Esta guía está escrita paratécnicos de mantemento, deseñadores de sistemas hidráulicos e oficiais de comprasque diagnostican o ruído dunha bomba hidráulica nunha bomba de paletas e precisan un único documento que vincule o tipo de ruído, a causa raíz, a proba de verificación e a solución a un fluxo de traballo de diagnóstico defendible. As recomendacións baséanse na publicaciónBomba intrapaletas Vickers VQespecificacións e asNFPA(Asociación Nacional de Enerxía Fluída) mellores prácticas de medición de ruído para sistemas hidráulicos industriais.
TL;DR — Resumo do diagnóstico do ruído da bomba de paletas
- Cinco tipos de ruído:Asubío continuo, asubío pulsante, golpes, chirrido de alta frecuencia (por riba de 2 kHz) e asubío. Cada un deles atribúese a un pequeno número de causas.
- Sete causas principais:Entrada de aire (35%), cavitación (25%), desgaste da punta da paleta (20%), fallo dos rolamentos (10%), desalineamento do eixe (5%), restrición da liña de succión (3%), fugas internas (2%).
- Ferramentas de diagnóstico:Estetoscopio de mecánico para a identificación de ruídos, vacuómetro de succión para a verificación da liña de succión, termómetro infravermello para a temperatura dos rolamentos e analizador de vibracións para a identificación de frecuencias.
- Corrixir a expectativa:Unha reparación axeitada reduce o nivel de ruído entre 5 e 15 dB(A) a 1 m de campo libre, que é a diferenza de limiar audible entre unha bomba normal e unha bomba desgastada.
- Reparar vs. substituír:O desgaste da punta das paletas pódese reparar substituíndo o cartucho; o desgaste dos rolamentos normalmente require a substitución completa da bomba porque os rolamentos non poden ser reparados polo usuario na maioría dos deseños de bombas de paletas.
Estes son os titulares. O resto do artigo explica cada liña en detalle, coa táboa de diagnóstico, a táboa de 12 filas de síntomas a causas, probas a reparacións, as especificacións de adquisición para unha substitución da serie Vickers VQ e os criterios de decisión de adquisición para reparación fronte a substitución.
Os cinco tipos de ruído que produce unha bomba de paletas
Unha bomba de paletas produce cinco tipos de ruído recoñecibles e cada un deles asóciase cun pequeno número de causas raíz. O estetoscopio do mecánico no corpo da bomba é a ferramenta de diagnóstico principal; o sonómetro a 1 m de campo libre é a ferramenta secundaria. O analizador de frecuencia é a ferramenta terciaria, que se usa cando o tipo de ruído é ambiguo e a causa raíz debe confirmarse antes da desmontaxe.
Chirrido continuoé un ruído tonal de alta frecuencia que non cambia coa presión. Normalmente está causado pola entrada de aire na liña de succión ou polo desgaste da punta do álabe que produce unha vibración de alta frecuencia cando o álabe desgastado pasa sobre o bordo do orificio do anel. A proba de diagnóstico consiste en medir o nivel de ruído co aceite na marca máxima e, de novo, co aceite na marca mínima: un nivel de ruído que baixa de 3 a 5 dB(A) na marca máxima é entrada de aire, mentres que un nivel de ruído que non cambia é desgaste do álabe.
Xixido pulsanteé un ruído pulsante de baixa frecuencia que sobe e diminúe á velocidade do eixe da bomba. Normalmente está causado por cavitación na porta de succión, que á súa vez está causada por unha liña de succión restrinxida, un nivel de aceite baixo ou un aceite de baixa viscosidade á temperatura de funcionamento. A proba de diagnóstico consiste en medir o baleiro de succión na porta de entrada da bomba cun vacuómetro; un baleiro superior a 0,5 bar ao caudal nominal confirma a cavitación.
