Den här guiden är skriven förunderhållstekniker, hydraulsystemkonstruktörer och inköpsansvarigasom diagnostiserar hydraulpumpbuller i en vingpump och behöver ett enda dokument som kopplar samman bullertypen, grundorsaken, verifieringstestet och lösningen till ett försvarbart diagnostiskt arbetsflöde. Rekommendationerna är hämtade från de publiceradeVickers VQ intra-vingpumpspecifikationer ochNFPA(National Fluid Power Association) bästa praxis för bullermätning för industriella hydrauliska system.
TL;DR — Diagnostisk ögonblicksbild av lamellpumpens brus
- Fem brustyper:Kontinuerligt vinande ljud, pulserande vinande ljud, knackningar, högfrekvent gnisslande ljud (över 2 kHz) och väsande ljud. Var och en kan kopplas till ett litet antal orsaker.
- Sju grundorsaker:Luftinträngning (35 %), kavitation (25 %), slitage på vingspetsarna (20 %), lagerfel (10 %), axelfeljustering (5 %), stopp i sugledningen (3 %), internt läckage (2 %).
- Diagnostiska verktyg:Mekanikerstetoskop för brusidentifiering, sugvakuummätare för verifiering av sugledning, infraröd termometer för lagertemperatur, vibrationsanalysator för frekvensidentifiering.
- Fixa förväntan:En lyckad reparation minskar ljudnivån med 5 till 15 dB(A) vid 1 m fritt fält, vilket är den hörbara tröskelskillnaden mellan en normal pump och en sliten pump.
- Reparera kontra byta ut:Slitage på vingspetsarna kan repareras genom att byta patron; lagerslitage kräver vanligtvis ett fullständigt pumpbyte eftersom lagren inte kan servas av användaren i de flesta vingpumpskonstruktioner.
Detta är rubrikerna. Resten av artikeln förklarar varje rad i detalj, med diagnostikdiagrammet, den 12-radiga tabellen från symptom till orsak, test och åtgärd, upphandlingsspecifikationen för en Vickers VQ-serieersättning och upphandlingskriterierna för reparation kontra utbyte.
De fem ljudtyperna som en lamellpump producerar
En lamellpump producerar fem igenkännbara ljudtyper, och var och en kopplas till ett litet antal grundorsaker. Mekanikerns stetoskop på pumphuset är det primära diagnostiska verktyget; ljudnivåmätaren på 1 m fritt fält är det sekundära verktyget. Frekvensanalysatorn är det tertiära verktyget, som används när ljudtypen är tvetydig och grundorsaken måste bekräftas före demontering.
Kontinuerligt gnällandeär ett högfrekvent tonbrus som inte förändras med trycket. Det orsakas vanligtvis av luftinträngning vid sugledningen, eller av slitage på vingspetsen som producerar en högfrekvent vibration när den slitna vingspetsen passerar över ringportens kant. Det diagnostiska testet är att mäta ljudnivån med oljan vid maxmarkeringen och igen med oljan vid minimimarkeringen: en ljudnivå som sjunker med 3 till 5 dB(A) vid maxmarkeringen är luftinträngning, medan en ljudnivå som inte förändras är vingslitage.
Pulserande vinandeär ett lågfrekvent pulserande ljud som stiger och faller med pumpaxelns hastighet. Det orsakas vanligtvis av kavitation vid sugporten, vilket i sin tur orsakas av en trång sugledning, en låg oljenivå eller en olja med låg viskositet vid driftstemperaturen. Det diagnostiska testet är att mäta sugvakuumet vid pumpens inloppsport med en vakuummätare; ett vakuum över 0,5 bar vid nominellt flöde bekräftar kavitation.
Knackarär ett diskret stötljud vid pumpaxelns hastighet, orsakat av att lamellspetsarna träffar ringen i en annan vinkel än de nya lamellerna (sliten lamell) eller av att lagerrullarna träffar en defekt i den inre eller yttre lagerringen (slitet lager). Det diagnostiska testet består av att mäta knackningsfrekvensen med en vibrationsanalysator: knackning från slitna lameller sker vid 1x axelvarvtalet (t.ex. 30 Hz vid 1800 varv/min), medan knackning från slitna lager sker vid lagerdefektfrekvensen, vilket vanligtvis är en harmonisk överensstämmelse med axelvarvtalet (t.ex. 120 Hz för ett lager med frekvensförhållandet 4,0).
