Причины и способы устранения шума гидравлического насоса: диагностическая таблица для лопастных насосов.

Данное руководство написано дляспециалисты по техническому обслуживанию, проектировщики гидравлических систем и специалисты по закупкамТем, кто занимается диагностикой шума гидравлического насоса в лопастном насосе и нуждается в едином документе, который связывает тип шума, первопричину, проверочный тест и решение проблемы в рамках обоснованного диагностического процесса. Рекомендации основаны на опубликованных данных.внутрилопастной насос Vickers VQтехнические характеристики иNFPA(Национальная ассоциация гидравлических систем) Рекомендации по измерению шума в промышленных гидравлических системах.

Краткое содержание: Диагностика шума лопастного насоса.

• Пять типов шума:Непрерывный свист, пульсирующий свист, стук, высокочастотный визг (выше 2 кГц) и шипение. Каждое из этих явлений соответствует небольшому числу причин.
• Семь основных причин:Проникновение воздуха (35%), кавитация (25%), износ кончиков лопаток (20%), выход из строя подшипников (10%), несоосность вала (5%), ограничение потока всасывания (3%), внутренняя утечка (2%).
• Диагностические инструменты:Стетоскоп механика для определения уровня шума, вакуумметр для проверки всасывающей линии, инфракрасный термометр для измерения температуры подшипников, анализатор вибрации для определения частоты.
• Исправить ожидания:Успешное устранение неисправности снижает уровень шума на 5–15 дБ(А) на расстоянии 1 м в свободном поле, что соответствует разнице порогов слышимости между нормальным и изношенным насосом.
• Ремонт или замена:Износ наконечников лопаток можно устранить заменой картриджа; износ подшипников обычно требует полной замены насоса, поскольку в большинстве конструкций лопастных насосов подшипники не подлежат техническому обслуживанию пользователем.

Это основные положения статьи. В оставшейся части статьи каждое положение объясняется подробно, включая диагностическую диаграмму, таблицу из 12 строк, описывающую переход от симптома к причине, от теста к устранению неисправности, техническое задание на замену детали серии Vickers VQ, а также критерии принятия решения о ремонте или замене.

Пять типов шума, издаваемых лопастным насосом

Лопастной насос издает пять распознаваемых типов шума, каждый из которых соответствует небольшому числу первопричин. Основным диагностическим инструментом является стетоскоп механика, установленный на корпусе насоса; измерителем уровня звука на расстоянии 1 м в свободном поле является вторичный инструмент. Частотный анализатор является третичным инструментом, используемым в случаях, когда тип шума неясен и необходимо подтвердить первопричину до разборки.

Непрерывный свистЭто высокочастотный тональный шум, который не меняется с давлением. Обычно он вызван попаданием воздуха в линию всасывания или износом кончика лопатки, который вызывает высокочастотную вибрацию, когда изношенная лопатка проходит над краем кольцевого отверстия. Диагностический тест заключается в измерении уровня шума при максимальном и минимальном уровнях масла: снижение уровня шума на 3–5 дБ(А) при максимальном уровне указывает на попадание воздуха, а неизменный уровень шума — на износ лопатки.

Пульсирующий свистЭто низкочастотный пульсирующий шум, который нарастает и спадает в зависимости от скорости вращения вала насоса. Обычно он вызван кавитацией на всасывающем патрубке, которая, в свою очередь, возникает из-за засорения всасывающей линии, низкого уровня масла или использования масла низкой вязкости при рабочей температуре. Диагностический тест заключается в измерении вакуума на всасывающем патрубке насоса с помощью вакуумметра; вакуум выше 0,5 бар при номинальном расходе подтверждает наличие кавитации.

