Цей посібник написано длятехніки з технічного обслуговування, проектувальники гідравлічних систем та фахівці з закупівельякі діагностують шум гідравлічного насоса в лопатевому насосі та потребують єдиного документа, який пов'язує тип шуму, першопричину, перевірочний тест та спосіб усунення з обґрунтованим діагностичним робочим процесом. Рекомендації взяті з опублікованихВнутрішньолопатевий насос Vickers VQспецифікації таNFPA(Національна асоціація гідроенергетики) найкращі практики вимірювання шуму для промислових гідравлічних систем.
TL;DR — Знімок діагностики шуму лопатевого насоса
- П'ять типів шуму:Безперервний свист, пульсуючий свист, стукіт, високочастотний писк (вище 2 кГц) та шипіння. Кожне з них пов'язане з невеликою кількістю причин.
- Сім першопричин:Попадання повітря (35%), кавітація (25%), знос кінчиків лопатей (20%), вихід з ладу підшипника (10%), перекіс вала (5%), обмеження всмоктувальної лінії (3%), внутрішній витік (2%).
- Діагностичні інструменти:Стетоскоп механіка для ідентифікації шуму, вакуумметр для перевірки всмоктувальної лінії, інфрачервоний термометр для температури підшипника, аналізатор вібрації для ідентифікації частоти.
- Виправити очікування:Успішний ремонт знижує рівень шуму на 5–15 дБ(А) на відстані 1 м вільного поля, що є різницею чутного порогу між звичайним насосом та зношеним насосом.
- Ремонт проти заміни:Знос наконечника лопаті можна усунути заміною картриджа; знос підшипника зазвичай вимагає повної заміни насоса, оскільки в більшості конструкцій лопаткових насосів підшипники не обслуговуються користувачем.
Це заголовки. У решті статті кожен рядок пояснюється детально, включаючи діагностичну діаграму, 12-рядкову таблицю «від симптомів до причин, від тестів до усунення», специфікацію закупівлі для заміни Vickers серії VQ та критерії прийняття рішення про закупівлю для ремонту чи заміни.
П'ять типів шуму, які видає лопатевий насос
Пластинчастий насос видає п'ять розпізнаваних типів шуму, і кожен з них пов'язаний з невеликою кількістю першопричин. Стетоскоп механіка на корпусі насоса є основним діагностичним інструментом; шумомір на відстані 1 м вільного поля є вторинним інструментом. Частотний аналізатор є третинним інструментом, який використовується, коли тип шуму неоднозначний, і першопричину необхідно підтвердити перед розбиранням.
Безперервне скиглення– це високочастотний тональний шум, який не змінюється з тиском. Зазвичай він спричинений потраплянням повітря на всмоктувальній лінії або зносом кінчика лопаті, що створює високочастотну вібрацію, коли зношена лопатка проходить через край кільцевого отвору. Діагностичний тест полягає у вимірюванні рівня шуму, коли рівень оливи знаходиться на максимальній позначці, а потім – на мінімальній: рівень шуму, який падає на 3–5 дБ(А) на максимальній позначці, – це потрапляння повітря, тоді як рівень шуму, який не змінюється, – це знос лопаті.
Пульсуючий свист– це низькочастотний пульсуючий шум, який наростає та спадає зі швидкістю обертання вала насоса. Зазвичай він спричинений кавітацією на всмоктувальному отворі, яка, у свою чергу, спричинена звуженням всмоктувальної лінії, низьким рівнем оливи або низькою в'язкістю оливи за робочої температури. Діагностичний тест полягає у вимірюванні вакууму всмоктування на вхідному отворі насоса за допомогою вакуумметра; вакуум вище 0,5 бар при номінальній подачі підтверджує кавітацію.