Högfrekvent skrikär ett tonalt brus över 2 kHz, vanligtvis orsakat av spel mellan skovel och spår (skoveln sitter löst i spåret och vibrerar med hög frekvens) eller av vätskeburen resonans i sugledningen. Det diagnostiska testet är att lyssna med mekanikerns stetoskop vid sugflänsen; ett skrik som ökar i tonhöjd när sugflänsen dras åt är en sugledningsresonans, medan ett skrik som är oberoende av sugflänsen är ett spel mellan skovel och spår.
Väsandeär bredbandsbrus från pumphuset, vanligtvis orsakat av luftning av oljan inuti pumpen eller av internt läckage förbi en sliten tätning eller bussning. Det diagnostiska testet är att placera mekanikerns stetoskop vid pumpens frontkåpa; ett väsande ljud som är högst vid frontkåpan är en sliten axeltätning, medan ett väsande ljud som är jämnt runt huset är luftning. DetNFPABästa praxis för bullermätning dokumenterar dessa fem bullertyper i utbildningsmaterialet för underhåll av industriella hydrauliska system.
Diagnostikdiagrammet — Symtom till orsak till verifiering Test för att åtgärda
| Brussymptom | Trolig orsak | Verifieringstest | Fixera |
|---|---|---|---|
| Konstant vinande, högst när det är kallt | Luftinträngning vid sugledningens skarv | Tvål- och vattenbubbeltest vid sugflänsen med pumpen igång | Dra åt sugflänsen enligt tillverkarens specifikationer; byt ut packningen om den är skadad |
| Konstant vinande, inte högst när det är kallt | Slitage av vingspetsarna | Ta bort pumphuvudet, mät lamellspetsens spelrum (max 0,05 mm) | Byt ut lamellpatronen (VQ-seriens patronsats) |
| Pulserande vinande ljud, ljudnivå över 75 dB(A) | Kavitation från trång sugledning | Mät sugvakuum; över 0,5 bar bekräftar kavitation | Byt ut den vikta slangen, rensa filtret, öka sugledningens storlek |
| Pulserande vinande ljud, normalt vakuum, normal oljenivå | Oljeviskositeten är för hög för driftstemperaturen | Mät oljetemperaturen vid pumpinloppet; kontrollera mot ISO VG-kvalitetsspecifikationen | Byte till tillverkarens rekommenderade viskositetsgrad |
| Knackningar vid 1x axelvarvtal, höljestemperatur normal | Sliten vingspets | Ta bort pumphuvudet, inspektera vingspetsarna för flisning eller för stort spelrum | Byt ut lamellpatronen |
| Knackningar vid lagerfrekvens, lagerhustemperatur förhöjd 20-40 grader C | Lagerslitage eller tidigt fel | Infraröd termometer på lagerhuset; jämför med specifikationsgränsen | Byt pump (lager kan vanligtvis inte underhållas av användaren) |
| Högfrekvent skrik som ökar när sugflänsen dras åt | Sugledningsresonans | Lossa sugflänsen, observera om gnisslet minskar | Lägg till sugledningsackumulator eller ändra sugledningsdragningen |
| Högfrekvent skrik oberoende av sugfläns | Avstånd mellan skovel och spår | Mät avståndet mellan skovel och spår (typiskt max 0,03 mm) | Byt ut lamellpatronen |
| Väsande vid framkåpan, oljeläckage syns | Sliten axeltätning | Visuell inspektion av frontkåpan för oljeläckage | Byt axeltätning (kräver vanligtvis demontering av pumpen) |
| Väsande jämnt runt pumpen, inget oljeläckage | Luftning från oljenivå eller reservoardesign | Fyll på olja, kör i 5 minuter, observera om väsandet minskar | Åtgärda oljenivån, reservoarens avluftningsskydd eller luftningsventilen |
| Gnisslande plus väsande plus förhöjd höljestemperatur | Flera orsaker: vanligtvis slitna lager plus slitna skovlar | Vibrationsanalys för att identifiera lagerfrekvenskomponenten | Byt pump (fullständig ombyggnad är inte ekonomiskt lönsam i detta skede) |
| Knackningar plus sugvakuum över 0,5 bar plus låg oljenivå | Flera orsaker: kavitation plus slitna lameller | Fyll på olja, mät vakuum; om knackningarna kvarstår är det slitage på lamellerna som är den dominerande orsaken. | Fyll på olja först, byt sedan ut lamellpatronen om knackandet kvarstår |
Detta är de publicerade och observerade linjerna i litteraturen om underhåll av industriella vingpumpar. De 12 raderna täcker ungefär 95 % av de klagomål om buller från vingpumpar som en underhållstekniker stöter på i en typisk industriell miljö, och det diagnostiska arbetsflödet är detsamma oavsett pumpmärke. Upphandlingsspecifikationen för en ersättningspump är en Vickers VQ-serie intravingpump frånVicks hydrauliskai det deplacement som matchar den befintliga pumpen (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ eller 4535VQ), med 12-vingskonstruktionen för lågflödespulsering, hydraulisk balansering för lång livslängd och den oberoende patronen för service utan att pumpen behöver tas bort från sitt fäste.
