Ta priročnik je napisan zavzdrževalci, načrtovalci hidravličnih sistemov in nabavni referentiki diagnosticirajo hrup hidravlične črpalke v krilni črpalki in potrebujejo en sam dokument, ki povezuje vrsto hrupa, vzrok, verifikacijski test in rešitev v utemeljen diagnostični potek dela. Priporočila so povzeta iz objavljenegaVickers VQ črpalka z loputamispecifikacije inNFPANajboljše prakse merjenja hrupa (Nacionalno združenje za fluidno energijo) za industrijske hidravlične sisteme.
TL;DR — Diagnostični posnetek hrupa krilne črpalke
- Pet vrst hrupa:Neprekinjeno cviljenje, utripajoče cviljenje, trkanje, visokofrekvenčno cviljenje (nad 2 kHz) in sikanje. Vsak od teh vzrokov je povezan z majhnim številom vzrokov.
- Sedem temeljnih vzrokov:Vdor zraka (35 %), kavitacija (25 %), obraba konice lopatic (20 %), okvara ležaja (10 %), neporavnanost gredi (5 %), zožitev sesalnega voda (3 %), notranje puščanje (2 %).
- Diagnostična orodja:Mehanski stetoskop za identifikacijo hrupa, sesalni vakuummeter za preverjanje sesalne cevi, infrardeči termometer za temperaturo ležajev, analizator vibracij za identifikacijo frekvence.
- Popravi pričakovanje:Uspešna popravila zmanjšajo raven hrupa za 5 do 15 dB(A) na 1 m prostega polja, kar je razlika med slišnim pragom med normalno in obrabljeno črpalko.
- Popravilo v primerjavi z zamenjavo:Obrabo konice lopatic je mogoče popraviti z zamenjavo kartuše; obraba ležajev običajno zahteva popolno zamenjavo črpalke, ker ležajev pri večini modelov lopatic črpalk uporabnik ne more popravljati.
To so glavne vrstice. Preostanek članka podrobno pojasnjuje vsako vrstico, vključno z diagnostično tabelo, 12-vrstično tabelo simptomov, vzrokov, testov in odprav, specifikacijo nabave za nadomestni izdelek serije Vickers VQ in merili za odločitev o nabavi za popravilo v primerjavi z zamenjavo.
Pet vrst hrupa, ki jih proizvaja krilna črpalka
Krilna črpalka proizvaja pet prepoznavnih vrst hrupa, vsaka pa je povezana z majhnim številom temeljnih vzrokov. Mehanski stetoskop na ohišju črpalke je primarno diagnostično orodje; merilnik nivoja zvoka na 1 m prostega polja je sekundarno orodje. Frekvenčni analizator je terciarno orodje, ki se uporablja, kadar je vrsta hrupa dvoumna in je treba pred razstavljanjem potrditi temeljni vzrok.
Neprekinjeno cviljenjeje visokofrekvenčni tonski hrup, ki se ne spreminja s tlakom. Običajno ga povzroči vdor zraka na sesalnem vodu ali obraba konice lopatice, ki povzroča visokofrekvenčne vibracije, ko obrabljena lopatica prehaja čez rob obroča. Diagnostični test je merjenje ravni hrupa, ko je olje na najvišji oznaki in ponovno, ko je olje na najnižji oznaki: raven hrupa, ki se pri najvišji oznaki zniža za 3 do 5 dB(A), je vdor zraka, medtem ko je raven hrupa, ki se ne spremeni, obraba lopatic.
Utripajoče cviljenjeje nizkofrekvenčni pulzirajoči hrup, ki narašča in pada s hitrostjo gredi črpalke. Običajno ga povzroča kavitacija na sesalni odprtini, ki jo nato povzročajo zožena sesalna cev, nizka raven olja ali olje z nizko viskoznostjo pri obratovalni temperaturi. Diagnostični test je merjenje sesalnega vakuuma na vhodni odprtini črpalke z vakuummetrom; vakuum nad 0,5 bara pri nazivnem pretoku potrjuje kavitacijo.