Стукіт– це дискретний ударний шум на частоті обертання вала насоса, спричинений ударом кінчиків лопаток об кільце під іншим кутом, ніж нові лопатки (зношена лопатка), або ударом роликів підшипника об дефект у внутрішньому або зовнішньому кільці (зношений підшипник). Діагностичний тест полягає у вимірюванні частоти детонації за допомогою вібраційного аналізатора: детонація зношених лопаток відбувається на частоті, що перевищує швидкість обертання вала в 1 раз (наприклад, 30 Гц при 1800 об/хв), тоді як детонація зношеного підшипника відбувається на частоті дефекту підшипника, яка зазвичай є гармонікою швидкості обертання вала (наприклад, 120 Гц для підшипника з коефіцієнтом частоти 4,0).
Високочастотний писк– це тональний шум частотою понад 2 кГц, зазвичай спричинений зазором між лопаткою та пазом (лопатка вільно закріплена в пазу та вібрує на високій частоті) або резонансом рідини у всмоктувальній лінії. Діагностичний тест полягає у прослуховуванні механіком стетоскопом біля всмоктувального фланця; вереск, який посилюється за частотою при затягуванні всмоктувального фланця, є резонансом всмоктувальної лінії, тоді як вереск, який не залежить від всмоктувального фланця, – це зазор між лопаткою та пазом.
Шипіння– це широкосмуговий шум від корпусу насоса, зазвичай спричинений аерацією оливи всередині насоса або внутрішнім витоком через зношене ущільнення чи втулку. Діагностичний тест полягає у розміщенні стетоскопа механіка біля передньої кришки насоса; шипіння, яке найгучніше чути біля передньої кришки, вказує на зношене ущільнення вала, тоді як шипіння, рівномірне по всьому корпусу, – це аерація.NFPAНайкращі практики вимірювання шуму документують ці п'ять типів шуму в навчальних матеріалах з технічного обслуговування промислових гідравлічних систем.
Діагностична схема — від симптому до причини та перевірочного тесту для усунення
| Симптом шуму | Ймовірна причина | Перевірочний тест | Виправити |
|---|---|---|---|
| Безперервне виття, найгучніше на холодну | Попадання повітря на з'єднання всмоктувальної лінії | Випробування на мильні бульбашки на всмоктувальному фланці при працюючому насосі | Затягніть всмоктувальний фланець відповідно до вимог виробника; замініть прокладку, якщо вона пошкоджена |
| Постійне виття, не найгучніше на холодну | Знос кінчика лопаті | Зніміть головку насоса, виміряйте зазор кінчика лопаті (макс. 0,05 мм) | Заміна картриджа лопаті (комплект картриджів серії VQ) |
| Пульсуючий свист, рівень шуму понад 75 дБ(А) | Кавітація через звуження всмоктувальної лінії | Виміряйте вакуум усмоктування; вище 0,5 бар підтверджує кавітацію | Замініть зігнутий шланг, прочистіть фільтр, збільште розмір всмоктувальної лінії |
| Пульсуючий свист, нормальний вакуум, нормальний рівень оливи | В'язкість оливи занадто висока для робочої температури | Виміряйте температуру оливи на вході насоса; перевірте її на відповідність специфікації ISO VG | Зміна на рекомендований виробником клас в'язкості |
| Детонація при швидкості вала 1x, нормальна температура корпусу | Зношений кінчик лопаті | Зніміть головку насоса, перевірте наконечники лопатей на наявність сколів або надмірного зазору | Замініть картридж лопаті |
| Стукіт на частоті підшипників, температура корпусу підвищена на 20-40 градусів Цельсія | Знос підшипників або їх передчасний вихід з ладу | Інфрачервоний термометр на корпусі підшипника; порівняйте з граничними значеннями специфікації | Заміна насоса (підшипники зазвичай не обслуговуються користувачем) |
| Високочастотний писк, який посилюється при затягуванні всмоктувального фланця | Резонанс всмоктувальної лінії | Послабте всмоктувальний фланець, перевірте, чи зменшився скрип | Додати гідроакумулятор всмоктувальної лінії або змінити маршрутизацію всмоктувальної лінії |
