: ниво на шум, което спада с 3 до 5 dB(A) на максималната маркировка, е проникване на въздух, докато ниво на шум, което не се променя, е износване на лопатката.

Пулсиращо хленченее нискочестотен пулсиращ шум, който се увеличава и намалява със скоростта на вала на помпата. Обикновено се причинява от кавитация на смукателния отвор, която от своя страна се дължи на стеснен смукателен тръбопровод, ниско ниво на маслото или масло с нисък вискозитет при работна температура. Диагностичният тест е да се измери вакуумът на входа на помпата с вакуумметър; вакуум над 0,5 бара при номиналния дебит потвърждава кавитацията.

Чуканее дискретен ударен шум при скоростта на вала на помпата, причинен от удар на върховете на лопатките в пръстена под различен ъгъл от новите лопатки (износена лопатка) или от удар на ролките на лагера в дефект във вътрешния или външния пръстен (износен лагер). Диагностичният тест е да се измери честотата на детониране с вибрационен анализатор: детонирането на износените лопатки е при 1x скорост на вала (напр. 30 Hz при 1800 об/мин), докато детонирането на износения лагер е при честотата на дефекта на лагера, която обикновено е хармоник на скоростта на вала (напр. 120 Hz за лагер с честотно съотношение 4,0).

Високочестотен писъке тонален шум над 2 kHz, обикновено причинен от хлабина между лопатката и слота (лопатката е хлабава в слота и вибрира с висока честота) или от резонанс, пренасян от флуид във всмукателната линия. Диагностичният тест е да се слуша със стетоскопа на механика на смукателния фланец; скърцане, което се увеличава по височина при затягане на смукателния фланец, е резонанс на смукателната линия, докато скърцане, което е независимо от смукателния фланец, е хлабина между лопатката и слота.

Съсканее широколентов шум от корпуса на помпата, обикновено причинен от аерация на маслото вътре в помпата или от вътрешен теч през износено уплътнение или втулка. Диагностичният тест е да се постави стетоскопът на механика върху предния капак на помпата; съскане, което е най-силно при предния капак, е износено уплътнение на вала, докато съскане, което е равномерно около корпуса, е аерация.НФПАНай-добрите практики за измерване на шум документират тези пет вида шум в учебните материали за поддръжка на индустриални хидравлични системи.

Диагностична таблица — от симптом до причина, от тест за проверка до отстраняване

Това са публикуваните и наблюдавани редове в литературата за поддръжка на индустриални лопаткови помпи. 12-те реда обхващат приблизително 95% от оплакванията за шум от лопаткови помпи, с които техник по поддръжката ще се сблъска в типична индустриална среда, а диагностичният работен процес е един и същ, независимо от марката на помпата. Спецификацията за снабдяване с резервна помпа е вътрешнопластова помпа Vickers серия VQ от...Викс Хидравликс работен обем, съответстващ на съществуващата помпа (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ или 4535VQ), с 12-лопаткова конструкция за ниски пулсации на потока, хидравлично балансиране за дълъг експлоатационен живот и независим патрон за обслужване без сваляне на помпата от нейния монтаж.

Защо серията Vickers VQ е стандартният избор за резервна помпа

Вътрелопатковата помпа от серията Vickers VQ е стандартният заместител на износена лопаткова помпа в индустриална хидравлична система. 12-лопатковата конструкция осигурява ниска пулсация на потока (обикновено от 1 до 2 процента от номиналния поток), хидравлично балансиращата структура намалява контактното налягане между лопатките и статора, а независимата конструкция на патрона позволява обслужване без демонтиране на помпата от нейния монтаж. 12-те работни обема в серията VQ (от 20VQ до 4535VQ) покриват диапазона от 10 до 180 куб.см/оборот, което е типичният диапазон на работния обем за индустриални хидравлични системи в шприцване, инструментални машини, леене под налягане и металургично оборудване.