Trkanjeje diskreten udarni hrup pri hitrosti gredi črpalke, ki ga povzročajo konice lopatic, ki udarjajo v obroč pod drugačnim kotom kot nove lopatice (obrabljena lopatica) ali pa valji ležaja udarjajo v napako v notranjem ali zunanjem obroču (obrabljen ležaj). Diagnostični test je merjenje frekvence trkanja z analizatorjem vibracij: trkanje obrabljenih lopatic je pri 1x hitrosti gredi (npr. 30 Hz pri 1800 vrt/min), medtem ko je trkanje obrabljenega ležaja pri frekvenci napake ležaja, ki je običajno harmonik hitrosti gredi (npr. 120 Hz za ležaj s frekvenčnim razmerjem 4,0).
Visokofrekvenčno cviljenjeje tonski šum nad 2 kHz, ki ga običajno povzroči razmik med lopatico in režo (lopatica je v reži ohlapna in vibrira pri visoki frekvenci) ali resonanca tekočine v sesalni cevi. Diagnostični test je poslušanje s stetoskopom mehanika na sesalni prirobnici; cviljenje, ki se stopnjuje, ko je sesalna prirobnica zategnjena, je resonanca sesalne cevi, medtem ko je cviljenje, ki je neodvisno od sesalne prirobnice, razmik med lopatico in režo.
Sikanjeje širokopasovni hrup iz telesa črpalke, ki ga običajno povzroči prezračevanje olja v črpalki ali notranje puščanje mimo obrabljenega tesnila ali puše. Diagnostični test je, da mehanik s stetoskopom prisloni sprednji pokrov črpalke; sikanje, ki je najglasnejše pri sprednjem pokrovu, je obrabljeno tesnilo gredi, medtem ko sikanje, ki je enakomerno po celotnem telesu, pomeni prezračevanje.NFPANajboljša praksa merjenja hrupa dokumentira teh pet vrst hrupa v gradivih za usposabljanje za vzdrževanje industrijskih hidravličnih sistemov.
Diagnostična tabela – od simptoma do vzroka in potrditvenega testa za odpravo
| Simptom hrupa | Verjeten vzrok | Preveritveni test | Popravi |
|---|---|---|---|
| Neprekinjeno cviljenje, najglasnejše pri mrazu | Vdor zraka na spoju sesalnega voda | Preizkus z milnimi mehurčki na sesalni prirobnici med delujočo črpalko | Ponovno privijte sesalno prirobnico v skladu s proizvajalčevimi specifikacijami; zamenjajte tesnilo, če je poškodovano |
| Neprekinjeno cviljenje, ni najglasnejše, ko je hladno | Obraba konice lopatic | Odstranite glavo črpalke, izmerite razmik konice lopatice (največ 0,05 mm) | Zamenjava kartuše z lopaticami (komplet kartuš serije VQ) |
| Pulzirajoče cviljenje, raven hrupa nad 75 dB(A) | Kavitacija zaradi zoženega sesalnega voda | Izmerite sesalni vakuum; nad 0,5 bara potrjuje kavitacijo | Zamenjajte prepognjeno cev, odmašite filter, povečajte sesalno cev |
| Pulzirajoče cviljenje, normalen podtlak, normalna raven olja | Viskoznost olja je previsoka za delovno temperaturo | Izmerite temperaturo olja na vhodu črpalke; preverite glede na specifikacijo ISO VG | Sprememba viskoznostnega razreda, ki ga priporoča proizvajalec |
| Trkanje pri 1x hitrosti gredi, normalna temperatura ohišja | Obrabljena konica lopatice | Odstranite glavo črpalke, preverite konice lopatic glede odkruškov ali prevelike zračnosti | Zamenjajte kartušo z lopaticami |
| Trkanje pri frekvenci ležajev, temperatura ohišja povišana za 20-40 stopinj Celzija | Obraba ležajev ali prezgodnja odpoved | Infrardeči termometer na ohišju ležaja; primerjajte z omejitvijo specifikacije | Zamenjajte črpalko (ležajev običajno uporabnik ne more popravljati) |
| Visokofrekvenčno cviljenje, ki se stopnjuje ob zategovanju sesalne prirobnice | Resonanca sesalnega voda | Zrahljajte sesalno prirobnico in opazujte, ali se cviljenje zmanjša | Dodajte akumulator sesalne cevi ali spremenite potek sesalne cevi |