СтучащийЭто дискретный ударный шум, возникающий при скорости вращения вала насоса, вызванный ударами лопаток о кольцо под углом, отличным от угла удара новых лопаток (изношенные лопатки), или ударами роликов подшипника о дефект во внутреннем или внешнем кольце (изношенный подшипник). Диагностический тест заключается в измерении частоты стука с помощью анализатора вибрации: стук изношенных лопаток происходит при частоте, равной 1x скорости вращения вала (например, 30 Гц при 1800 об/мин), тогда как стук изношенного подшипника происходит на частоте дефекта подшипника, которая обычно является гармоникой скорости вращения вала (например, 120 Гц для подшипника с коэффициентом усиления 4,0).

Высокочастотный пискЭто тональный шум выше 2 кГц, обычно вызванный зазором между лопаткой и пазом (лопатка неплотно сидит в пазу и вибрирует на высокой частоте) или резонансом жидкости в линии всасывания. Диагностический тест заключается в прослушивании стетоскопом механика у всасывающего фланца; визг, высота которого увеличивается при затягивании всасывающего фланца, является резонансом в линии всасывания, тогда как визг, не зависящий от всасывающего фланца, является зазором между лопаткой и пазом.

ШипениеШирокополосный шум, исходящий от корпуса насоса, обычно вызван аэрацией масла внутри насоса или внутренней утечкой через изношенное уплотнение или втулку. Диагностический тест заключается в том, чтобы приложить стетоскоп механика к передней крышке насоса; шипение, наиболее громкое у передней крышки, указывает на износ уплотнения вала, а шипение, равномерное по всему корпусу, указывает на аэрацию.NFPAВ учебных материалах по техническому обслуживанию промышленных гидравлических систем описаны пять типов шума, соответствующие передовой практике измерения шума.

Диагностическая таблица — от симптома к причине и от подтверждающего теста к решению проблемы.

Это опубликованные и зафиксированные данные из литературы по техническому обслуживанию промышленных лопастных насосов. 12 строк охватывают примерно 95% жалоб на шум лопастных насосов, с которыми может столкнуться техник по техническому обслуживанию в типичной промышленной среде, и алгоритм диагностики одинаков независимо от марки насоса. В качестве замены предлагается внутрилопастной насос Vickers серии VQ от компании Vickers.Гидравлический Виксс рабочим объемом, соответствующим существующему насосу (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ или 4535VQ), с 12-лопастной конструкцией для низкого уровня пульсации потока, гидравлической балансировкой для длительного срока службы и независимым картриджем для обслуживания без снятия насоса с места крепления.

Почему насосы серии Vickers VQ являются стандартными для замены?

Внутрилопастной насос Vickers серии VQ является стандартной заменой изношенного лопастного насоса в промышленных гидравлических системах. 12-лопастная конструкция обеспечивает низкую пульсацию потока (обычно от 1 до 2 процентов от номинального потока), гидравлическая балансировочная структура снижает контактное давление между лопастями и статором, а независимая конструкция картриджа позволяет проводить обслуживание без снятия насоса с места крепления. 12 рабочих объемов в серии VQ (от 20VQ до 4535VQ) охватывают диапазон от 10 до 180 см³/об, что является типичным диапазоном рабочих объемов для промышленных гидравлических систем в литье под давлением, инструментальном производстве, литье под давлением и металлургическом оборудовании.

Ключевым техническим преимуществом является гидравлическая балансировочная конструкция. Несбалансированный лопастной насос создает высокую радиальную нагрузку на вал, поскольку напорная сторона кольца прижимает ротор к статору, что является основным источником износа подшипников и шума. Гидравлическая балансировка серии VQ снижает эту радиальную нагрузку за счет соединения напорной стороны кольца с всасывающей стороной кольца через балансировочный канал, что выравнивает давление с обеих сторон ротора. В результате увеличивается срок службы подшипников, снижается уровень шума насоса и повышается стабильность объемной эффективности на протяжении всего срока службы.