Хидравлично балансираната структура е ключовото техническо предимство. Небалансираната лопаткова помпа създава високо радиално натоварване върху вала, тъй като напорната страна на пръстена притиска ротора към статора, което е основен източник на износване и шум на лагерите. Хидравличният баланс от серията VQ намалява това радиално натоварване, като свързва напорната страна на пръстена със смукателната страна на пръстена чрез балансиращ канал, което изравнява налягането от двете страни на ротора. Резултатът е по-дълъг живот на лагера, по-тиха помпа и по-постоянна обемна ефективност през целия експлоатационен живот.

12-лопатковият дизайн е второто техническо предимство. 10-лопаткова помпа произвежда 10 пулсации на потока на оборот, докато 12-лопаткова помпа произвежда 12 пулсации на потока на оборот, всяка с по-малка амплитуда. По-ниската пулсация на потока означава по-малко шум на изпускателния отвор, по-малко пулсации на налягането в системата и по-малко вибрации в изпускателната линия. В машина за шприцване, по-ниската пулсация на потока се превръща директно в по-постоянно тегло на впръскваната смес и по-плътни технологични възможности.

Как да диагностицирате и поправите шумна лопаткова помпа - работен процес от шест стъпки

За техник по поддръжката, който диагностицира шума на хидравлична помпа в лопаткова помпа, диагностичният процес се свежда до шест стъпки. Изпълнете ги по ред и причината се идентифицира, а решението се прилага без ненужно разглобяване.

1. Определете вида на шума със стетоскоп или шумомер.Използвайте стетоскоп за механик върху корпуса на помпата или шумомер на 1 м свободно поле. Непрекъснатото виене е високочестотен тонален шум, който не се променя с налягането. Пулсиращото виене се повишава и спада при скоростта на вала на помпата. Чукането е дискретен ударен шум при скоростта на вала на помпата. Високочестотното скърцане е тонален шум над 2 kHz. Съскането е широколентов шум от корпуса на помпата.
2. Първо проверете състоянието на всмукателната линия.Затегнат смукателен тръбопровод или разхлабен смукателен фланец са причина за приблизително 60% от оплакванията от шум на лопатковите помпи. Проверете смукателния тръбопровод за прегъвания, ограничения или тръби с недостатъчен размер. Проверете смукателния фланец за правилен въртящ момент. Измерете вакуума на засмукването с манометър на входния отвор на помпата; вакуумът трябва да е под 0,5 бара при номиналния дебит.
3. Проверете състоянието на маслото и състоянието на обезвъздушителя.Проникването на въздух е втората най-честа причина за шум от лопатковата помпа. Проверете нивото на маслото в резервоара. Проверете смукателната линия за течове на въздух, като нанесете сапунен разтвор на всяко съединение, докато помпата работи; мехурчетата показват теч. Проверете дали обезвъздушителят функционира правилно; запушен обезвъздушител може да причини постоянен шум от аериране, дори при смукателна линия без течове.
4. Проверете върховете на лопатките и пръстена за износване.Свалете главата на помпата и проверете върховете на лопатките за отчупване или прекомерен хлабина на пръстена. Вътрелопатковата конструкция Vickers VQ използва дванадесет лопатки за пулсации с нисък поток, а върховете на лопатките са повърхността с най-голямо износване. Измерете хлабината между върха на лопатките спрямо спецификацията на производителя; типичният сервизен лимит е максимална хлабина от 0,05 мм.
5. Проверете лагерите и центровката на вала.Повредата на лагера е повреда в късен етап, която произвежда чукащ шум и повишена температура на корпуса. Проверете температурата на корпуса на лагера с инфрачервен термометър; максималната продължителна температура обикновено е 80 градуса по Целзий над околната. Проверете центровката на вала с индикаторен часовник; границата на несъосност обикновено е 0,05 мм общо отчитане на индикатора.
6. Приложете корекцията и проверете намаляването на шума.Ремонтът зависи от причината: сменете ограничителя на всмукателната линия, поправете теча на въздух, сменете износения патрон на лопатките, сменете износените лагери или сменете цялата помпа, ако износването е извън допустимия диапазон. Измерете нивото на шум след ремонта и го сравнете с базовото ниво преди ремонта; успешният ремонт обикновено намалява нивото на шум с 5 до 15 dB(A), което е разликата в чуваемия праг между нормална и износена помпа.