| Visokofrekvenčno cviljenje neodvisno od sesalne prirobnice | Razdalja med lopatico in režo | Izmerite razdaljo med lopatico in režo (običajno največ 0,03 mm) | Zamenjajte kartušo z lopaticami |
| Sikanje na sprednjem pokrovu, vidno puščanje olja | Obrabljeno tesnilo gredi | Vizualni pregled sprednjega pokrova glede morebitnega iztekanja olja | Zamenjajte tesnilo gredi (običajno zahteva demontažo črpalke) |
| Enakomerno sikanje okoli črpalke, ni puščanja olja | Zračenje iz nivoja olja ali zasnove rezervoarja | Dolijte olje, pustite delovati 5 minut in opazujte, ali se sikanje zmanjša. | Odpravite težavo z nivojem olja, pregrado rezervoarja ali odzračevanjem |
| Cviljenje in sikanje ter povišana temperatura ohišja | Več vzrokov: običajno obrabljeni ležaji in obrabljene lopatice | Analiza vibracij za identifikacijo frekvenčne komponente ležaja | Zamenjava črpalke (popolna obnova v tej fazi ni ekonomična) |
| Trkanje plus sesalni vakuum nad 0,5 bara plus nizek nivo olja | Več vzrokov: kavitacija in obrabljene lopatice | Dolijte olje, izmerite podtlak; če trkanje ne preneha, je glavni vzrok obraba lopatic. | Najprej dolijte olje, nato pa zamenjajte vložek lopatic, če trkanje ne preneha |
To so objavljene in opažene vrstice v literaturi o vzdrževanju industrijskih krilnih črpalk. 12 vrstic pokriva približno 95 % pritožb glede hrupa krilnih črpalk, s katerimi se bo vzdrževalec srečal v tipičnem industrijskem okolju, diagnostični potek dela pa je enak ne glede na znamko črpalke. Nabavna specifikacija za nadomestno črpalko je črpalka Vickers VQ serije VQ od ...Vicks Hydraulicv prostornini, ki ustreza obstoječi črpalki (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ ali 4535VQ), z 12-lopatično zasnovo za nizko pulziranje pretoka, hidravličnim uravnoteženjem za dolgo življenjsko dobo in neodvisnim vložkom za servisiranje brez odstranitve črpalke z nosilca.
Zakaj je serija Vickers VQ standardna izbira za nadomestno črpalko
Vickersova črpalka z loputami serije VQ je standardna zamenjava za obrabljeno loputasto črpalko v industrijskem hidravličnem sistemu. Zasnova z 12 lopaticami zagotavlja nizko pulzacijo pretoka (običajno od 1 do 2 odstotka nazivnega pretoka), hidravlična uravnotežena struktura zmanjšuje kontaktni tlak med lopaticami in statorjem, neodvisna zasnova kartuše pa omogoča servisiranje brez odstranitve črpalke z nosilca. 12 prostornin v seriji VQ (od 20VQ do 4535VQ) pokriva območje od 10 do 180 cm³/vrt, kar je tipično območje prostornine za industrijske hidravlične sisteme v brizgalnih strojih, orodnih strojih, tlačnem litju in metalurški opremi.
Ključna tehnična prednost je hidravlično uravnotežena struktura. Neuravnotežena krilna črpalka ustvarja veliko radialno obremenitev gredi, ker tlačna stran obroča potiska rotor proti statorju, kar je glavni vir obrabe in hrupa ležajev. Hidravlično uravnoteženje serije VQ zmanjša to radialno obremenitev tako, da tlačno stran obroča s sesalno stranjo obroča poveže skozi uravnotežilni prehod, ki izenači tlak na obeh straneh rotorja. Rezultat je daljša življenjska doba ležaja, tišja črpalka in bolj enakomerna volumetrična učinkovitost skozi celotno življenjsko dobo.
Druga tehnična prednost je 12-krilna zasnova. 10-krilna črpalka ustvari 10 pulzacij pretoka na vrtljaj, medtem ko 12-krilna črpalka ustvari 12 pulzacij pretoka na vrtljaj, vsako z manjšo amplitudo. Nižje pulziranje pretoka pomeni manj hrupa na izpustni odprtini, manjše valovanje tlaka v sistemu in manj vibracij v izpustni cevi. V stroju za brizganje plastike se nižje pulziranje pretoka neposredno prevede v bolj enakomerno težo vbrizga in boljšo procesno zmogljivost.
