Hidrauliskā sūkņa trokšņa cēloņi un novēršana: lāpstiņu sūknim specifiska diagnostikas diagramma

Šī rokasgrāmata ir paredzētaapkopes tehniķi, hidraulisko sistēmu projektētāji un iepirkumu speciālistikuri diagnosticē hidrauliskā sūkņa troksni lāpstiņu sūknī un kuriem nepieciešams viens dokuments, kas saista trokšņa veidu, pamatcēloni, verifikācijas testu un risinājumu ar pamatotu diagnostikas darbplūsmu. Ieteikumi ir iegūti no publicētāVickers VQ iekšējās lāpstiņas sūknisspecifikācijas unNFPA(Nacionālā hidraulisko sistēmu asociācija) trokšņa mērīšanas labākā prakse rūpnieciskajām hidrauliskajām sistēmām.

TL;DR — lāpstiņu sūkņa trokšņa diagnostikas momentuzņēmums

• Pieci trokšņu veidi:Nepārtraukta gaudošana, pulsējoša gaudošana, klauvēšana, augstas frekvences čīkstēšana (virs 2 kHz) un šņākšana. Katrs no tiem ir saistīts ar nelielu skaitu iemeslu.
• Septiņi pamatcēloņi:Gaisa iekļūšana (35%), kavitācija (25%), lāpstiņu galu nodilums (20%), gultņu atteice (10%), vārpstas nobīde (5%), iesūkšanas līnijas ierobežojums (3%), iekšējā noplūde (2%).
• Diagnostikas rīki:Mehāniķa stetoskops trokšņu identificēšanai, iesūkšanas vakuuma mērītājs iesūkšanas līnijas pārbaudei, infrasarkanais termometrs gultņu temperatūras noteikšanai, vibrācijas analizators frekvences identificēšanai.
• Labot cerības:Veiksmīga labošana samazina trokšņa līmeni par 5 līdz 15 dB(A) 1 m brīvā laukā, kas ir dzirdamā robežvērtība starp normālu sūkni un nolietotu sūkni.
• Remonts pret nomaiņu:Lāpstiņu uzgaļu nodilumu var labot, nomainot kārtridžu; gultņu nodilums parasti prasa pilnīgu sūkņa nomaiņu, jo vairumā lāpstiņu sūkņu konstrukciju gultņus lietotājs nevar apkalpot.

Šīs ir galvenās rindas. Pārējā raksta daļā katra rinda ir detalizēti izskaidrota, iekļaujot diagnostikas diagrammu, 12 rindu tabulu ar simptomiem, cēloņiem, testiem un labojumiem, Vickers VQ sērijas nomaiņas iepirkuma specifikāciju un iepirkuma lēmuma kritērijus remontam vai nomaiņai.

Pieci trokšņu veidi, ko rada lāpstiņu sūknis

Lāpstiņu sūknis rada piecus atpazīstamus trokšņu veidus, un katrs no tiem ir saistīts ar nelielu skaitu pamatcēloņu. Mehāniķa stetoskops uz sūkņa korpusa ir primārais diagnostikas instruments; skaņas līmeņa mērītājs 1 m brīvā laukā ir sekundārais instruments. Frekvences analizators ir terciārais instruments, ko izmanto, ja trokšņa veids ir neskaidrs un pirms demontāžas ir jāapstiprina pamatcēlonis.

Nepārtraukta gaudošanair augstfrekvences tonāls troksnis, kas nemainās līdz ar spiedienu. To parasti izraisa gaisa iekļūšana iesūkšanas līnijā vai lāpstiņas gala nodilums, kas rada augstfrekvences vibrāciju, nodilušajai lāpstiņai pārvietojoties pāri gredzena atveres malai. Diagnostikas tests ir trokšņa līmeņa mērīšana, kad eļļa ir sasniegusi maksimālo atzīmi, un vēlreiz, kad eļļa ir sasniegusi minimālo atzīmi: trokšņa līmenis, kas samazinās par 3 līdz 5 dB(A) pie maksimālās atzīmes, ir gaisa iekļūšana, savukārt trokšņa līmenis, kas nemainās, ir lāpstiņas nodilums.