Най-често срещаната диагностична грешка при първоначално оплакване за шум от лопаткова помпа е да се предположи, че причината е износването на лопатките и да се поръча смяна на патрон, когато действителната причина е проникване на въздух. Смяната на патрон на лопатката на помпа с теч на въздух ще намали нивото на шума за няколко часа, а след това проникването на въздух ще доведе до ускоряване на износването и връщане на шума в рамките на няколко седмици. Диагностичният тест за проникване на въздух е бърз (5-минутен тест с мехурчета сапун и вода) и окончателен, а правилната практика при обществени поръчки е да се тества за проникване на въздух, преди да се поръча патрон.

ЧЗВ

Кои са най-честите причини за шума на хидравличната помпа в лопаткова помпа?

Седемте най-често срещани причини за шум в хидравличната помпа, подредени по честота, са: (1) проникване на въздух през смукателната линия, което причинява непрекъснато виене и е причина за приблизително 35% от оплакванията за шум, (2) кавитация от стеснена смукателна линия или ниско ниво на маслото, което причинява пулсиращо виене и е причина за приблизително 25% от оплакванията за шум, (3) износване на върха на лопатките от замърсяване с масло или поради нормален експлоатационен живот, което причинява чукане и е причина за приблизително 20% от оплакванията за шум, (4) повреда на лагера поради износване или несъосност, която причинява чукане и повишена температура на корпуса и е причина за приблизително 10% от оплакванията за шум, (5) несъосност на вала между помпата и главния двигател, което причинява 2 пъти по-висока вибрация от скоростта на вала и е причина за приблизително 5% от оплакванията за шум, (6) ограничаване на смукателната линия от прегънат маркуч или запушен филтър, което причинява кавитационен шум и е причина за приблизително 3% от оплакванията за шум, и (7) вътрешен теч през износено уплътнение или втулка, който причинява съскане. и е отговорен за приблизително 2% от оплакванията за шум.

Как да разбера разликата между кавитация и шум от навлизане на въздух?

Кавитацията и проникването на въздух произвеждат подобен високочестотен тонален шум, но се различават по формата на вълната, корелацията на налягането и реакцията на промените в нивото на маслото. Шумът от кавитацията е пулсиращо виене, което се повишава и спада със скоростта на вала на помпата и корелира с цикъла на изпускателното налягане; става по-силно, когато изпускателното налягане спадне в долната част на цикъла. Шумът от проникване на въздух е непрекъснато виене, което не пулсира със скоростта на вала и не корелира с изпускателното налягане; то е най-силно, когато помпата е студена, и най-тихо, когато достигне работна температура. Кавитацията се отстранява чрез отстраняване на ограничението на всмукателната линия или ниското ниво на маслото. Проникването на въздух се отстранява чрез намиране и отстраняване на теча на въздух, обикновено на смукателния фланец, уплътнението на резервоара или фитинга за обезвъздушаване. Диагностичният трик е да се напълни резервоарът над максималната маркировка и да се види дали нивото на шума спада.

Шумната хидравлична помпа винаги ли е проблем?

Не винаги. Всяка хидравлична помпа произвежда известен шум, а нивото на шума зависи от типа на помпата, работното налягане, скоростта на помпата и инсталацията. Пластинчата помпа, работеща на 175 бара и 1800 об/мин, ще произведе базово ниво на шум от 65 до 75 dB(A) на 1 м свободно поле, което е нормално. Помпа, която е надвишила базовото си ниво с 5 до 10 dB(A), развива проблем. Помпа, която внезапно е станала с 15 до 20 dB(A) по-шумна от базовото си ниво, има остър проблем, който се нуждае от незабавно внимание. Най-добрата практика на NFPA за измерване на шума за промишлени хидравлични системи е да се установи базово ниво на шум по време на монтажа, да се измерва ежегодно и да се следи тенденцията на данните.

