Denne vejledning er skrevet tilvedligeholdelsesteknikere, designere af hydrauliske systemer og indkøbsansvarligesom diagnosticerer støj fra hydrauliske pumper i en vingepumpe og har brug for et enkelt dokument, der forbinder støjtypen, den grundlæggende årsag, verifikationstesten og løsningen til en forsvarlig diagnostisk arbejdsgang. Anbefalingerne er hentet fra den offentliggjorteVickers VQ intra-vingepumpespecifikationer ogNFPA(National Fluid Power Association) bedste praksis for støjmåling af industrielle hydrauliske systemer.
TL;DR — Diagnostisk øjebliksbillede af støj fra vingepumpen
- Fem støjtyper:Kontinuerlig hylen, pulserende hylen, banken, højfrekvent hvinen (over 2 kHz) og hvæsen. Hver af dem relaterer sig til et lille antal årsager.
- Syv grundlæggende årsager:Luftindtrængning (35%), kavitation (25%), slid på vingespidsen (20%), lejesvigt (10%), akselforskydning (5%), indsnævring af sugeledningen (3%), intern lækage (2%).
- Diagnostiske værktøjer:Mekanikerstetoskop til støjidentifikation, sugevakuummåler til verifikation af sugeledning, infrarødt termometer til lejetemperatur, vibrationsanalysator til frekvensidentifikation.
- Fastgør forventning:En vellykket reparation reducerer støjniveauet med 5 til 15 dB(A) ved 1 m frit felt, hvilket er den hørbare tærskelforskel mellem en normal pumpe og en slidt pumpe.
- Reparation vs. udskiftning:Slid på vingespidsen kan repareres ved udskiftning af patronen; lejeslid kræver typisk fuldstændig udskiftning af pumpen, fordi lejerne ikke kan serviceres af brugeren i de fleste vingepumpedesign.
Dette er overskriftslinjerne. Resten af artiklen forklarer hver linje i detaljer med diagnosticeringsdiagrammet, den 12-rækkede tabel med symptomer til årsag, test og reparation, indkøbsspecifikationerne for en Vickers VQ-serieudskiftning og indkøbsbeslutningskriterierne for reparation versus udskiftning.
De fem støjtyper, som en vingepumpe producerer
En vingepumpe producerer fem genkendelige støjtyper, og hver af dem relaterer sig til et lille antal grundlæggende årsager. Mekanikerens stetoskop på pumpehuset er det primære diagnostiske værktøj; lydniveaumåleren ved 1 m frit felt er det sekundære værktøj. Frekvensanalysatoren er det tertiære værktøj, der bruges, når støjtypen er tvetydig, og den grundlæggende årsag skal bekræftes før adskillelse.
Kontinuerlig klynkener en højfrekvent tonal støj, der ikke ændrer sig med trykket. Det er typisk forårsaget af luftindtrængning ved sugeledningen eller af slid på vingespidsen, der producerer en højfrekvent vibration, når den slidte vinge passerer over ringportens kant. Den diagnostiske test består i at måle støjniveauet med olien ved maksimummærket og igen med olien ved minimummærket: et støjniveau, der falder med 3 til 5 dB(A) ved maksimummærket, er luftindtrængning, mens et støjniveau, der ikke ændrer sig, er vingeslid.
Pulserende hylener en lavfrekvent pulserende støj, der stiger og falder ved pumpens akselhastighed. Det skyldes typisk kavitation ved sugestudsen, som igen skyldes en begrænset sugeledning, et lavt olieniveau eller en olie med lav viskositet ved driftstemperaturen. Den diagnostiske test består i at måle sugevakuumet ved pumpens indløbsport med en vakuummåler; et vakuum over 0,5 bar ved den nominelle flow bekræfter kavitation.
Bankerer en diskret slagstøj ved pumpens akselhastighed, forårsaget af, at vingespidserne rammer ringen i en anden vinkel end de nye vinger (slidt vinge) eller af, at lejerullerne rammer en defekt i den indre eller ydre ring (slidt leje). Den diagnostiske test består i at måle bankefrekvensen med en vibrationsanalysator: bankelyden fra slidte vinger er ved 1x akselhastigheden (f.eks. 30 Hz ved 1800 o/min), mens bankelyden fra slidte lejer er ved lejefejlfrekvensen, som typisk er en harmonisk af akselhastigheden (f.eks. 120 Hz for et leje med et frekvensforhold på 4,0).