Второе техническое преимущество заключается в 12-лопастной конструкции. 10-лопастной насос создает 10 пульсаций потока за один оборот, тогда как 12-лопастной насос создает 12 пульсаций потока за один оборот, каждая с меньшей амплитудой. Меньшая пульсация потока означает меньший шум на нагнетательном патрубке, меньшие пульсации давления в системе и меньшую вибрацию в нагнетательном трубопроводе. В литьевой машине меньшая пульсация потока напрямую приводит к более стабильному весу впрыскиваемой смеси и более высокой точности процесса.

Как диагностировать и устранить неисправность шумного лопастного насоса — пошаговая инструкция из шести этапов.

Для специалиста по техническому обслуживанию, диагностирующего шум гидравлического насоса в лопастном насосе, процесс диагностики сводится к шести шагам. Выполните их по порядку, и причина будет выявлена, а устранение неисправности произведено без ненужной разборки.

1. Определите тип шума с помощью стетоскопа или шумомера.Используйте механический стетоскоп на корпусе насоса или шумомер на расстоянии 1 м в свободном поле. Непрерывный свист — это высокочастотный тональный шум, который не меняется с давлением. Пульсирующий свист усиливается и ослабевает со скоростью вращения вала насоса. Стук — это дискретный ударный шум со скоростью вращения вала насоса. Высокочастотный визг — это тональный шум выше 2 кГц. Шипение — это широкополосный шум от корпуса насоса.
2. В первую очередь проверьте состояние всасывающей линии.Засорение всасывающего трубопровода или ослабление всасывающего фланца являются причиной примерно 60% жалоб на шум лопастных насосов. Осмотрите всасывающий трубопровод на наличие перегибов, засоров или недостаточного диаметра труб. Проверьте правильность затяжки всасывающего фланца. Измерьте разрежение на входном патрубке насоса с помощью манометра; разрежение должно быть ниже 0,5 бар при номинальном расходе.
3. Проверьте состояние масла и работоспособность системы удаления воздуха.Попадание воздуха является второй по распространенности причиной шума лопастного насоса. Проверьте уровень масла в резервуаре. Проверьте всасывающую линию на наличие утечек воздуха, нанеся мыльный раствор на каждое соединение во время работы насоса; наличие пузырьков указывает на утечку. Убедитесь в правильной работе воздухоотводчика; заклинивший воздухоотводчик может вызывать постоянный шум аэрации даже при исправной всасывающей линии.
4. Осмотрите кончики лопаток и кольцо на предмет износа.Снимите головку насоса и осмотрите кончики лопаток на наличие сколов или чрезмерного зазора в кольце. В конструкции насоса Vickers VQ с внутрилопастным расположением лопаток используется двенадцать лопаток для обеспечения низкой пульсации потока, при этом кончики лопаток являются наиболее изнашиваемой поверхностью. Измерьте зазор между кончиками лопаток и их положением в соответствии со спецификацией производителя; типичный рабочий предел составляет 0,05 мм.
5. Проверьте подшипники и соосность вала.Выход подшипника из строя — это поздняя стадия поломки, сопровождающаяся стуком и повышением температуры корпуса. Проверьте температуру корпуса подшипника с помощью инфракрасного термометра; максимальная непрерывная температура обычно составляет 80 градусов Цельсия выше температуры окружающей среды. Проверьте соосность вала с помощью индикатора часового типа; допустимое отклонение обычно составляет 0,05 мм от общего показания индикатора.
6. Примените исправление и проверьте снижение уровня шума.Способ устранения неисправности зависит от причины: замена ограничителя всасывающей линии, устранение утечки воздуха, замена изношенного картриджа лопаток, замена изношенных подшипников или замена всего насоса, если износ превышает допустимый предел. Измерьте уровень шума после ремонта и сравните его с исходным уровнем до ремонта; успешный ремонт обычно снижает уровень шума на 5–15 дБ(А), что соответствует разнице порогов слышимости между нормальным и изношенным насосом.