| Високочастотний писк, незалежний від всмоктувального фланця | Зазор між лопаткою та пазом | Виміряйте зазор між лопаткою та пазом (типовий максимум 0,03 мм) | Замініть картридж лопаті |
| Шипіння на передній кришці, видно витік оливи | Зношене ущільнення вала | Візуальний огляд передньої кришки на наявність витікання олії | Заміна ущільнення вала (зазвичай вимагає розбирання насоса) |
| Рівномірне шипіння навколо насоса, витоку оливи немає | Аерація від рівня нафти або конструкції резервуара | Долийте олію, залиште працювати на 5 хвилин, спостерігайте, чи зменшиться шипіння | Зверніть увагу на рівень оливи, перегородку резервуара або стравлювання повітря |
| Вереск плюс шипіння плюс підвищена температура корпусу | Багато причин: зазвичай зношені підшипники плюс зношені лопаті | Аналіз вібрації для визначення частотної складової підшипника | Заміна насоса (повна реконструкція на цьому етапі неекономічна) |
| Детонація плюс вакуум у всмоктуванні вище 0,5 бар плюс низький рівень оливи | Багато причин: кавітація плюс зношені лопатки | Долийте оливу, виміряйте вакуум; якщо стукіт не зникає, основною причиною є знос лопатей. | Спочатку долийте оливу, а потім замініть картридж лопатей, якщо стукіт не зникає |
Це опубліковані та спостережувані рядки в літературі з обслуговування промислових лопатевих насосів. 12 рядків охоплюють приблизно 95% скарг на шум лопатевих насосів, з якими стикається технік з технічного обслуговування в типовому промисловому середовищі, а робочий процес діагностики однаковий незалежно від марки насоса. Специфікація закупівлі для заміни насоса - це внутрішньолопательний насос Vickers серії VQ від...Вікс Гідравлікз робочим об'ємом, що відповідає існуючому насосу (20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ або 4535VQ), з 12-лопатевою конструкцією для низької пульсації потоку, гідравлічним балансуванням для тривалого терміну служби та незалежним картриджем для обслуговування без зняття насоса з його кріплення.
Чому серія Vickers VQ є стандартним варіантом для заміни насоса
Внутрішньолопатевий насос Vickers серії VQ є стандартною заміною зношеного лопатевого насоса в промисловій гідравлічній системі. 12-лопатева конструкція забезпечує низьку пульсацію потоку (зазвичай від 1 до 2 відсотків від номінального потоку), гідравлічне балансування зменшує тиск контакту лопаті зі статором, а незалежна картриджна конструкція дозволяє проводити обслуговування без зняття насоса з його кріплення. 12 робочих об'ємів у серії VQ (від 20VQ до 4535VQ) охоплюють діапазон від 10 до 180 куб.см/об., що є типовим діапазоном робочого об'єму для промислових гідравлічних систем у ливарному обладнанні, інструментальному обладнанні, ливарному обладнанні під тиском та металургійному обладнанні.
Гідравлічно збалансована конструкція є ключовою технічною перевагою. Незбалансований пластинчастий насос створює високе радіальне навантаження на вал, оскільки напірна сторона кільця тисне ротор на статор, що є основним джерелом зносу та шуму підшипників. Гідравлічний балансир серії VQ зменшує це радіальне навантаження, з'єднуючи напірну сторону кільця зі стороною всмоктування кільця через балансувальний канал, що вирівнює тиск з обох боків ротора. Результатом є довший термін служби підшипника, тихіша робота насоса та більш стабільна об'ємна ефективність протягом терміну служби.
12-лопатева конструкція є другою технічною перевагою. 10-лопатевий насос створює 10 пульсацій потоку за оберт, тоді як 12-лопатевий насос створює 12 пульсацій потоку за оберт, кожна з яких має меншу амплітуду. Менша пульсація потоку означає менший шум на випускному отворі, менші пульсації тиску в системі та меншу вібрацію у випускній лінії. У машині для лиття під тиском менша пульсація потоку безпосередньо призводить до більш стабільної ваги порції та кращої технологічної здатності.