Pulsējoša gaudošanair zemas frekvences pulsējoša skaņa, kas pieaug un samazinās līdz ar sūkņa vārpstas ātrumu. To parasti izraisa kavitācija iesūkšanas atverē, ko savukārt izraisa ierobežota iesūkšanas līnija, zems eļļas līmenis vai zemas viskozitātes eļļa darba temperatūrā. Diagnostikas tests ir iesūkšanas vakuuma mērīšana sūkņa ieplūdes atverē ar vakuuma mērītāju; vakuums virs 0,5 bar pie nominālās plūsmas apstiprina kavitāciju.

Klauvēšanair diskrēts trieciena troksnis pie sūkņa vārpstas ātruma, ko rada lāpstiņu gali, kas trāpa gredzenam citā leņķī nekā jaunās lāpstiņas (nodilusi lāpstiņa), vai gultņa rullīši, kas trāpa defektam iekšējā vai ārējā gredzenā (nodilusi gultņa). Diagnostikas tests ir klauvēšanas frekvences mērīšana ar vibrācijas analizatoru: nodilušas lāpstiņas klauvēšana ir pie 1x vārpstas ātruma (piemēram, 30 Hz pie 1800 apgr./min), savukārt nodilušas gultņa klauvēšana ir pie gultņa defekta frekvences, kas parasti ir vārpstas ātruma harmonika (piemēram, 120 Hz gultnim ar 4,0 frekvenču attiecību).

Augstas frekvences spiedziensir tonāls troksnis virs 2 kHz, ko parasti izraisa lāpstiņas un rievas spraugas spraugas atstarpe (lāpstiņa ir vaļīga rievā un vibrē augstā frekvencē) vai šķidruma izraisīta rezonanse iesūkšanas līnijā. Diagnostikas tests ir klausīties ar mehāniķa stetoskopu pie iesūkšanas atloka; čīkstoņa, kuras tonis palielinās, pievelkot iesūkšanas atloku, ir iesūkšanas līnijas rezonanse, savukārt čīkstoņa, kas nav atkarīga no iesūkšanas atloka, ir lāpstiņas un rievas atstarpe.

Šņācošair platjoslas troksnis no sūkņa korpusa, ko parasti izraisa eļļas aerācija sūknī vai iekšēja noplūde gar nodilušu blīvējumu vai buksi. Diagnostikas tests ir novietot mehāniķa stetoskopu pie sūkņa priekšējā vāka; skaļākā šņākšana pie priekšējā vāka norāda uz nodilušu vārpstas blīvējumu, savukārt vienmērīga šņākšana visā korpusā norāda uz aerāciju.NFPATrokšņa mērīšanas labākā prakse dokumentē šos piecus trokšņu veidus rūpniecisko hidraulisko sistēmu apkopes apmācības materiālos.

Diagnostikas diagramma — no simptoma līdz cēloņam un verifikācijas testam, lai to novērstu

Šīs ir publicētās un novērotās rindas rūpniecisko lāpstiņu sūkņu apkopes literatūrā. 12 rindas aptver aptuveni 95% no lāpstiņu sūkņu trokšņa sūdzībām, ar kurām apkopes tehniķis saskarsies tipiskā rūpnieciskā vidē, un diagnostikas darbplūsma ir vienāda neatkarīgi no sūkņa zīmola. Rezerves sūkņa iepirkuma specifikācija ir Vickers VQ sērijas lāpstiņu sūknis noVicks Hydraulicar esošā sūkņa (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ vai 4535VQ) darba tilpumu, ar 12 lāpstiņu konstrukciju zemai plūsmas pulsācijai, hidraulisko balansēšanu ilgam kalpošanas laikam un neatkarīgu kārtridžu apkopei, nenoņemot sūkni no tā stiprinājuma.