Kako diagnosticirati in odpraviti hrupno krilno črpalko – šeststopenjski delovni proces
Za vzdrževalca, ki diagnosticira hrup hidravlične črpalke v krilni črpalki, se diagnostični postopek strne na šest korakov. Če jih izvedete po vrsti, boste ugotovili vzrok in odpravili težavo brez nepotrebnega razstavljanja.
- Vrsto hrupa določite s stetoskopom ali merilnikom zvoka.Uporabite mehanični stetoskop na ohišju črpalke ali merilnik nivoja zvoka na 1 m prostega polja. Neprekinjeno cviljenje je visokofrekvenčni tonski šum, ki se ne spreminja s tlakom. Pulzirajoče cviljenje se dviga in znižuje s hitrostjo gredi črpalke. Trkanje je diskreten udarni šum pri hitrosti gredi črpalke. Visokofrekvenčno cviljenje je tonski šum nad 2 kHz. Sikanje je širokopasovni šum iz ohišja črpalke.
- Najprej preverite stanje sesalne cevi.Zožena sesalna cev ali ohlapna sesalna prirobnica sta vzrok za približno 60 % pritožb glede hrupa krilnih črpalk. Preverite sesalno cev glede pregibov, zožitev ali premajhnih cevi. Preverite pravilen navor sesalne prirobnice. Z manometrom na vhodni odprtini črpalke izmerite sesalni vakuum; vakuum mora biti pri nazivnem pretoku pod 0,5 bara.
- Preverite stanje olja in stanje odzračevanja.Vdor zraka je drugi najpogostejši vzrok hrupa krilne črpalke. Preverite nivo olja v rezervoarju. Preverite sesalni vod za morebitno puščanje zraka tako, da med delovanjem črpalke na vsak spoj nanesete milnico in vodo; mehurčki kažejo na puščanje. Preverite, ali odzračevalni ventil deluje pravilno; zagozden odzračevalni ventil lahko povzroči trajen hrup prezračevanja, tudi če sesalni vod ne pušča.
- Preverite obrabo konic lopatic in obroča.Odstranite glavo črpalke in preverite, ali so konice lopatic odkrušene ali ima na obroču preveliko zračnost. Vickers VQ zasnova z znotrajlopatnimi lopaticami uporablja dvanajst lopatic za pulziranje pri nizkem pretoku, konice lopatic pa so površina, ki se najbolj obrabi. Izmerite zračnost konice lopatic glede na specifikacijo proizvajalca; tipična servisna omejitev je največja zračnost 0,05 mm.
- Preverite ležaje in poravnavo gredi.Okvara ležaja je poznejša okvara, ki povzroča trkanje in povišano temperaturo ohišja. Preverite temperaturo ohišja ležaja z infrardečim termometrom; najvišja stalna temperatura je običajno 80 stopinj Celzija nad temperaturo okolice. Preverite poravnavo gredi s kazalcem; meja neporavnanosti je običajno 0,05 mm skupnega odčitka indikatorja.
- Uporabite popravek in preverite zmanjšanje šuma.Popravilo je odvisno od vzroka: zamenjajte zožitev sesalnega voda, popravite puščanje zraka, zamenjajte obrabljen vložek lopatic, zamenjajte obrabljene ležaje ali zamenjajte celotno črpalko, če obraba presega dovoljeno mejo. Izmerite raven hrupa po popravilu in jo primerjajte z osnovno vrednostjo pred popravilom; uspešno popravilo običajno zmanjša raven hrupa za 5 do 15 dB(A), kar je razlika v slišnem pragu med običajno in obrabljeno črpalko.
Najpogostejša diagnostična napaka pri prvi pritožbi glede hrupa krilne črpalke je domneva, da je vzrok obraba kril in naročilo zamenjave kartuše, medtem ko je dejanski vzrok vdor zraka. Zamenjava kartuše kril na črpalki z uhajanjem zraka bo za nekaj ur zmanjšala raven hrupa, nato pa bo vdor zraka povzročil pospešeno obrabo in v nekaj tednih vrnitev hrupa. Diagnostični test za vdor zraka je hiter (5-minutni test z milnimi mehurčki) in dokončen, pravilna praksa nabave pa je, da se pred naročilom kartuše preveri vdor zraka.