Varför Vickers VQ-serien är standard för ersättningspumpen
Vickers VQ-seriens intra-vane-pump är standardersättningen för en sliten vingpump i ett industriellt hydraulsystem. 12-vingskonstruktionen ger låg flödespulsation (vanligtvis 1 till 2 procent av nominellt flöde), den hydrauliska balanseringsstrukturen minskar kontakttrycket mellan ving och stator, och den oberoende patronkonstruktionen möjliggör service utan att pumpen behöver tas bort från sitt fäste. De 12 deplacementen i VQ-serien (20VQ till 4535VQ) täcker området 10 till 180 cc/varv, vilket är det typiska deplacementområdet för industriella hydraulsystem inom formsprutning, verktygsmaskiner, pressgjutning och metallurgiutrustning.
Den hydrauliska balanseringsstrukturen är den viktigaste tekniska fördelen. En obalanserad vingpump producerar en hög radiell belastning på axeln eftersom trycksidan av ringen trycker rotorn mot statorn, vilket är en viktig källa till lagerslitage och buller. VQ-seriens hydrauliska balansering minskar denna radiella belastning genom att ansluta trycksidan av ringen till sugsidan av ringen genom en balanseringskanal, vilket utjämnar trycket på vardera sidan av rotorn. Resultatet är en längre lagerlivslängd, en tystare pump och en mer konsekvent volymetrisk verkningsgrad över hela livslängden.
12-vingskonstruktionen är den andra tekniska fördelen. En 10-vings vingpump producerar 10 flödespulsationer per varv, medan en 12-vings vingpump producerar 12 flödespulsationer per varv, var och en med mindre amplitud. Den lägre flödespulsationen innebär mindre buller vid utloppsporten, mindre tryckrippel i systemet och mindre vibrationer i utloppsledningen. I en formsprutningsmaskin leder den lägre flödespulsationen direkt till en mer konsekvent kulvikt och en tätare processkapacitet.
Hur man diagnostiserar och åtgärdar en bullrig lamellpump — ett arbetsflöde i sex steg
För en underhållstekniker som diagnostiserar hydraulpumpbuller i en vingpump, delas diagnostikprocessen in i sex steg. Kör dem i ordning, så identifieras orsaken och åtgärden utförs utan onödig demontering.
- Identifiera ljudtypen med ett stetoskop eller en ljudnivåmätare.Använd ett mekanikerstetoskop på pumphuset eller en ljudnivåmätare på 1 m fritt fält. Kontinuerligt vinande ljud är ett högfrekvent tonalljud som inte förändras med trycket. Pulserande vinande ljud stiger och faller vid pumpaxelns hastighet. Knackningar är ett diskret stötljud vid pumpaxelns hastighet. Högfrekvent gnisslande ljud är ett tonalljud över 2 kHz. Väsande ljud är bredbandsljud från pumphuset.
- Kontrollera först sugledningens skick.En trång sugledning eller en lös sugfläns är orsaken till cirka 60 % av klagomålen om ljud från lamellpumpen. Kontrollera sugledningen för böjningar, begränsningar eller för små rör. Kontrollera att sugflänsen har rätt åtdragningsmoment. Mät sugvakuumet med en mätare vid pumpens inloppsport; vakuumet ska vara under 0,5 bar vid nominellt flöde.
- Kontrollera oljeskicket och luftningsstatusen.Luftinträngning är den näst vanligaste orsaken till ljud från lamellpumpen. Kontrollera oljenivån i behållaren. Kontrollera sugledningen för luftläckor genom att applicera en tvål- och vattenlösning vid varje skarv medan pumpen är igång; bubblor indikerar en läcka. Kontrollera att luftavluftningen fungerar korrekt; en fastnat luftavluftning kan orsaka ihållande luftningsljud även med en läckagefri sugledning.
- Kontrollera vingspetsarna och ringen för slitage.Ta bort pumphuvudet och inspektera vingspetsarna för flisning eller för stort spel vid ringen. Vickers VQ-designen med intra-vingar använder tolv vingar för pulsering med lågt flöde, och vingspetsarna är den yta som slits mest. Mät vingspetsspelet mot tillverkarens specifikation; den typiska servicegränsen är 0,05 mm maximalt spel.