Kāpēc Vickers VQ sērija ir standarta izvēle rezerves sūknim

Vickers VQ sērijas iekšējo lāpstiņu sūknis ir standarta nomaiņas līdzeklis nolietotiem lāpstiņu sūkņiem rūpnieciskajā hidrauliskajā sistēmā. 12 lāpstiņu konstrukcija nodrošina zemu plūsmas pulsāciju (parasti 1 līdz 2 procenti no nominālās plūsmas), hidrauliskā balansēšanas struktūra samazina lāpstiņu un statora saskares spiedienu, un neatkarīgā kārtridža konstrukcija ļauj veikt apkopi, nenoņemot sūkni no tā stiprinājuma. VQ sērijas 12 darba tilpumi (no 20VQ līdz 4535VQ) aptver diapazonu no 10 līdz 180 cm3/apgr./min, kas ir tipisks darba tilpuma diapazons rūpnieciskajām hidrauliskajām sistēmām iesmidzināšanas formēšanā, instrumentu mašīnās, liešanas un metalurģijas iekārtās.

Hidrauliskā balansēšanas struktūra ir galvenā tehniskā priekšrocība. Nebalansēts lāpstiņu sūknis rada lielu radiālo slodzi uz vārpstu, jo gredzena spiediena puse spiež rotoru pret statoru, kas ir galvenais gultņu nodiluma un trokšņa avots. VQ sērijas hidrauliskais balanss samazina šo radiālo slodzi, savienojot gredzena spiediena pusi ar gredzena iesūkšanas pusi caur balansēšanas kanālu, kas izlīdzina spiedienu abās rotora pusēs. Rezultātā tiek panākts ilgāks gultņa kalpošanas laiks, klusāks sūknis un vienmērīgāka tilpuma efektivitāte visā kalpošanas laikā.

12 lāpstiņu konstrukcija ir otrā tehniskā priekšrocība. 10 lāpstiņu sūknis rada 10 plūsmas pulsācijas vienā apgriezienā, savukārt 12 lāpstiņu sūknis rada 12 plūsmas pulsācijas vienā apgriezienā, katru ar mazāku amplitūdu. Zemāka plūsmas pulsācija nozīmē mazāku troksni izplūdes atverē, mazāku spiediena pulsāciju sistēmā un mazāku vibrāciju izplūdes līnijā. Iesmidzināšanas formēšanas iekārtā zemāka plūsmas pulsācija tieši nozīmē vienmērīgāku espresso svaru un precīzāku procesa jaudu.

Kā diagnosticēt un salabot trokšņainu lāpstiņu sūkni — sešu soļu darbplūsma

Apkopes tehniķim, kurš diagnosticē hidrauliskā sūkņa troksni lāpstiņu sūknī, diagnostikas process saīsinās līdz sešiem posmiem. Paveicot tos secīgi, cēlonis tiek identificēts un labojums tiek veikts bez liekas demontāžas.