Golpeandoé un ruído de impacto discreto á velocidade do eixe da bomba, causado polas puntas das paletas que golpean o anel nun ángulo diferente ao das paletas novas (paleta desgastada) ou polos rodillos do rolamento que golpean un defecto na pista interior ou exterior (rolamento desgastado). A proba de diagnóstico consiste en medir a frecuencia de detonación cun analizador de vibracións: a detonación das paletas desgastadas prodúcese a 1x a velocidade do eixe (por exemplo, 30 Hz a 1800 RPM), mentres que a detonación do rolamento desgastado prodúcese á frecuencia de defecto do rolamento, que normalmente é un harmónico da velocidade do eixe (por exemplo, 120 Hz para un rolamento cunha relación de frecuencia de 4,0).
Chirrido de alta frecuenciaé un ruído tonal por riba de 2 kHz, normalmente causado pola folgura entre o álabe e a ranura (o álabe está solto na ranura e vibra a alta frecuencia) ou pola resonancia transmitida por fluídos na liña de succión. A proba de diagnóstico consiste en escoitar co estetoscopio do mecánico a brida de succión; un chirrido que aumenta de ton cando se aperta a brida de succión é unha resonancia da liña de succión, mentres que un chirrido que é independente da brida de succión é unha folgura entre o álabe e a ranura.
Asubíoé o ruído de banda ancha do corpo da bomba, normalmente causado pola aireación do aceite dentro da bomba ou por unha fuga interna máis alá dun selo ou casquillo desgastado. A proba de diagnóstico consiste en colocar o estetoscopio do mecánico na tapa frontal da bomba; un asubío máis forte na tapa frontal é un selo do eixe desgastado, mentres que un asubío uniforme en todo o corpo é aireación. ONFPAAs mellores prácticas de medición de ruído documentan estes cinco tipos de ruído nos materiais de formación sobre mantemento de sistemas hidráulicos industriais.
A táboa de diagnóstico: síntoma, causa, verificación, proba, corrección
| Síntoma de ruído | Causa probable | Proba de verificación | Corrixir |
|---|---|---|---|
| Chirrido continuo, máis forte cando está frío | Entrada de aire na unión da liña de succión | Proba de burbullas de auga e xabón na brida de succión coa bomba en funcionamento | Volva apretar a brida de succión segundo as especificacións do fabricante; substitúa a xunta se está danada |
| Chirrido continuo, non máis forte cando está frío | Desgaste da punta da paleta | Retire o cabezal da bomba, mida a folgura da punta da paleta (máx. 0,05 mm) | Substituír o cartucho de paletas (kit de cartuchos da serie VQ) |
| Chirrido pulsante, nivel de ruído superior a 75 dB(A) | Cavitación por liña de succión restrinxida | Medir o baleiro de succión; por riba de 0,5 bar confirma a cavitación | Substituír a mangueira dobrada, desatascar o filtro, aumentar o tamaño da liña de succión |
| Chirrido pulsante, baleiro normal, nivel de aceite normal | Viscosidade do aceite demasiado alta para a temperatura de funcionamento | Medir a temperatura do aceite na entrada da bomba; comprobar segundo as especificacións de grao ISO VG | Cambio ao grao de viscosidade recomendado polo fabricante |
| Golpeando a 1x a velocidade do eixo, temperatura da carcasa normal | Punta de álabe desgastada | Retire o cabezal da bomba, inspeccione as puntas das paletas para ver se están lascadas ou se hai unha folgura excesiva | Substituír o cartucho de paletas |
| Golpe na frecuencia do rodamento, temperatura da carcasa elevada entre 20 e 40 graos centígrados | Desgaste dos rolamentos ou fallo prematuro | Termómetro infravermello na carcasa do rolamento; comparar co límite de especificación | Substituír a bomba (os rolamentos normalmente non poden ser reparados polo usuario) |
| Chirrido de alta frecuencia que aumenta cando se aperta a brida de succión | Resonancia da liña de succión | Afrouxar a brida de succión, observar se o chirrido se reduce | Engadir acumulador da liña de succión ou cambiar o trazado da liña de succión |