- Kontrollera lagren och axelns uppriktning.Lagerfel är ett sent skede av fel som orsakar knackande ljud och förhöjd lagerhustemperatur. Kontrollera lagerhusets temperatur med en infraröd termometer; den maximala kontinuerliga temperaturen är vanligtvis 80 grader C över omgivningstemperaturen. Kontrollera axeluppriktningen med en mätklocka; feljusteringsgränsen är vanligtvis 0,05 mm total indikatoravläsning.
- Tillämpa fixen och verifiera brusreduceringen.Åtgärden beror på orsaken: byt ut sugledningens strypning, reparera luftläckan, byt ut den slitna lamellpatronen, byt ut de slitna lagren eller byt ut hela pumpen om slitaget är bortom servicegränsen. Mät ljudnivån efter reparationen och jämför med baslinjen före reparationen; en lyckad reparation minskar vanligtvis ljudnivån med 5 till 15 dB(A), vilket är den hörbara tröskelskillnaden mellan en normal pump och en sliten pump.
Det vanligaste felet vid första diagnostiken av ett bullerproblem från en lamellpump är att anta att orsaken är slitage på lamellerna och beställa ett byte av patronen, när den faktiska orsaken är luftinträngning. Ett byte av lamellpatronen på en pump med luftläcka minskar ljudnivån i några timmar, och sedan kommer luftinträngningen att orsaka att slitaget accelererar och ljudet återkommer inom några veckor. Det diagnostiska testet för luftinträngning är snabbt (ett 5-minuters bubbeltest med tvål och vatten) och definitivt, och rätt anskaffningspraxis är att testa för luftinträngning innan en patron beställs.
Vanliga frågor
Vilka är de vanligaste orsakerna till hydraulpumpbuller i en vingpump?
De sju vanligaste orsakerna till hydraulpumpbuller i en vingpump, i frekvensordning, är: (1) luftinträngning genom sugledningen, vilket orsakar ett kontinuerligt vinande ljud och är ansvarigt för ungefär 35 % av bullerklagomålen, (2) kavitation från en strypning i sugledningen eller en låg oljenivå, vilket orsakar ett pulserande vinande ljud och är ansvarigt för ungefär 25 % av bullerklagomålen, (3) slitage på vingspetsarna på grund av oljeföroreningar eller normal livslängd, vilket orsakar knackningar och är ansvarigt för ungefär 20 % av bullerklagomålen, (4) lagerfel på grund av slitage eller feljustering, vilket orsakar knackningar och förhöjd hustemperatur och är ansvarigt för ungefär 10 % av bullerklagomålen, (5) axelfeljustering mellan pumpen och drivmotorn, vilket orsakar en vibration på 2x axelvarvtalet och är ansvarigt för ungefär 5 % av bullerklagomålen, (6) strypning i sugledningen från en vikt slang eller ett igensatt filter, vilket orsakar kavitationsljud och är ansvarigt för ungefär 3 % av bullerklagomålen, och (7) internt läckage förbi en sliten tätning eller bussning, vilket orsakar väsande och står för ungefär 2 % av bullerklagomålen.
Hur ser jag skillnaden mellan kavitation och luftinträngningsljud?
Kavitation och luftinträngning producerar liknande högfrekventa tonala brus, men de skiljer sig åt i vågform, tryckkorrelation och respons på oljenivåförändringar. Kavitationsbrus är ett pulserande vinande ljud som stiger och faller med pumpaxelns hastighet och korrelerar med utloppstryckcykeln; det blir högre när utloppstrycket sjunker i botten av cykeln. Luftinträngningsljud är ett kontinuerligt vinande ljud som inte pulserar med axelns hastighet och inte korrelerar med utloppstrycket; det är högst när pumpen är kall och tystast när pumpen når driftstemperatur. Kavitation åtgärdas genom att åtgärda sugledningens strypning eller den låga oljenivån. Luftinträngning åtgärdas genom att hitta och reparera luftläckan, vanligtvis vid sugflänsen, behållarens tätning eller luftningskopplingen. Det diagnostiska tricket är att fylla behållaren över maxmarkeringen och se om ljudnivån sjunker.
Är en bullrig hydraulpump alltid ett problem?