1. Nosakiet trokšņa veidu ar stetoskopu vai skaņas līmeņa mērītāju.Izmantojiet mehāniķa stetoskopu uz sūkņa korpusa vai skaņas līmeņa mērītāju 1 m attālumā brīvā laukā. Nepārtraukta svilpšana ir augstas frekvences tonāls troksnis, kas nemainās līdz ar spiedienu. Pulsējoša svilpšana pieaug un samazinās pie sūkņa vārpstas ātruma. Klauvēšana ir diskrēts trieciena troksnis pie sūkņa vārpstas ātruma. Augstas frekvences čīkstēšana ir tonāls troksnis virs 2 kHz. Šņācšana ir platjoslas troksnis no sūkņa korpusa.
2. Vispirms pārbaudiet iesūkšanas līnijas stāvokli.Aptuveni 60 % sūdzību par lāpstiņu sūkņa troksni rodas sašaurināta iesūkšanas līnija vai vaļīgs iesūkšanas atloks. Pārbaudiet, vai iesūkšanas līnijā nav locījumu, ierobežojumu vai pārāk maza izmēra cauruļu. Pārbaudiet iesūkšanas atloka griezes momentu. Izmēriet iesūkšanas vakuumu ar mērinstrumentu sūkņa ieplūdes atverē; vakuumam pie nominālās plūsmas jābūt zem 0,5 bar.
3. Pārbaudiet eļļas stāvokli un gaisa izvadīšanas statusu.Gaisa iekļūšana ir otrais izplatītākais lāpstiņu sūkņa trokšņa cēlonis. Pārbaudiet eļļas līmeni rezervuārā. Pārbaudiet iesūkšanas līniju, vai nav gaisa noplūžu, uzklājot ziepjūdens šķīdumu katrā savienojumā, kamēr sūknis darbojas; burbuļi norāda uz noplūdi. Pārliecinieties, vai gaisa atgaisošanas atvere darbojas pareizi; iesprūdusi gaisa atgaisošanas atvere var izraisīt pastāvīgu aerācijas troksni pat tad, ja iesūkšanas līnijā nav noplūžu.
4. Pārbaudiet lāpstiņu galus un gredzenu, vai tie nav nodiluši.Noņemiet sūkņa galvu un pārbaudiet, vai lāpstiņu galiem nav nošķembu vai pārmērīgas atstarpes pie gredzena. Vickers VQ iekšējās lāpstiņas konstrukcijā tiek izmantotas divpadsmit lāpstiņas zemas plūsmas pulsācijas nodrošināšanai, un lāpstiņu gali ir visvairāk nodiluma pakļautā virsma. Izmēriet lāpstiņu galu atstarpi, salīdzinot ar ražotāja specifikāciju; tipiskais apkopes ierobežojums ir 0,05 mm maksimālā atstarpe.
5. Pārbaudiet gultņus un vārpstas izlīdzinājumu.Gultņa atteice ir vēlīna stadijas atteice, kas rada detonācijas troksni un paaugstinātu korpusa temperatūru. Pārbaudiet gultņa korpusa temperatūru ar infrasarkano termometru; maksimālā nepārtrauktā temperatūra parasti ir par 80 grādiem pēc Celsija virs apkārtējās vides temperatūras. Pārbaudiet vārpstas izlīdzinājumu ar skalas indikatoru; nobīdes robeža parasti ir 0,05 mm kopējais indikatora rādījums.
6. Lietojiet labojumu un pārbaudiet trokšņu samazināšanu.Risinājums ir atkarīgs no cēloņa: nomainiet iesūkšanas līnijas ierobežojumu, salabojiet gaisa noplūdi, nomainiet nolietoto lāpstiņu patronu, nomainiet nolietotos gultņus vai nomainiet visu sūkni, ja nodilums pārsniedz ekspluatācijas robežu. Pēc labošanas izmēriet trokšņa līmeni un salīdziniet to ar sākotnējo līmeni pirms labošanas; veiksmīgs labojums parasti samazina trokšņa līmeni par 5 līdz 15 dB(A), kas ir dzirdamā robežvērtība starp normālu sūkni un nolietotu sūkni.

Visbiežāk sastopamā pirmreizējā diagnostikas kļūda sūdzībā par lāpstiņu sūkņa troksni ir pieņemt, ka cēlonis ir lāpstiņu nodilums, un pasūtīt kārtridža nomaiņu, lai gan faktiskais iemesls ir gaisa iekļūšana. Lāpstiņu kārtridža nomaiņa sūknim ar gaisa noplūdi uz dažām stundām samazinās trokšņa līmeni, un pēc tam gaisa iekļūšana paātrinās nodilumu un trokšņa atgriešanos dažu nedēļu laikā. Gaisa iekļūšanas diagnostikas tests ir ātrs (5 minūšu ziepju un ūdens burbuļu tests) un pārliecinošs, un pareiza iepirkuma prakse ir pārbaudīt gaisa iekļūšanu pirms kārtridža pasūtīšanas.

Bieži uzdotie jautājumi

Kādi ir visbiežāk sastopamie hidrauliskā sūkņa trokšņa cēloņi lāpstiņu sūknī?