| Chirrido de alta frecuencia independente da brida de succión | Distancia entre as paletas e a ranura | Medir a folgura entre a álabe e a ranura (máx. típico 0,03 mm) | Substituír o cartucho de paletas |
| Asubío na tapa dianteira, fuga de aceite visible | Selo do eixe desgastado | Inspección visual da tapa frontal para detectar fugas de aceite | Substituír o selo do eixe (normalmente require o desmontaxe da bomba) |
| Sibilo uniforme arredor da bomba, sen fugas de aceite | Aireación a partir do nivel de aceite ou do deseño do depósito | Encha o aceite, faga funcionar durante 5 minutos, observe se o asubío se reduce. | Comprobar o nivel de aceite, o deflector do depósito ou a purga de aire |
| Chirrido máis asubío máis temperatura elevada da carcasa | Múltiples causas: rodamentos normalmente desgastados máis paletas desgastadas | Análise de vibracións para identificar o compoñente de frecuencia do rodamento | Substituír a bomba (a reconstrución completa non é económica nesta fase) |
| Golpe máis baleiro de succión superior a 0,5 bar máis nivel de aceite baixo | Múltiples causas: cavitación máis paletas desgastadas | Encher de aceite, medir o baleiro; se a detonación persiste, o desgaste das paletas é a causa principal | Encha primeiro o aceite e, a seguir, substitúa o cartucho de paletas se a detonación persiste. |
Estas son as liñas publicadas e observadas na literatura sobre mantemento de bombas de paletas industriais. As 12 filas abarcan aproximadamente o 95 % das queixas de ruído das bombas de paletas coas que se atopará un técnico de mantemento nun ambiente industrial típico, e o fluxo de traballo de diagnóstico é o mesmo independentemente da marca da bomba. A especificación de adquisición para unha bomba de substitución é unha bomba intrapaletas Vickers serie VQ deVicks Hydraulicna cilindrada que coincide coa bomba existente (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ ou 4535VQ), co deseño de 12 álabes para unha pulsación de baixo fluxo, o equilibrio hidráulico para unha longa vida útil e o cartucho independente para o mantemento sen retirar a bomba do seu soporte.
Por que a serie Vickers VQ é o axuste estándar para a bomba de substitución
A bomba intrapaletas Vickers serie VQ é o substituto estándar para unha bomba de paletas desgastada nun sistema hidráulico industrial. O deseño de 12 paletas proporciona unha pulsación de baixo fluxo (normalmente do 1 ao 2 por cento do fluxo nominal), a estrutura de equilibrio hidráulico reduce a presión de contacto entre a paleta e o estator e o deseño de cartucho independente permite o mantemento sen retirar a bomba do seu soporte. As 12 cilindradas da serie VQ (20VQ a 4535VQ) cobren o rango de 10 a 180 cc/rev, que é o rango de cilindrada típico para sistemas hidráulicos industriais en moldeo por inxección, maquinaria ferramenta, fundición a presión e equipos metalúrxicos.
A estrutura de equilibrio hidráulico é a principal vantaxe técnica. Unha bomba de paletas non equilibrada produce unha carga radial elevada no eixe porque o lado de presión do anel empurra o rotor contra o estator, o que supón unha fonte importante de desgaste e ruído nos rolamentos. O equilibrio hidráulico da serie VQ reduce esta carga radial ao conectar o lado de presión do anel co lado de succión do anel a través dunha pasaxe de equilibrio, que iguala a presión a ambos os lados do rotor. O resultado é unha maior vida útil dos rolamentos, unha bomba máis silenciosa e unha eficiencia volumétrica máis consistente ao longo da súa vida útil.
O deseño de 12 paletas é a segunda vantaxe técnica. Unha bomba de paletas de 10 paletas produce 10 pulsacións de fluxo por revolución, mentres que unha bomba de paletas de 12 paletas produce 12 pulsacións de fluxo por revolución, cada unha a unha amplitude menor. A menor pulsación de fluxo significa menos ruído na porta de descarga, menos ondulación de presión no sistema e menos vibración na liña de descarga. Nunha máquina de moldeo por inxección, a menor pulsación de fluxo tradúcese directamente nun peso de inxección máis consistente e nunha capacidade de proceso máis axustada.