Каква е разликата между шума от износена лопаткова помпа и шума от износен лагер?

Износена лопаткова помпа произвежда чукащ шум при скоростта на вала на помпата, защото износените върхове на лопатките удрят пръстена под различен ъгъл от новите лопатки и ударът се предава на тялото на помпата като отделни удари. Износен лагер произвежда чукащ шум при честотата на лагера, която е по-висока от скоростта на вала на помпата, защото лагерите обикновено се въртят с кратна на скоростта на вала, в зависимост от геометрията на лагера. Диагностичният трик е да се измери честотата на чукане с вибрационен анализатор: чукането на износените лопатки е при 1x скорост на вала (напр. 30 Hz при 1800 об/мин), докато чукането на износените лагери е с по-висок хармоник (напр. 120 Hz за лагер с типично честотно съотношение 4.0). Друг диагностичен трик е температурата: износените лопатки не причиняват повишена температура на корпуса, докато износените лагери причиняват повишаване на температурата на корпуса с 20 до 40 градуса по Целзий над нормалната в рамките на часове работа.

Може ли шумна хидравлична помпа да се поправи чрез смяна на маслото?

Понякога. Шумна хидравлична помпа, причинена от проникване на въздух от ниско ниво на маслото, се отстранява чрез доливане на масло, но шумът ще се върне при следващото ниско ниво на маслото, освен ако основната причина не бъде отстранена. Шумна хидравлична помпа, причинена от кавитация от вискозитет на маслото, който е твърде висок за работната температура, се отстранява чрез смяна на маслото с препоръчителния от производителя клас на вискозитет. Шумна хидравлична помпа, причинена от износване на лопатките или износване на лагерите, не се отстранява чрез смяна на маслото; смяната на маслото може временно да маскира шума, ако новото масло има по-добри противоизносни свойства, но механичното износване все още напредва. Диагностичният тест е да се смени маслото, да се остави помпата да работи 200 часа и да се измери отново нивото на шум.

Кога шумната хидравлична помпа трябва да се смени, а не да се ремонтира?

Шумната хидравлична помпа трябва да се смени, а не да се ремонтира, когато шумът е причинен от износване на върха на лопатките, което е извън сервизния лимит на производителя (обикновено 0,05 мм хлабина при вътрешнолопатковата помпа Vickers VQ), когато повредата на лагера е напреднала до точката, в която температурата на корпуса е с повече от 50 градуса по Целзий над околната, когато шумът е съпроводен с видима аерация в резервоара или когато помпата е била ремонтирана повече от два пъти и шумът се връща в рамките на номиналния експлоатационен живот. Спецификацията за доставка на подмяната е вътрешнолопаткова помпа Vickers серия VQ, предлагана в обеми 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ и 4535VQ, с 12-лопаткова конструкция за ниски пулсации на потока, хидравлично балансиране за дълъг експлоатационен живот и независим патрон за обслужване без сваляне на помпата от нейния монтаж.

Как Vicks Hydraulic поддържа диагностиката на шума на хидравличната помпа

За техник по поддръжка, проектант на хидравлични системи или служител по обществените поръчки, който определя подмяна на лопаткова помпа за шумно приложение, програмата за обществени поръчки се свежда до три документа: aСпецификация на продукта от серията VQ(12 работен обем, обхващащи диапазон от 10 до 180 куб. см/оборот), aформуляр за диагностика на шума(12-редова диагностична диаграма със симптом, причина, тест за проверка и решение) изаявка за диагностика на шумов симптом към Викс(имейл пътят за изпращане на симптомите на шум до инженер на Vicks за конкретно приложение на помпата).Категория на хидравличната помпа Vicksвключва серията VQ, серията T6/T7 Denison, серията V10/V20 Vickers и серията серво помпи ABT.контактен пътЗа диагностиката на шума е WhatsApp или имейл на инженерния екип на Vicks, с 24-часово време за отговор на повечето заявки.