Højfrekvent hviner en tonal støj over 2 kHz, typisk forårsaget af spillerum mellem vinge og spalte (vingen er løs i spalten og vibrerer ved høj frekvens) eller af væskebåren resonans i sugeledningen. Den diagnostiske test er at lytte med mekanikerens stetoskop ved sugeflangen; en hvinen, der stiger i tonehøjde, når sugeflangen strammes, er en sugeledningsresonans, mens en hvinen, der er uafhængig af sugeflangen, er en spillerum mellem vinge og spalte.
Hvæsendeer bredbåndsstøj fra pumpehuset, typisk forårsaget af udluftning af olien inde i pumpen eller af intern lækage forbi en slidt pakning eller bøsning. Den diagnostiske test er at placere mekanikerens stetoskop ved pumpens frontdæksel; en susen, der er højest ved frontdækslet, er en slidt akseltætning, mens en susen, der er ensartet rundt om huset, er udluftning. DenNFPABedste praksis for støjmåling dokumenterer disse fem støjtyper i træningsmaterialer til vedligeholdelse af industrielle hydrauliske systemer.
Diagnoseskemaet — Symptom til årsag til verifikation, test til løsning
| Støjsymptom | Sandsynlig årsag | Verifikationstest | Lave |
|---|---|---|---|
| Konstant hylen, højest når den er kold | Luftindtrængning ved sugeledningsforbindelsen | Sæbevandsbobletest ved sugeflange med kørende pumpe | Spænd sugeflangen igen i henhold til producentens specifikationer; udskift pakningen, hvis den er beskadiget |
| Konstant hylen, ikke højest når den er kold | Slid på vingespidsen | Fjern pumpehovedet, mål vingespidsens spillerum (maks. 0,05 mm) | Udskift vingepatron (VQ-seriens patronsæt) |
| Pulserende hylen, støjniveau over 75 dB(A) | Kavitation fra indsnævret sugeledning | Mål sugevakuum; over 0,5 bar bekræfter kavitation | Udskift knækket slange, rens filteret, forøg størrelsen på sugeledningen |
| Pulserende hylen, normalt vakuum, normalt olieniveau | Olieviskositet for høj til driftstemperatur | Mål olietemperaturen ved pumpeindløbet; kontroller i henhold til ISO VG-kvalitetsspecifikationen | Ændring til producentens anbefalede viskositetsgrad |
| Bankelyd ved 1x akselhastighed, normal hustemperatur | Slidt vingespids | Fjern pumpehovedet, og inspicer vingespidserne for afskalning eller for stor frigang. | Udskift vingepatronen |
| Bankelyd ved lejefrekvens, hustemperatur forhøjet med 20-40 grader C | Lejeslid eller tidlig svigt | Infrarødt termometer på lejehus; sammenlign med specifikationsgrænsen | Udskift pumpe (lejer kan typisk ikke serviceres af brugeren) |
| Højfrekvent hvin, der stiger, når sugeflangen strammes | Sugeledningsresonans | Løsn sugeflangen, og observer om hvinen aftager | Tilføj sugeledningsakkumulator eller skift sugeledningsrute |
| Højfrekvent hvin uafhængigt af sugeflange | Frigang mellem vinge og rille | Mål afstand mellem vinge og not (typisk maks. 0,03 mm) | Udskift vingepatronen |
| Hvæsende lyd ved fordæksel, synlig olielækage | Slidt akseltætning | Visuel inspektion af frontdæksel for olieudslip | Udskift akseltætning (kræver typisk afmontering af pumpen) |
| Hvæsende ensartet omkring pumpen, ingen olielækage | Luftning fra olieniveau eller reservoirdesign | Fyld olie på, lad køre i 5 minutter, og observer om susen aftager | Adressér olieniveau, reservoirplade eller udluftning |
| Hvin plus susen plus forhøjet hustemperatur | Flere årsager: typisk slidte lejer plus slidte skovle | Vibrationsanalyse for at identificere lejefrekvenskomponenten | Udskift pumpe (fuldstændig ombygning er ikke økonomisk på nuværende tidspunkt) |
| Bankelyd plus sugevakuum over 0,5 bar plus lavt olieniveau | Flere årsager: kavitation plus slidte lameller | Efterfyld olie, mål vakuum; hvis bankelyden fortsætter, er slid på lamelbladene den dominerende årsag | Fyld først olie på, og udskift derefter vingepatronen, hvis bankelyden fortsætter |
Dette er de offentliggjorte og observerede linjer på tværs af litteraturen om vedligeholdelse af industrielle vingepumper. De 12 rækker dækker cirka 95 % af de klager over støj fra vingepumper, som en vedligeholdelsestekniker vil støde på i et typisk industrielt miljø, og den diagnostiske arbejdsgang er den samme uanset pumpemærke. Indkøbsspecifikationen for en erstatningspumpe er en Vickers VQ-serie intra-vingepumpe fraVicks Hydraulici den slagvolumen, der matcher den eksisterende pumpe (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ eller 4535VQ), med 12-vingers design for lav flowpulsering, hydraulisk afbalancering for lang levetid og den uafhængige patron til service uden at fjerne pumpen fra dens montering.