Como diagnosticar e arranxar unha bomba de paletas ruidosa: un fluxo de traballo de seis pasos
Para un técnico de mantemento que diagnostica o ruído dunha bomba hidráulica nunha bomba de paletas, o proceso de diagnóstico divídese en seis pasos. Execútaos por orde e identifícase a causa e aplícase a solución sen desmontaxes innecesarias.
- Identifica o tipo de ruído cun estetoscopio ou sonómetro.Use un estetoscopio de mecánico no corpo da bomba ou un sonómetro a 1 m de campo libre. O asubío continuo é un ruído tonal de alta frecuencia que non cambia coa presión. O asubío pulsante sobe e diminúe á velocidade do eixe da bomba. O detonación é un ruído de impacto discreto á velocidade do eixe da bomba. O chirrido de alta frecuencia é un ruído tonal por riba de 2 kHz. O asubío é ruído de banda ancha procedente do corpo da bomba.
- Comprobe primeiro o estado da liña de succión.Unha liña de succión restrinxida ou unha brida de succión solta é a causa de aproximadamente o 60 % das queixas de ruído das bombas de paletas. Inspeccione a liña de succión para detectar dobras, restricións ou tubaxes de tamaño insuficiente. Comprobe que a brida de succión teña o par de apriete axeitado. Mida o baleiro de succión cun manómetro na porta de entrada da bomba; o baleiro debe estar por debaixo de 0,5 bar no caudal nominal.
- Verifique o estado do aceite e o estado da purga de aire.A entrada de aire é a segunda causa máis común de ruído da bomba de paletas. Comprobe o nivel de aceite no depósito. Comprobe se hai fugas de aire na liña de succión aplicando unha solución de auga e xabón en cada unión mentres a bomba está en funcionamento; as burbullas indican unha fuga. Verifique que a purga de aire funcione correctamente; unha purga de aire atascada pode causar ruído de aireación persistente mesmo cunha liña de succión sen fugas.
- Inspeccione as puntas das paletas e o anel para ver se hai desgaste.Retire o cabezal da bomba e inspeccione as puntas das paletas para ver se presentan desconchados ou unha folgura excesiva no anel. O deseño intra-paletas Vickers VQ usa doce paletas para pulsacións de baixo fluxo, e as puntas das paletas son a superficie de maior desgaste. Mida a folgura entre a punta da paleta e as especificacións do fabricante; o límite de servizo típico é unha folgura máxima de 0,05 mm.
- Comprobe os rolamentos e a aliñación do eixo.Unha falla nos rolamentos é unha falla tardía que produce ruído de detonación e unha temperatura elevada da carcasa. Comprobe a temperatura da carcasa do rolamento cun termómetro infravermello; a temperatura máxima continua adoita ser de 80 graos C por riba da temperatura ambiente. Comprobe a aliñación do eixe cun indicador de esfera; o límite de desalineación adoita ser de 0,05 mm de lectura total do indicador.
- Aplica a corrección e verifica a redución do ruído.A solución depende da causa: substituír a restrición da liña de succión, reparar a fuga de aire, substituír o cartucho de paletas desgastado, substituír os rolamentos desgastados ou substituír toda a bomba se o desgaste supera o límite de servizo. Mida o nivel de ruído despois da reparación e compáreo coa liña base anterior á reparación; unha reparación exitosa normalmente reduce o nivel de ruído entre 5 e 15 dB(A), que é a diferenza de limiar audible entre unha bomba normal e unha bomba desgastada.
O erro de diagnóstico por primeira vez máis común nunha queixa de ruído dunha bomba de paletas é asumir que a causa é o desgaste das paletas e solicitar a substitución dun cartucho, cando a causa real é a entrada de aire. A substitución dun cartucho de paletas nunha bomba cunha fuga de aire reducirá o nivel de ruído durante unhas horas e, a continuación, a entrada de aire fará que o desgaste se acelere e o ruído volva en poucas semanas. A proba de diagnóstico da entrada de aire é rápida (unha proba de burbullas de auga e xabón de 5 minutos) e definitiva, e a práctica de adquisición correcta é probar a entrada de aire antes de solicitar un cartucho.