Як діагностувати та виправити шумний лопатевий насос — шестиетапний робочий процес
Для техніка з технічного обслуговування, який діагностує шум гідравлічного насоса в лопатевому насосі, процес діагностики зводиться до шести кроків. Виконайте їх по порядку, і причина буде визначена, а усунення застосовано без зайвого розбирання.
- Визначте тип шуму за допомогою стетоскопа або шумоміра.Використовуйте стетоскоп механіка на корпусі насоса або шумомір на відстані 1 м вільного поля. Безперервний свист – це високочастотний тональний шум, який не змінюється з тиском. Пульсуючий свист наростає та спадає зі швидкістю обертання вала насоса. Стукіт – це дискретний ударний шум зі швидкістю обертання вала насоса. Високочастотний вереск – це тональний шум вище 2 кГц. Шипіння – це широкосмуговий шум від корпусу насоса.
- Спочатку перевірте стан всмоктувальної лінії.Звужена всмоктувальна лінія або нещільно закріплений всмоктувальний фланець є причиною приблизно 60% скарг на шум лопатевих насосів. Перевірте всмоктувальну лінію на наявність перегинів, обмежень або недостатнього розміру трубопроводів. Перевірте правильність затягування всмоктувального фланця. Виміряйте вакуумметром на впускному отворі насоса; вакуум повинен бути нижче 0,5 бар за номінальної витрати.
- Перевірте стан оливи та стан відкачування повітря.Попадання повітря є другою найпоширенішою причиною шуму лопатевого насоса. Перевірте рівень оливи в резервуарі. Перевірте всмоктувальну лінію на наявність витоків повітря, застосувавши мильний розчин до кожного з'єднання під час роботи насоса; бульбашки свідчать про витік. Переконайтеся, що повітряний відвід працює правильно; засмічений повітряний відвід може спричиняти постійний шум аерації навіть за відсутності витоків у всмоктувальній лінії.
- Перевірте наконечники лопатей та кільце на наявність зносу.Зніміть головку насоса та перевірте наконечники лопаток на наявність сколів або надмірного зазору на кільці. У внутрішньолопатевій конструкції Vickers VQ використовується дванадцять лопаток для пульсації низького потоку, а наконечники лопаток є поверхнею, що найбільше зношується. Виміряйте зазор між наконечниками лопаток відповідно до специфікації виробника; типова експлуатаційна межа становить максимальний зазор 0,05 мм.
- Перевірте підшипники та вирівнювання валів.Поломка підшипника – це поломка на пізній стадії, яка призводить до стуку та підвищеної температури корпусу. Перевірте температуру корпусу підшипника за допомогою інфрачервоного термометра; максимальна постійна температура зазвичай на 80 градусів Цельсія вище температури навколишнього середовища. Перевірте вирівнювання вала за допомогою індикатора годинникового типу; граничне відхилення зазвичай становить 0,05 мм від загального показника індикатора.
- Застосуйте виправлення та перевірте зменшення шуму.Виправлення залежить від причини: замініть обмежувач всмоктувальної лінії, усуньте витік повітря, замініть зношений картридж лопатей, замініть зношені підшипники або замініть весь насос, якщо знос перевищує гранично допустиму потужність. Виміряйте рівень шуму після ремонту та порівняйте його з базовим рівнем до ремонту; успішне виправлення зазвичай знижує рівень шуму на 5-15 дБ(А), що є різницею чутного порогу між звичайним насосом та зношеним насосом.