Hvorfor Vickers VQ-serien er standardudstyret til udskiftningspumpen
Vickers VQ-serien af intra-vane-pumper er standardudskiftningen for slidte vingepumper i industrielt hydraulisk system. Designet med 12 vinge giver lav flowpulsering (typisk 1 til 2 procent af nominel flow), den hydrauliske afbalanceringsstruktur reducerer kontakttrykket mellem vinge og stator, og det uafhængige patrondesign muliggør service uden at fjerne pumpen fra dens montering. De 12 slagvolumener i VQ-serien (20VQ til 4535VQ) dækker området 10 til 180 cc/omdr., hvilket er det typiske slagvolumenområde for industrielle hydrauliske systemer inden for sprøjtestøbning, værktøjsmaskineri, trykstøbning og metallurgiudstyr.
Den hydrauliske afbalanceringsstruktur er den vigtigste tekniske fordel. En ikke-afbalanceret vingepumpe producerer en høj radial belastning på akslen, fordi ringens trykside presser rotoren mod statoren, hvilket er en væsentlig kilde til lejeslid og støj. VQ-seriens hydrauliske afbalanceringspumpe reducerer denne radiale belastning ved at forbinde ringens trykside med ringens sugeside gennem en afbalanceringskanal, som udligner trykket på begge sider af rotoren. Resultatet er en længere lejelevetid, en mere støjsvag pumpe og en mere ensartet volumetrisk virkningsgrad over hele levetiden.
12-vingedesignet er den anden tekniske fordel. En 10-vingevingepumpe producerer 10 flowpulseringer pr. omdrejning, mens en 12-vingevingepumpe producerer 12 flowpulseringer pr. omdrejning, hver med mindre amplitude. Den lavere flowpulsering betyder mindre støj ved udløbsporten, mindre trykrippel i systemet og mindre vibration i udløbsledningen. I en sprøjtestøbemaskine oversættes den lavere flowpulsering direkte til en mere ensartet skudvægt og en strammere proceskapacitet.
Sådan diagnosticeres og repareres en støjende vingepumpe — en arbejdsgang i seks trin
For en vedligeholdelsestekniker, der diagnosticerer støj fra en hydraulisk pumpe i en vingepumpe, er diagnosticeringsprocessen opdelt i seks trin. Kør dem i rækkefølge, og årsagen identificeres, og løsningen udføres uden unødvendig demontering.
- Identificér støjtypen med et stetoskop eller en lydniveaumåler.Brug et mekanikerstetoskop på pumpehuset eller en lydniveaumåler i 1 m frit felt. En kontinuerlig hylen er en højfrekvent tonal støj, der ikke ændrer sig med trykket. En pulserende hylen stiger og falder ved pumpeakselhastigheden. En bankelyd er en diskret slaglyd ved pumpeakselhastigheden. En højfrekvent hvinen er en tonal støj over 2 kHz. En hvæsen er bredbåndsstøj fra pumpehuset.
- Kontroller først sugeledningens tilstand.En snævret sugeledning eller en løs sugeflange er årsagen til cirka 60 % af klager over støj fra vingepumpen. Undersøg sugeledningen for knæk, begrænsninger eller for små rør. Kontroller sugeflangen for korrekt moment. Mål sugevakuumet med en måler ved pumpens indløbsport; vakuummet skal være under 0,5 bar ved den nominelle strømning.
- Kontroller oliens tilstand og udluftningsstatus.Luftindtrængning er den næstmest almindelige årsag til støj fra vingepumpen. Kontroller oliestanden i beholderen. Kontroller sugeledningen for luftlækager ved at påføre en sæbevandsopløsning på hver samling, mens pumpen kører; bobler indikerer en lækage. Kontroller, at udluftningskanalen fungerer korrekt; en fastklemt udluftningskanal kan forårsage vedvarende udluftningsstøj, selv med en lækagefri sugeledning.
- Undersøg vingespidserne og ringen for slid.Fjern pumpehovedet, og inspicer vingespidserne for afskalning eller for stor frigang ved ringen. Vickers VQ intra-vane-designet bruger tolv vinge til pulsering med lav flow, og vingespidserne er den overflade, der slides mest. Mål vingespidsens frigang i forhold til producentens specifikationer; den typiske servicegrænse er en maksimal frigang på 0,05 mm.