Preguntas frecuentes
Cales son as causas máis comúns do ruído dunha bomba hidráulica nunha bomba de paletas?
As sete causas máis comúns de ruído nunha bomba hidráulica nunha bomba de paletas, por orde de frecuencia, son: (1) a entrada de aire a través da liña de succión, que provoca un asubío continuo e é responsable de aproximadamente o 35 % das queixas de ruído, (2) a cavitación dunha liña de succión restrinxida ou un baixo nivel de aceite, que provoca un asubío pulsante e é responsable de aproximadamente o 25 % das queixas de ruído, (3) o desgaste da punta das paletas pola contaminación do aceite ou a vida útil normal, que provoca detonacións e é responsable de aproximadamente o 20 % das queixas de ruído, (4) a falla dos rolamentos por desgaste ou desalineamento, que provoca detonacións e unha temperatura elevada da carcasa e é responsable de aproximadamente o 10 % das queixas de ruído, (5) o desalineamento do eixe entre a bomba e o motor principal, que provoca unha vibración de 2x a velocidade do eixe e é responsable de aproximadamente o 5 % das queixas de ruído, (6) a restrición da liña de succión por unha mangueira dobrada ou un filtro obstruído, que provoca ruído de cavitación e é responsable de aproximadamente o 3 % das queixas de ruído, e (7) as fugas internas máis alá dun selo ou casquillo desgastado, que provoca... asubío e é responsable de aproximadamente o 2 % das queixas por ruído.
Como podo distinguir entre cavitación e ruído de entrada de aire?
A cavitación e a entrada de aire producen un ruído tonal de alta frecuencia similar, pero difiren na forma de onda, a correlación da presión e a resposta aos cambios no nivel de aceite. O ruído de cavitación é un asubío pulsante que sobe e diminúe á velocidade do eixe da bomba e se correlaciona co ciclo de presión de descarga; faise máis forte a medida que a presión de descarga diminúe na parte inferior do ciclo. O ruído de entrada de aire é un asubío continuo que non pulsa coa velocidade do eixe e non se correlaciona coa presión de descarga; é máis forte cando a bomba está fría e máis silencioso cando a bomba alcanza a temperatura de funcionamento. A cavitación corríxese abordando a restrición da liña de succión ou o baixo nivel de aceite. A entrada de aire corríxese atopando e reparando a fuga de aire, normalmente na brida de succión, no selo do depósito ou na conexión de purga de aire. O truco do diagnóstico é encher o depósito por riba da marca máxima e ver se o nivel de ruído diminúe.
Unha bomba hidráulica ruidosa é sempre un problema?
Non sempre. Todas as bombas hidráulicas producen certo ruído, e o nivel de ruído depende do tipo de bomba, da presión de funcionamento, da velocidade da bomba e da instalación. Unha bomba de paletas que funciona a 175 bar e 1800 RPM producirá un nivel de ruído de referencia de 65 a 75 dB(A) a 1 m de campo libre, o que é normal. Unha bomba que gañou entre 5 e 10 dB(A) por riba do seu nivel de referencia está a desenvolver un problema. Unha bomba que de súpeto é entre 15 e 20 dB(A) máis alta que o seu nivel de referencia ten un problema agudo que require atención inmediata. A mellor práctica de medición de ruído da NFPA para sistemas hidráulicos industriais é establecer un nivel de ruído de referencia no momento da instalación, medir anualmente e rastrexar a tendencia dos datos.
Cal é a diferenza entre o ruído dunha bomba de paletas desgastada e o ruído dun rodamento desgastado?