Найпоширеніша помилка, що виникає при першій діагностиці скарги на шум лопатевого насоса, полягає в тому, щоб припустити, що причиною є знос лопатей, і замовити заміну картриджа, тоді як фактичною причиною є потрапляння повітря. Заміна картриджа лопатей на насосі з витоком повітря зменшить рівень шуму на кілька годин, а потім потрапляння повітря призведе до прискорення зносу та повернення шуму протягом кількох тижнів. Діагностичний тест на потрапляння повітря є швидким (5-хвилинний тест з мильною бульбашкою) та остаточним, а правильною практикою закупівель є перевірка на потрапляння повітря перед замовленням картриджа.
Найчастіші запитання
Які найпоширеніші причини шуму гідравлічного насоса в лопатевому насосі?
Сім найпоширеніших причин шуму гідравлічного насоса в лопатевому насосі, в порядку частоти, це: (1) потрапляння повітря через всмоктувальну лінію, що викликає безперервний свист і відповідає приблизно за 35% скарг на шум, (2) кавітація через звуження всмоктувальної лінії або низький рівень оливи, що викликає пульсуючий свист і відповідає приблизно за 25% скарг на шум, (3) знос кінчика лопаті через забруднення оливи або через нормальний термін служби, що викликає стукіт і відповідає приблизно за 20% скарг на шум, (4) вихід з ладу підшипника через знос або неспіввісність, що викликає стукіт і підвищену температуру корпусу і відповідає приблизно за 10% скарг на шум, (5) неспіввісність вала між насосом і первинним двигуном, що викликає вібрацію швидкості обертання вала вдвічі і відповідає приблизно за 5% скарг на шум, (6) обмеження всмоктувальної лінії через перегин шланга або засмічення фільтра, що викликає кавітаційний шум і відповідає приблизно за 3% скарг на шум, та (7) внутрішня витік через зношене ущільнення або втулку, що викликає шипіння. і відповідає приблизно за 2% скарг на шум.
Як відрізнити кавітацію від шуму всмоктування повітря?
Кавітація та потрапляння повітря створюють подібний високочастотний тональний шум, але вони відрізняються формою хвилі, кореляцією тиску та реакцією на зміни рівня оливи. Шум кавітації – це пульсуючий свист, який наростає та спадає зі швидкістю обертання вала насоса та корелює з тиском нагнітання циклу; він стає голоснішим, коли тиск нагнітання падає в нижній частині циклу. Шум потрапляння повітря – це безперервний свист, який не пульсує зі швидкістю обертання вала та не корелює з тиском нагнітання; він найгучніший, коли насос холодний, і найтихіший, коли насос досягає робочої температури. Кавітацію усувають, усуваючи обмеження всмоктувальної лінії або низький рівень оливи. Попадання повітря усувають, знаходячи та ремонтуючи витік повітря, зазвичай на всмоктувальному фланці, ущільненні резервуара або штуцері для стравлювання повітря. Діагностичний трюк полягає в тому, щоб заповнити резервуар вище максимальної позначки та подивитися, чи знизиться рівень шуму.
Чи завжди шумний гідравлічний насос є проблемою?
Не завжди. Кожен гідравлічний насос створює певний шум, і рівень шуму залежить від типу насоса, робочого тиску, швидкості насоса та установки. Пластинчастий насос, що працює на тиску 175 бар та 1800 об/хв, створюватиме базовий рівень шуму від 65 до 75 дБ(А) на відстані 1 м вільного поля, що є нормальним. Насос, рівень шуму якого на 5-10 дБ(А) перевищує базовий рівень, свідчить про наявність проблеми. Насос, який раптово став на 15-20 дБ(А) голоснішим за базовий рівень, має гостру проблему, яка потребує негайного вирішення. Найкраща практика NFPA щодо вимірювання шуму для промислових гідравлічних систем полягає у встановленні базового рівня шуму під час встановлення, щорічному вимірюванні та відстеженні тенденцій даних.
Яка різниця між шумом зношеного лопатевого насоса та шумом зношеного підшипника?