- Kontroller lejerne og akseljusteringen.Lejesvigt er en senfasefejl, der producerer bankelyd og forhøjet hustemperatur. Kontroller lejehusets temperatur med et infrarødt termometer; den maksimale kontinuerlige temperatur er typisk 80 grader C over omgivelsestemperaturen. Kontroller akseljusteringen med en måleur; grænsen for ujustering er typisk 0,05 mm samlet indikatoraflæsning.
- Anvend rettelsen, og verificer støjreduktionen.Løsningen afhænger af årsagen: udskift sugeledningens forsnævring, reparer luftlækagen, udskift den slidte vingepatron, udskift de slidte lejer, eller udskift hele pumpen, hvis sliddet er uden for servicegrænsen. Mål støjniveauet efter reparationen, og sammenlign det med basislinjen før reparationen. En vellykket reparation reducerer typisk støjniveauet med 5 til 15 dB(A), hvilket er den hørbare tærskelforskel mellem en normal pumpe og en slidt pumpe.
Den mest almindelige fejl ved første diagnose af støj fra en vingepumpe er at antage, at årsagen er slid på vingehjulene, og bestille en udskiftning af patronen, når den faktiske årsag er luftindtrængning. Udskiftning af vingehjulspatronen på en pumpe med en luftlækage vil reducere støjniveauet i et par timer, og derefter vil luftindtrængningen forårsage, at sliddet accelererer, og støjen vender tilbage inden for et par uger. Den diagnostiske test for luftindtrængning er hurtig (en 5-minutters sæbe- og vandbobletest) og definitiv, og den rigtige indkøbspraksis er at teste for luftindtrængning, før en patron bestilles.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er de mest almindelige årsager til støj fra en hydraulisk pumpe i en vingepumpe?
De syv mest almindelige årsager til støj fra hydraulikpumpen i en vingepumpe, i rækkefølge efter hyppighed, er: (1) luftindtrængning gennem sugeledningen, hvilket forårsager en kontinuerlig hylen og er ansvarlig for cirka 35 % af støjklager, (2) kavitation fra en begrænset sugeledning eller et lavt olieniveau, hvilket forårsager en pulserende hylen og er ansvarlig for cirka 25 % af støjklager, (3) slid på vingespidsen på grund af olieforurening eller normal levetid, hvilket forårsager bankelyd og er ansvarlig for cirka 20 % af støjklager, (4) lejesvigt på grund af slid eller forkert justering, hvilket forårsager bankelyd og forhøjet hustemperatur og er ansvarlig for cirka 10 % af støjklager, (5) akselforskydning mellem pumpen og drivmotoren, hvilket forårsager en vibration på 2x akselhastigheden og er ansvarlig for cirka 5 % af støjklager, (6) begrænsning af sugeledningen fra en knækket slange eller et tilstoppet filter, hvilket forårsager kavitationsstøj og er ansvarlig for cirka 3 % af støjklager, og (7) intern lækage forbi en slidt tætning eller bøsning, hvilket forårsager hvæsen og er ansvarlig for cirka 2% af støjklager.
Hvordan kan jeg se forskel på kavitation og støj fra luftindtrængning?
Kavitation og luftindtrængning producerer lignende højfrekvent tonal støj, men de adskiller sig i bølgeform, trykkorrelation og reaktion på ændringer i olieniveauet. Kavitationsstøj er en pulserende hylen, der stiger og falder ved pumpens akselhastighed og korrelerer med udløbstrykcyklussen; den bliver højere, når udløbstrykket falder i bunden af cyklussen. Luftindtrængningsstøj er en kontinuerlig hylen, der ikke pulserer med akselhastigheden og ikke korrelerer med udløbstrykket; den er højest, når pumpen er kold, og mest stille, når pumpen når driftstemperaturen. Kavitation afhjælpes ved at adressere sugeledningsbegrænsningen eller det lave olieniveau. Luftindtrængning afhjælpes ved at finde og reparere luftlækagen, typisk ved sugeflangen, reservoirtætningen eller udluftningsfittingen. Det diagnostiske trick er at fylde reservoiret over maksimummærket og se, om støjniveauet falder.
Er en støjende hydraulisk pumpe altid et problem?