Septiņi visbiežāk sastopamie hidrauliskā sūkņa trokšņa cēloņi lāpstiņu sūknī biežuma secībā ir: (1) gaisa ieplūde caur iesūkšanas līniju, kas izraisa nepārtrauktu dūkoņu un ir atbildīga par aptuveni 35% no trokšņa sūdzībām, (2) kavitācija no ierobežotas iesūkšanas līnijas vai zema eļļas līmeņa, kas izraisa pulsējošu dūkoņu un ir atbildīga par aptuveni 25% no trokšņa sūdzībām, (3) lāpstiņu galu nodilums eļļas piesārņojuma vai normāla kalpošanas laika dēļ, kas izraisa detonāciju un ir atbildīga par aptuveni 20% no trokšņa sūdzībām, (4) gultņu atteice nodiluma vai nepareizas izlīdzināšanas, kas izraisa detonāciju un paaugstinātu korpusa temperatūru un ir atbildīga par aptuveni 10% no trokšņa sūdzībām, (5) vārpstas nepareiza izlīdzināšana starp sūkni un galveno dzinēju, kas izraisa 2x vārpstas ātruma vibrāciju un ir atbildīga par aptuveni 5% no trokšņa sūdzībām, (6) iesūkšanas līnijas ierobežojums no saliektas šļūtenes vai aizsērējuša filtra, kas izraisa kavitācijas troksni un ir atbildīga par aptuveni 3% no trokšņa sūdzībām, un (7) iekšēja noplūde gar nodilušu blīvējumu vai buksi, kas izraisa šņākšanu un ir... ir atbildīgs par aptuveni 2% no sūdzībām par troksni.

Kā atšķirt kavitāciju no gaisa iekļūšanas trokšņa?

Kavitācija un gaisa ieplūde rada līdzīgu augstfrekvences tonālo troksni, taču tie atšķiras pēc viļņu formas, spiediena korelācijas un reakcijas uz eļļas līmeņa izmaiņām. Kavitācijas troksnis ir pulsējoša svilpšana, kas pieaug un samazinās līdz ar sūkņa vārpstas ātrumu un korelē ar izplūdes spiediena ciklu; tas kļūst skaļāks, kad izplūdes spiediens pazemas cikla apakšā. Gaisa ieplūdes troksnis ir nepārtraukta svilpšana, kas pulsē līdz ar vārpstas ātrumu un nekorelē ar izplūdes spiedienu; tas ir visskaļākais, kad sūknis ir auksts, un visklusākais, kad sūknis sasniedz darba temperatūru. Kavitāciju novērš, novēršot iesūkšanas līnijas ierobežojumu vai zemo eļļas līmeni. Gaisa ieplūdi novērš, atrodot un salabojot gaisa noplūdi, parasti pie iesūkšanas atloka, rezervuāra blīvējuma vai gaisa atgaisošanas savienojuma. Diagnostikas triks ir piepildīt rezervuāru virs maksimālās atzīmes un redzēt, vai trokšņa līmenis samazinās.

Vai trokšņains hidrauliskais sūknis vienmēr ir problēma?

Ne vienmēr. Katrs hidrauliskais sūknis rada zināmu troksni, un trokšņa līmenis ir atkarīgs no sūkņa veida, darba spiediena, sūkņa ātruma un uzstādīšanas. Lāpstiņu sūknis, kas darbojas ar 175 bāru spiedienu un 1800 apgr./min, radīs sākotnējo trokšņa līmeni no 65 līdz 75 dB(A) 1 m brīvā laukā, kas ir normāli. Sūknim, kura skaļums ir pieaudzis par 5 līdz 10 dB(A) virs sākotnējā līmeņa, rodas problēma. Sūknim, kura skaļums pēkšņi kļūst par 15 līdz 20 dB(A) skaļāks nekā sākotnējais līmenis, ir akūta problēma, kurai nepieciešama tūlītēja uzmanība. NFPA trokšņa mērīšanas labākā prakse rūpnieciskajām hidrauliskajām sistēmām ir noteikt sākotnējo trokšņa līmeni uzstādīšanas laikā, veikt mērījumus katru gadu un veidot datu tendences.

Kāda ir atšķirība starp nolietota lāpstiņu sūkņa troksni un nolietota gultņa troksni?

Nodilis lāpstiņu sūknis rada klauvējiena troksni pie sūkņa vārpstas ātruma, jo nodilušie lāpstiņu gali pieskaras gredzenam citā leņķī nekā jaunās lāpstiņas, un trieciens tiek pārnests uz sūkņa korpusu kā atsevišķi triecieni. Nodilis gultnis rada klauvējiena troksni pie gultņa frekvences, kas ir augstāka par sūkņa vārpstas ātrumu, jo gultņi parasti griežas ar vārpstas ātruma daudzkārtni atkarībā no gultņa ģeometrijas. Diagnostikas triks ir klauvējiena frekvences mērīšana ar vibrācijas analizatoru: nodilušas lāpstiņas klauvējiens ir pie 1x vārpstas ātruma (piemēram, 30 Hz pie 1800 apgr./min), savukārt nodilusi gultņa klauvējiens ir pie augstākas harmonikas (piemēram, 120 Hz gultnim ar tipisku 4,0 frekvences attiecību). Vēl viens diagnostikas triks ir temperatūra: nodilušas lāpstiņas neizraisa paaugstinātu korpusa temperatūru, savukārt nodiluši gultņi izraisa korpusa temperatūras paaugstināšanos par 20 līdz 40 grādiem pēc Celsija virs normālas dažu stundu darbības laikā.