Inte alltid. Varje hydraulpump producerar en viss mängd buller, och ljudnivån beror på pumptyp, driftstryck, pumphastighet och installation. En vingpump som arbetar med 175 bar och 1800 varv/min kommer att producera en baslinjeljudnivå på 65 till 75 dB(A) vid 1 m fritt fält, vilket är normalt. En pump som har ökat med 5 till 10 dB(A) över sin baslinje utvecklar ett problem. En pump som plötsligt är 15 till 20 dB(A) högre än sin baslinje har ett akut problem som kräver omedelbar åtgärd. NFPA:s bästa praxis för bullermätning av industriella hydrauliska system är att fastställa en baslinjeljudnivå vid installationstillfället, mäta årligen och analysera datatrender.
Vad är skillnaden mellan ljudet från en sliten lamellpump och ljudet från ett slitet lager?
En sliten lamellpump producerar knackande ljud vid pumpaxelns hastighet eftersom de slitna lamellspetsarna träffar ringen i en annan vinkel än de nya lamellerna, och stöten överförs till pumphuset som diskreta stötar. Ett slitet lager producerar knackande ljud vid lagerfrekvensen, som är högre än pumpaxelns hastighet eftersom lager vanligtvis roterar med en multipel av axelns hastighet beroende på lagrets geometri. Diagnostiktricket är att mäta knackningsfrekvensen med en vibrationsanalysator: knackning från slitna lameller sker vid 1x axelns hastighet (t.ex. 30 Hz vid 1800 varv/min), medan knackning från slitna lager sker vid en högre harmonisk nivå (t.ex. 120 Hz för ett lager med ett typiskt frekvensförhållande på 4,0). Ett annat diagnostiskt trick är temperaturen: slitna lameller orsakar inte förhöjd lagertemperatur, medan slitna lager gör att lagertemperaturen stiger 20 till 40 grader C över det normala inom några timmar efter drift.
Kan en bullrig hydraulpump åtgärdas genom att byta olja?
Ibland. En bullrig hydraulpump som orsakas av luftinträngning från en låg oljenivå åtgärdas genom att fylla på olja, men ljudet kommer att återkomma vid nästa oljebrist om inte den bakomliggande orsaken åtgärdas. En bullrig hydraulpump som orsakas av kavitation från en oljeviskositet som är för hög för driftstemperaturen åtgärdas genom att byta till tillverkarens rekommenderade viskositetsgrad. En bullrig hydraulpump som orsakas av lamellslitage eller lagerslitage åtgärdas inte genom att byta olja; oljebytet kan maskera ljudet tillfälligt om den nya oljan har bättre slitageskyddande egenskaper, men det mekaniska slitaget fortfarande fortskrider. Det diagnostiska testet är att byta olja, köra pumpen i 200 timmar och mäta ljudnivån igen.
När bör en bullrig hydraulpump bytas ut snarare än repareras?
En bullrig hydraulpump bör bytas ut snarare än repareras när ljudet orsakas av slitage på vingspetsarna som ligger utanför tillverkarens servicegräns (vanligtvis 0,05 mm spel på Vickers VQ intra-vane-design), när lagerfelet har fortskridit till den punkt där höljestemperaturen är mer än 50 grader C över omgivningstemperaturen, när ljudet åtföljs av synlig luftning i behållaren, eller när pumpen har renoverats mer än två gånger och ljudet återkommer inom den nominella livslängden. Upphandlingsspecifikationen för utbytet är en Vickers VQ-serie intra-vane pump, tillgänglig i 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ och 4535VQ deplacement, med 12-vingers design för lågflödespulsering, hydraulisk balansering för lång livslängd och oberoende patron för service utan att pumpen behöver tas bort från sitt fäste.
Hur Vicks Hydraulic stöder diagnostisering av hydraulpumpens buller
För en underhållstekniker, hydraulsystemkonstruktör eller upphandlingsansvarig som specificerar ett utbyte av en vingpump för en bullrig tillämpning, kollapsar upphandlingsprogrammet till tre dokument: aVQ-seriens produktspecifikation(12 slagvolymer som täcker 10 till 180 cc/varv), enbullerdiagnosformulär(diagnosdiagrammet med 12 rader med symptom, orsak, verifieringstest och åtgärd) och enbrussymptom-till-Vicks diagnostikförfrågan(e-postadressen för att skicka brussymptomen till en Vicks-ingenjör för en specifik pumpapplikation).Vicks hydraulpump kategoriinkluderar VQ-serien, T6/T7 Denison-serien, V10/V20 Vickers-serien och ABT-servopumpsserien.kontaktvägFör brusdiagnosen finns Vicks ingenjörsteams WhatsApp eller e-post, med en svarstid på 24 timmar på de flesta förfrågningar.