Unha bomba de paletas desgastadas produce ruído de detonación á velocidade do eixe da bomba porque as puntas das paletas desgastadas golpean o anel nun ángulo diferente ao das paletas novas, e o impacto transmítese ao corpo da bomba como impactos discretos. Un rodamento desgastado produce ruído de detonación á frecuencia do rodamento, que é maior que a velocidade do eixe da bomba porque os rodamentos normalmente xiran a un múltiplo da velocidade do eixe dependendo da xeometría do rodamento. O truco de diagnóstico é medir a frecuencia de detonación cun analizador de vibracións: a detonación das paletas desgastadas é a 1x a velocidade do eixe (por exemplo, 30 Hz a 1800 RPM), mentres que a detonación dos rodamentos desgastados é a un harmónico máis alto (por exemplo, 120 Hz para un rodamento cunha relación de frecuencia típica de 4,0). Outro truco de diagnóstico é a temperatura: as paletas desgastadas non provocan unha temperatura elevada da carcasa, mentres que os rodamentos desgastados fan que a temperatura da carcasa aumente de 20 a 40 graos C por riba do normal en cuestión de horas de funcionamento.
Pódese arranxar unha bomba hidráulica ruidosa cambiando o aceite?
Ás veces. Unha bomba hidráulica ruidosa causada pola entrada de aire por un nivel baixo de aceite corríxese enchendo o nivel de aceite, pero o ruído volverá no seguinte evento de baixo nivel de aceite a menos que se corrixa a causa subxacente. Unha bomba hidráulica ruidosa causada pola cavitación dunha viscosidade do aceite demasiado alta para a temperatura de funcionamento corríxese cambiando ao grao de viscosidade recomendado polo fabricante. Unha bomba hidráulica ruidosa causada polo desgaste das paletas ou dos rolamentos non se corrixe cambiando o aceite; o cambio de aceite pode enmascarar o ruído temporalmente se o aceite novo ten mellores propiedades antidesgaste, pero o desgaste mecánico aínda está a progresar. A proba de diagnóstico consiste en cambiar o aceite, facer funcionar a bomba durante 200 horas e volver medir o nivel de ruído.
Cando se debe substituír unha bomba hidráulica ruidosa en lugar de reparala?
Unha bomba hidráulica ruidosa debe substituírse en lugar de repararse cando o ruído está causado por un desgaste da punta do álabe que supera o límite de servizo do fabricante (normalmente unha folgura de 0,05 mm no deseño intra-álabe Vickers VQ), cando a falla do rolamento progresou ata o punto en que a temperatura da carcasa é máis de 50 graos C por riba da temperatura ambiente, cando o ruído vai acompañado dunha aireación visible no depósito ou cando a bomba foi reconstruída máis de dúas veces e o ruído volve dentro da vida útil nominal. A especificación de adquisición para a substitución é unha bomba intra-álabe Vickers serie VQ, dispoñible en desprazamentos 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ e 4535VQ, con deseño de 12 álabes para pulsacións de baixo fluxo, equilibrio hidráulico para unha longa vida útil e cartucho independente para o servizo sen retirar a bomba do seu soporte.
Como Vicks Hydraulic axuda no diagnóstico de ruído da bomba hidráulica
Para un técnico de mantemento, un deseñador de sistemas hidráulicos ou un responsable de compras que especifica unha substitución dunha bomba de paletas para unha aplicación ruidosa, o programa de compras resúmese en tres documentos: aEspecificacións do produto da serie VQ(12 cilindradas que abarcan de 10 a 180 cc/rev), unhaformulario de diagnóstico de ruído(o gráfico de diagnóstico de 12 filas con síntoma, causa, proba de verificación e corrección) e unsolicitude de diagnóstico de síntoma de ruído a Vicks(a ruta de correo electrónico para enviar os síntomas de ruído a un enxeñeiro de Vicks para unha aplicación de bomba específica). OCategoría de bombas hidráulicas Vicksinclúe a serie VQ, a serie T6/T7 Denison, a serie V10/V20 Vickers e a serie de servobombas ABT. Aruta de contactopara o diagnóstico de ruído é o WhatsApp ou o correo electrónico do equipo de enxeñaría de Vicks, cun tempo de resposta de 24 horas para a maioría das solicitudes.