Наиболее распространенная ошибка при первичной диагностике шума в лопастном насосе — это предположение, что причиной является износ лопаток, и заказ замены картриджа, тогда как на самом деле причина — попадание воздуха. Замена картриджа в насосе с утечкой воздуха снизит уровень шума на несколько часов, а затем попадание воздуха ускорит износ, и шум вернется в течение нескольких недель. Диагностический тест на попадание воздуха быстрый (5-минутный тест с мыльным раствором) и однозначный, и правильной практикой при закупке является проверка на попадание воздуха перед заказом картриджа.

Часто задаваемые вопросы

Каковы наиболее распространенные причины шума гидравлического насоса с лопастным ротором?

Семь наиболее распространенных причин шума гидравлического насоса с лопастным ротором, в порядке убывания частоты, следующие: (1) попадание воздуха через всасывающую линию, вызывающее непрерывный свист и являющееся причиной примерно 35% жалоб на шум; (2) кавитация из-за засорения всасывающей линии или низкого уровня масла, вызывающая пульсирующий свист и являющаяся причиной примерно 25% жалоб на шум; (3) износ лопаток из-за загрязнения маслом или нормального срока службы, вызывающий стук и являющийся причиной примерно 20% жалоб на шум; (4) выход из строя подшипников из-за износа или смещения, вызывающий стук и повышение температуры корпуса и являющийся причиной примерно 10% жалоб на шум; (5) смещение вала между насосом и первичным двигателем, вызывающее вибрацию, вдвое превышающую скорость вращения вала, и являющееся причиной примерно 5% жалоб на шум; (6) ограничение всасывающей линии из-за перегиба шланга или засорения фильтра, вызывающее кавитационный шум и являющееся причиной примерно 3% жалоб на шум; и (7) внутренняя утечка через изношенное уплотнение или втулку, вызывающая Шипение является причиной примерно 2% жалоб на шум.

Как отличить шум от кавитации от шума, возникающего при попадании воздуха?

Кавитация и попадание воздуха создают схожий высокочастотный тональный шум, но различаются по форме волны, корреляции давления и реакции на изменения уровня масла. Кавитационный шум представляет собой пульсирующий свист, который усиливается и ослабевает в зависимости от скорости вращения вала насоса и коррелирует с циклом давления нагнетания; он становится громче по мере падения давления нагнетания в нижней точке цикла. Шум от попадания воздуха представляет собой непрерывный свист, который не пульсирует в зависимости от скорости вращения вала и не коррелирует с давлением нагнетания; он наиболее громкий, когда насос холодный, и наименее громкий, когда насос достигает рабочей температуры. Кавитацию устраняют, устраняя ограничение в линии всасывания или низкий уровень масла. Попадание воздуха устраняют, находя и устраняя утечку воздуха, обычно в месте соединения всасывающего фланца, уплотнения резервуара или штуцера для удаления воздуха. Диагностический прием заключается в заполнении резервуара выше максимальной отметки и наблюдении за снижением уровня шума.

Всегда ли шумный гидравлический насос является проблемой?

Не всегда. Каждый гидравлический насос издает некоторый шум, и уровень шума зависит от типа насоса, рабочего давления, скорости вращения насоса и условий установки. Лопастной насос, работающий при давлении 175 бар и частоте вращения 1800 об/мин, будет производить базовый уровень шума от 65 до 75 дБ(А) на расстоянии 1 м в свободном поле, что является нормой. Насос, уровень шума которого повысился на 5–10 дБ(А) по сравнению с базовым уровнем, указывает на проблему. Насос, уровень шума которого внезапно стал на 15–20 дБ(А) выше базового уровня, имеет острую проблему, требующую немедленного внимания. Рекомендации NFPA по измерению шума в промышленных гидравлических системах предполагают установление базового уровня шума во время установки, ежегодные измерения и анализ тенденций изменения данных.