Ikke altid. Alle hydrauliske pumper producerer en vis støj, og støjniveauet afhænger af pumpetypen, driftstrykket, pumpehastigheden og installationen. En vingepumpe, der kører ved 175 bar og 1800 omdr./min., vil producere et basisstøjniveau på 65 til 75 dB(A) ved 1 m frit felt, hvilket er normalt. En pumpe, der er steget med 5 til 10 dB(A) over sin basislinje, er ved at udvikle et problem. En pumpe, der pludselig er 15 til 20 dB(A) højere end sin basislinje, har et akut problem, der kræver øjeblikkelig opmærksomhed. NFPA's bedste praksis for støjmåling af industrielle hydrauliske systemer er at etablere et basisstøjniveau på installationstidspunktet, måle det årligt og følge dataenes tendenser.
Hvad er forskellen på støj fra en slidt vingepumpe og støj fra et slidt leje?
En slidt vingepumpe producerer bankelyd ved pumpeakselhastigheden, fordi de slidte vingespidser rammer ringen i en anden vinkel end de nye vinkler, og stødet overføres til pumpehuset som diskrete stød. Et slidt leje producerer bankelyd ved lejefrekvensen, som er højere end pumpeakselhastigheden, fordi lejer typisk roterer med et multiplum af akselhastigheden afhængigt af lejets geometri. Det diagnostiske trick er at måle bankefrekvensen med en vibrationsanalysator: bankelyden fra slidte vinkler er ved 1x akselhastigheden (f.eks. 30 Hz ved 1800 o/min), mens bankelyden fra slidte lejer er ved en højere harmonisk frekvens (f.eks. 120 Hz for et leje med et typisk frekvensforhold på 4,0). Et andet diagnostisk trick er temperaturen: slidte vinkler forårsager ikke forhøjet hustemperatur, mens slidte lejer får hustemperaturen til at stige 20 til 40 grader C over normalen inden for få timers drift.
Kan en støjende hydraulikpumpe repareres ved at skifte olie?
Nogle gange. En støjende hydraulisk pumpe forårsaget af luftindtrængning fra et lavt olieniveau kan afhjælpes ved at fylde olie på, men støjen vil vende tilbage ved næste lav oliestand, medmindre den underliggende årsag er afhjulpet. En støjende hydraulisk pumpe forårsaget af kavitation fra en olieviskositet, der er for høj til driftstemperaturen, kan afhjælpes ved at skifte til den af producenten anbefalede viskositetsgrad. En støjende hydraulisk pumpe forårsaget af slid på skovle eller lejer kan ikke afhjælpes ved at skifte olie; olieskiftet kan midlertidigt maskere støjen, hvis den nye olie har bedre slidstyrkeegenskaber, men det mekaniske slid stadig fremskrider. Den diagnostiske test er at skifte olie, køre pumpen i 200 timer og måle støjniveauet igen.
Hvornår bør en støjende hydraulisk pumpe udskiftes i stedet for at repareres?
En støjende hydraulisk pumpe bør udskiftes snarere end repareres, når støjen skyldes slid på vingespidsen, der ligger uden for producentens servicegrænse (typisk 0,05 mm spillerum på Vickers VQ intra-vane design), når lejefejlen er så stor, at hustemperaturen er mere end 50 grader C over omgivelsestemperaturen, når støjen ledsages af synlig udluftning i reservoiret, eller når pumpen er blevet genopbygget mere end to gange, og støjen vender tilbage inden for den nominelle levetid. Indkøbsspecifikationen for udskiftningen er en Vickers VQ-serie intra-vane pumpe, der fås i 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ og 4535VQ forskydninger, med 12-vinget design for lav flowpulsering, hydraulisk afbalancering for lang levetid og uafhængig patron til service uden at fjerne pumpen fra dens montering.
Sådan understøtter Vicks Hydraulic støjdiagnose fra hydraulikpumpen
For en vedligeholdelsestekniker, hydrauliksystemdesigner eller indkøbsansvarlig, der specificerer en udskiftning af vingepumpen til en støjende applikation, kollapser indkøbsprogrammet til tre dokumenter: aVQ-seriens produktspecifikation(12 slagvolumener, der dækker 10 til 180 cc/omdr.), enstøjdiagnoseformular(diagnoseskemaet med 12 rækker med symptom, årsag, verifikationstest og løsning) og enstøj-symptom-til-Vicks diagnostisk anmodning(e-mail-stien til at sende støjsymptomerne til en Vicks-tekniker for en specifik pumpeapplikation).Vicks hydrauliske pumpe kategoriinkluderer VQ-serien, T6/T7 Denison-serien, V10/V20 Vickers-serien og ABT servopumpeserien.kontaktstiTil støjdiagnose er Vicks ingeniørteams WhatsApp eller e-mail, med en 24-timers svartid på de fleste anmodninger.