Pogosta vprašanja
Kateri so najpogostejši vzroki za hrup hidravlične črpalke v krilni črpalki?
Sedem najpogostejših vzrokov za hrup hidravlične črpalke v krilni črpalki, po vrstnem redu pogostosti, je: (1) vdor zraka skozi sesalni vod, ki povzroča neprekinjeno cviljenje in je odgovoren za približno 35 % pritožb glede hrupa, (2) kavitacija zaradi zoženega sesalnega voda ali nizkega nivoja olja, ki povzroča utripajoče cviljenje in je odgovorna za približno 25 % pritožb glede hrupa, (3) obraba konice kril zaradi onesnaženja z oljem ali zaradi normalne življenjske dobe, ki povzroča trkanje in je odgovorna za približno 20 % pritožb glede hrupa, (4) okvara ležaja zaradi obrabe ali neporavnanosti, ki povzroča trkanje in povišano temperaturo ohišja ter je odgovorna za približno 10 % pritožb glede hrupa, (5) neporavnanost gredi med črpalko in glavnim pogonom, ki povzroča 2-kratno vibracijo hitrosti gredi in je odgovorna za približno 5 % pritožb glede hrupa, (6) omejitev sesalnega voda zaradi prepognjene cevi ali zamašenega filtra, ki povzroča kavitacijski hrup in je odgovorna za približno 3 % pritožb glede hrupa, in (7) notranje puščanje mimo obrabljenega tesnila ali puše, ki povzroča sikanje. in je odgovoren za približno 2 % pritožb zaradi hrupa.
Kako ločim kavitacijo od hrupa zaradi vdora zraka?
Kavitacija in vdor zraka proizvajata podoben visokofrekvenčni tonski šum, vendar se razlikujeta po obliki valovne oblike, korelaciji tlaka in odzivu na spremembe nivoja olja. Kavitacijski šum je pulzirajoče piskajoče piskanje, ki narašča in pada s hitrostjo gredi črpalke in je povezano s ciklom izpustnega tlaka; postaja glasnejši, ko se izpustni tlak na dnu cikla zniža. Hrup vdora zraka je neprekinjeno piskajoče piskanje, ki ne pulzira s hitrostjo gredi in ni povezano z izpustnim tlakom; je najglasnejši, ko je črpalka hladna, in najtišji, ko črpalka doseže delovno temperaturo. Kavitacijo odpravimo z odpravljanjem omejitve sesalne cevi ali nizkega nivoja olja. Vdor zraka odpravimo z iskanjem in popravilom puščanja zraka, običajno na sesalni prirobnici, tesnilu rezervoarja ali odzračevalnem priključku. Diagnostični trik je, da rezervoar napolnimo nad najvišjo oznako in preverimo, ali se raven hrupa zniža.
Je hrupna hidravlična črpalka vedno problem?
Ne vedno. Vsaka hidravlična črpalka proizvaja nekaj hrupa, raven hrupa pa je odvisna od vrste črpalke, delovnega tlaka, hitrosti črpalke in namestitve. Lopatična črpalka, ki deluje pri 175 barih in 1800 vrtljajih na minuto, bo na 1 m prostega polja ustvarila osnovno raven hrupa od 65 do 75 dB(A), kar je normalno. Črpalka, ki je za 5 do 10 dB(A) pridobila nad osnovno raven, kaže na težavo. Črpalka, ki je nenadoma za 15 do 20 dB(A) glasnejša od osnovne ravni, ima akutno težavo, ki zahteva takojšnjo pozornost. Najboljša praksa NFPA za merjenje hrupa za industrijske hidravlične sisteme je določitev osnovne ravni hrupa ob namestitvi, letno merjenje in spremljanje trenda podatkov.
Kakšna je razlika med hrupom obrabljene krilne črpalke in hrupom obrabljenega ležaja?