Vai trokšņainu hidraulisko sūkni var salabot, mainot eļļu?

Dažreiz. Trokšņainu hidraulisko sūkni, ko izraisa gaisa iekļūšana zema eļļas līmeņa dēļ, var novērst, papildinot eļļu, taču troksnis atgriezīsies nākamajā zema eļļas līmeņa gadījumā, ja vien netiks novērsts pamatcēlonis. Trokšņainu hidraulisko sūkni, ko izraisa kavitācija eļļas viskozitātes dēļ, kas ir pārāk augsta darba temperatūrai, var novērst, mainot to uz ražotāja ieteikto viskozitātes pakāpi. Trokšņainu hidraulisko sūkni, ko izraisa lāpstiņu vai gultņu nodilums, nevar novērst, mainot eļļu; eļļas maiņa var īslaicīgi maskēt troksni, ja jaunajai eļļai ir labākas pretnodiluma īpašības, bet mehāniskais nodilums joprojām turpinās. Diagnostikas tests ir eļļas nomaiņa, sūkņa darbināšana 200 stundas un atkārtota trokšņa līmeņa mērīšana.

Kad trokšņains hidrauliskais sūknis ir jānomaina, nevis jāremontē?

Trokšņains hidrauliskais sūknis ir jānomaina, nevis jāremontē, ja troksni rada lāpstiņu galu nodilums, kas pārsniedz ražotāja noteikto apkopes robežu (parasti 0,05 mm atstarpe Vickers VQ lāpstiņu konstrukcijā), ja gultņa atteice ir progresējusi līdz vietai, kur korpusa temperatūra ir vairāk nekā 50 grādi pēc Celsija virs apkārtējās vides temperatūras, ja troksnim pievienojas redzama aerācija rezervuārā vai ja sūknis ir pārbūvēts vairāk nekā divas reizes un troksnis atgriežas nominālā kalpošanas laika laikā. Rezerves sūkņa iepirkuma specifikācija ir Vickers VQ sērijas lāpstiņu sūknis, kas pieejams ar 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ un 4535VQ darba tilpumiem, ar 12 lāpstiņu konstrukciju zemai plūsmas pulsācijai, hidraulisko balansēšanu ilgam kalpošanas laikam un neatkarīgu kārtridžu apkopei, nenoņemot sūkni no tā stiprinājuma.

Kā Vicks Hydraulic atbalsta hidrauliskā sūkņa trokšņa diagnostiku

Apkopes tehniķim, hidrauliskās sistēmas projektētājam vai iepirkumu speciālistam, kurš norāda lāpstiņu sūkņa nomaiņu trokšņainai lietojumprogrammai, iepirkumu programma sadalās trīs dokumentos: aVQ sērijas produkta specifikācija(12 pārvietojumi, kas aptver 10 līdz 180 cm³/apgr.), atrokšņa diagnostikas veidlapa(12 rindu diagnostikas diagramma ar simptomu, cēloni, verifikācijas testu un risinājumu) unTrokšņa simptomu Vicks diagnostikas pieprasījums(e-pasta ceļš, lai nosūtītu trokšņa simptomus Vicks inženierim konkrētam sūkņa lietojumam).Vicks hidrauliskā sūkņa kategorijaietver VQ sēriju, T6/T7 Denison sēriju, V10/V20 Vickers sēriju un ABT servo sūkņu sēriju.kontakta ceļšTrokšņa diagnostikai ir Vicks inženieru komandas WhatsApp vai e-pasts, un uz lielāko daļu pieprasījumu atbildes laiks ir 24 stundas.