В чём разница между шумом, издаваемым изношенным лопастным насосом, и шумом, издаваемым изношенным подшипником?

Изношенный лопастной насос издает стук на частоте вращения вала насоса, потому что изношенные кончики лопаток ударяются о кольцо под другим углом, чем новые лопатки, и удар передается на корпус насоса в виде дискретных ударов. Изношенный подшипник издает стук на частоте вращения подшипника, которая выше частоты вращения вала насоса, поскольку подшипники обычно вращаются с частотой, кратной частоте вращения вала, в зависимости от геометрии подшипника. Диагностический прием заключается в измерении частоты стука с помощью анализатора вибрации: стук изношенных лопаток происходит на частоте, равной 1x частоте вращения вала (например, 30 Гц при 1800 об/мин), в то время как стук изношенного подшипника происходит на более высокой гармонике (например, 120 Гц для подшипника с типичным коэффициентом частотного отношения 4,0). Еще один диагностический прием — температура: изношенные лопатки не вызывают повышения температуры корпуса, в то время как изношенные подшипники приводят к повышению температуры корпуса на 20–40 градусов Цельсия выше нормы в течение нескольких часов работы.

Можно ли устранить проблему с шумным гидравлическим насосом, просто заменив масло?

Иногда. Шум гидравлического насоса, вызванный попаданием воздуха из-за низкого уровня масла, устраняется доливом масла, но шум вернется при следующем низком уровне масла, если не будет устранена основная причина. Шум гидравлического насоса, вызванный кавитацией из-за слишком высокой вязкости масла для рабочей температуры, устраняется заменой масла на масло рекомендованного производителем класса вязкости. Шум гидравлического насоса, вызванный износом лопаток или подшипников, не устраняется заменой масла; замена масла может временно замаскировать шум, если новое масло обладает лучшими противоизносными свойствами, но механический износ все еще продолжается. Диагностический тест заключается в замене масла, работе насоса в течение 200 часов и повторном измерении уровня шума.

В каких случаях шумный гидравлический насос следует заменить, а не ремонтировать?

Шумный гидравлический насос следует заменить, а не ремонтировать, если шум вызван износом лопаток, превышающим допустимый производителем предел (обычно зазор 0,05 мм в конструкции Vickers VQ с внутрилопаточным расположением лопаток), если износ подшипника прогрессировал до такой степени, что температура корпуса превышает температуру окружающей среды более чем на 50 градусов Цельсия, если шум сопровождается видимым аэрированием в резервуаре или если насос ремонтировался более двух раз, а шум возвращается в течение расчетного срока службы. В качестве замены предлагается внутрилопастной насос Vickers серии VQ, доступный в вариантах производительности 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ и 4535VQ, с 12 лопастями для снижения пульсаций расхода, гидравлической балансировкой для длительного срока службы и независимым картриджем для обслуживания без демонтажа насоса с места установки.

Как Vicks Hydraulic помогает в диагностике шума гидравлического насоса

Для специалиста по техническому обслуживанию, проектировщика гидравлических систем или сотрудника отдела закупок, выбирающего замену лопастного насоса для работы в условиях повышенного шума, программа закупок сводится к трем документам: а)Технические характеристики продукции серии VQ(12 вариантов рабочего объема, охватывающих диапазон от 10 до 180 см³/об),форма диагностики шума(диагностическая таблица из 12 строк с указанием симптома, причины, подтверждающего теста и способа устранения неисправности), а такжесимптом шума, требующий диагностики с помощью Викса(Указан адрес электронной почты для отправки информации о шуме инженеру компании Vicks, специализирующемуся на конкретном типе насоса).Категория гидравлических насосов VicksВключает в себя серию VQ, серию T6/T7 Denison, серию V10/V20 Vickers и серию сервонасосов ABT.путь контактаДля диагностики шума свяжитесь с инженерной командой Vicks через WhatsApp или электронную почту; на большинство запросов ответят в течение 24 часов.