Obrabljena krilna črpalka povzroča trkanje pri hitrosti gredi črpalke, ker obrabljene konice kril udarjajo v obroč pod drugačnim kotom kot nove krilca, udarec pa se prenaša na ohišje črpalke kot diskretni udarci. Obrabljen ležaj povzroča trkanje pri frekvenci ležaja, ki je višja od hitrosti gredi črpalke, ker se ležaji običajno vrtijo z večkratnikom hitrosti gredi, odvisno od geometrije ležaja. Diagnostični trik je merjenje frekvence trkanja z analizatorjem vibracij: trkanje obrabljenih krilc je pri 1-kratni hitrosti gredi (npr. 30 Hz pri 1800 vrt/min), medtem ko je trkanje obrabljenega ležaja pri višjem harmoniku (npr. 120 Hz za ležaj s tipičnim frekvenčnim razmerjem 4,0). Drug diagnostični trik je temperatura: obrabljene krilca ne povzročajo povišane temperature ohišja, medtem ko obrabljeni ležaji povzročijo, da se temperatura ohišja v nekaj urah delovanja dvigne za 20 do 40 stopinj Celzija nad normalno.
Ali je mogoče hrupno hidravlično črpalko odpraviti z menjavo olja?
Včasih. Hrupna hidravlična črpalka, ki jo povzroča vdor zraka zaradi nizke ravni olja, se odpravi z dolivanjem olja, vendar se bo hrup vrnil ob naslednjem dogodku nizke ravni olja, razen če se odpravi osnovni vzrok. Hrupna hidravlična črpalka, ki jo povzroča kavitacija zaradi viskoznosti olja, ki je previsoka za delovno temperaturo, se odpravi z menjavo olja na olje, ki ga priporoča proizvajalec. Hrupna hidravlična črpalka, ki jo povzroča obraba lopatic ali ležajev, se ne odpravi z menjavo olja; menjava olja lahko začasno prikrije hrup, če ima novo olje boljše lastnosti proti obrabi, vendar mehanska obraba še vedno napreduje. Diagnostični test vključuje menjavo olja, 200-urno delovanje črpalke in ponovno merjenje ravni hrupa.
Kdaj je treba hrupno hidravlično črpalko zamenjati in ne popraviti?
Hrupno hidravlično črpalko je treba zamenjati in ne popraviti, če hrup povzroča obraba konice lopatic, ki presega proizvajalčevo servisno omejitev (običajno 0,05 mm zračnosti pri Vickers VQ intra-vane črpalki), če je okvara ležaja napredovala do te mere, da je temperatura ohišja za več kot 50 stopinj Celzija nad temperaturo okolice, če hrup spremlja vidno zračenje v rezervoarju ali če je bila črpalka več kot dvakrat obnovljena in se hrup vrača v nazivni življenjski dobi. Specifikacija za nabavo nadomestne črpalke je Vickers VQ intra-vane črpalka, ki je na voljo v prostorninah 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ in 4535VQ, z 12-lopatično zasnovo za nizko pulziranje pretoka, hidravličnim uravnoteženjem za dolgo življenjsko dobo in neodvisnim vložkom za servisiranje brez odstranitve črpalke z njenega nosilca.
Kako Vicks Hydraulic podpira diagnostiko hrupa hidravlične črpalke
Za vzdrževalca, načrtovalca hidravličnih sistemov ali nabavnega referenta, ki zahteva zamenjavo krilne črpalke za hrupno uporabo, se program nabave strni v tri dokumente: aSpecifikacija izdelka serije VQ(12 delovnih prostornin, ki pokrivajo od 10 do 180 cm³/vrt), aobrazec za diagnozo hrupa(12-vrstična diagnostična tabela s simptomom, vzrokom, potrditvenim testom in rešitvijo) inZahteva za diagnostiko simptomov hrupa po Vicksu(e-poštna pot za pošiljanje simptomov hrupa inženirju Vicks za določeno uporabo črpalke).Kategorija hidravlične črpalke Vicksvključuje serijo VQ, serijo T6/T7 Denison, serijo V10/V20 Vickers in serijo servo črpalk ABT.kontaktna potZa diagnozo hrupa je na voljo WhatsApp ali e-pošta inženirske ekipe Vicks, ki se na večino zahtev odzove v 24 urah.