Зношений пластинчастий насос видає стукіт на частоті обертання вала насоса, оскільки зношені кінчики пластин вдаряються об кільце під іншим кутом, ніж нові пластини, і удар передається на корпус насоса у вигляді дискретних ударів. Зношений підшипник видає стукіт на частоті підшипника, яка вища за частоту обертання вала насоса, оскільки підшипники зазвичай обертаються зі швидкістю, кратною швидкості вала, залежно від геометрії підшипника. Діагностичний трюк полягає у вимірюванні частоти стуку за допомогою аналізатора вібрації: стукіт зношених пластин відбувається на частоті, що перевищує швидкість обертання вала в 1 раз (наприклад, 30 Гц при 1800 об/хв), тоді як стукіт зношених підшипників відбувається на вищій гармоніці (наприклад, 120 Гц для підшипника з типовим коефіцієнтом частоти 4,0). Ще один діагностичний трюк – це температура: зношені пластини не викликають підвищеної температури корпусу, тоді як зношені підшипники призводять до підвищення температури корпусу на 20-40 градусів Цельсія вище норми протягом кількох годин роботи.
Чи можна виправити шумний гідравлічний насос, замінивши масло?
Іноді. Шум гідравлічного насоса, спричинений потраплянням повітря через низький рівень оливи, усувається шляхом доливання оливи, але шум повернеться при наступному низькому рівні оливи, якщо не усунути основну причину. Шум гідравлічного насоса, спричинений кавітацією через в'язкість оливи, яка занадто висока для робочої температури, усувається шляхом заміни оливи на рекомендований виробником клас в'язкості. Шум гідравлічного насоса, спричинений зносом лопатей або підшипників, не усувається заміною оливи; заміна оливи може тимчасово замаскувати шум, якщо нова олива має кращі протизношувальні властивості, але механічний знос все ще триває. Діагностичний тест полягає в заміні оливи, роботі насоса протягом 200 годин та повторному вимірюванні рівня шуму.
Коли слід замінити галасливий гідравлічний насос, а не ремонтувати?
Шумний гідравлічний насос слід замінити, а не ремонтувати, якщо шум спричинений зносом наконечника лопаті, який перевищує встановлений виробником сервісний ліміт (зазвичай зазор 0,05 мм у внутрішньолопатевому насосі Vickers VQ), коли поломка підшипника досягла точки, коли температура корпусу перевищує температуру навколишнього середовища більш ніж на 50 градусів Цельсія, коли шум супроводжується видимою аерацією в резервуарі або коли насос ремонтувався більше двох разів, і шум повертається протягом номінального терміну служби. Специфікація закупівлі для заміни передбачає внутрішньолопатевий насос Vickers серії VQ, доступний з робочим об'ємом 20VQ, 25VQ, 35VQ, 45VQ, 2520VQ, 3520VQ, 3525VQ, 4520VQ, 4525VQ та 4535VQ, з 12-лопатевою конструкцією для низької пульсації потоку, гідравлічним балансуванням для тривалого терміну служби та незалежним картриджем для обслуговування без зняття насоса з його кріплення.
Як Vicks Hydraulic допомагає діагностувати шум гідравлічного насоса
Для техніка з технічного обслуговування, розробника гідравлічних систем або спеціаліста з закупівель, який обирає заміну лопатевого насоса для шумного застосування, програма закупівель зводиться до трьох документів:Специфікація продукту серії VQ(12 робочих об'ємів, що охоплюють діапазон від 10 до 180 куб.см/об.), aформа діагностики шуму(12-рядкова діагностична діаграма із симптомом, причиною, перевірочним тестом та усуненням) тазапит на діагностику симптомів шуму за шкалою Вікса(шлях електронної пошти для надсилання симптомів шуму інженеру Vicks для конкретного застосування насоса).Категорія гідравлічного насоса Vicksвключає серію VQ, серію T6/T7 Denison, серію V10/V20 Vickers та серію сервонасосів ABT.контактний шляхДля діагностики шуму використовується WhatsApp або електронна пошта інженерної команди Vicks, з часом реагування на більшість запитів 24 години.