EN
Por que bomba hidráulica vibra violentamente?
A vibración severa das bombas hidráulicas en sistemas hidráulicos é un problema común aínda que complexo no mantemento de equipos. Esta vibración intensa non só produce un ruído molesto senón que tamén acelera o desgaste dos compoñentes, provoca o afrouamento ou incluso a fisuración das xuntas das tubaxes e, en casos graves, leva a fallas nos compoñentes hidráulicos, afectando á seguridade e eficiencia da produción. A vibración da bomba non é infrecuente nas obras de enxeñaría, e os seus efectos nocivos non deben ser subestimados. Por tanto, comprender as causas da vibración severa da bomba e solucionar rapidamente os problemas é particularmente importante para os enxeñeiros de sistemas hidráulicos e o persoal de mantemento de equipos. A continuación, analizaremos as razóns da vibración severa da bomba desde unha perspectiva de principios técnicos, combinada coas aplicacións prácticas das bombas de engrenaxes, bombas de paletas e bombas de pistón
- Infiltración de aire e fenómeno de cavitación
Cando o aire se mestura nun sistema hidráulico, a incompresibilidade do aceite hidráulico diminúe, o que adoita provocar cavitación e provocar vibracións intensas irregulares durante o funcionamento da bomba hidráulica. A cavitación refírese ao colapso rápido das bolbullas formadas no aceite cando entran nunha zona de alta presión, xerando impactos localizados. A cavitación non só fai que a bomba produza un ruído agudo, senón que tamén erosiona as superficies metálicas, deixando pozos semellantes a esponjas, o que acentúa aínda máis as vibracións e os danos no equipo. As vías de infiltración de aire inclúen: fugas na liña de aspiración do aceite, nivel baixo de aceite no depósito hidráulico, o extremo da tubaxe de retorno non estar submerso na superficie do aceite, e un mal sellado do corpo da bomba. Cando a planitude do corpo e tapa da bomba de engranaxes é insuficiente ou a axunta envelece, o aire será absorbido durante o funcionamento. As bombas de álabes, debido á súa capacidade de autocebado inferior comparada coas bombas de engranaxes (especialmente as bombas de álabes de pequeno desprazamento), requiren especial atención para garantir unha aspiración suave do aceite e un sellado intacto. As bombas de pistón tamén temen a entrada de aire no lado de aspiración baixo condicións de operación demandantes; unha vez que o aire se mestura e causa interrupción no suministro de combustible, pode levar a un impacto e vibracións graves por cavitación. Por tanto, manter un bo sellado e o nivel correcto de aceite no sistema hidráulico é crucial. Se se sospeita de cavitación, pode avaliarse polo son e o manómetro: se a agulla do manómetro oscila anormalmente con violencia acompañada dun son \"areoso\", iso adoita indicar cavitación causada por mala aspiración do aceite, e debería comprobarse inmediatamente a entrada de aspiración da bomba e o filtro para ver se están bloqueados ou teñen fugas de aire.
- Dificultade na absorción do aceite e condicións de traballo inadecuadas.
As condicións de traballo inadecuadas das bombas hidráulicas tamén poden provocar vibracións severas, sendo dúas situacións comúns que a bomba non poida absorber suficiente aceite e o seu funcionamento en sobrecarga. Cando a velocidade da bomba hidráulica é excesiva, o proceso de aspiración do aceite pode non seguir o ritmo do fluxo de descarga, o que resulta nunha aspiración insuficiente de aceite, xerando un baleiro parcial na entrada da bomba acompañado de fluctuacións de presión e, finalmente, provocando vibracións intensas na bomba. Dito doutro xeito, se a bomba xira demasiado rápido pero non pode suministrar aceite, quedará en baleiro e causará vibracións. Isto aplícase especialmente ás bombas de engrenaxes: durante o funcionamento a alta velocidade, se a aspiración do aceite non é oportuna, a cámara de sellado entre os dentes experimentará repetidamente aumentos rápidos de presión e baleiros súbitos, provocando vibracións e ruído intensos. Por iso, normalmente faise un ranurado de descarga na estrutura das bombas de engrenaxes para aliviar o impacto causado polo atrapamento do aceite nos dentes. Outro escenario é o funcionamento en sobrecarga do sistema hidráulico, no que a bomba opera durante longos períodos por encima da presión ou caudal deseñados, orixinando tensións anómalas nos compoñentes internos e causando vibracións xerais da máquina. Cando a bomba de pistóns cambia rapidamente baixo alta presión e alto caudal, se o rendemento de aspiración non pode seguir o ritmo, tamén ocorrerá unha "separación da columna lixeira" transitoria, provocando unha vibración por impacto severa. Ademais, os cambios na temperatura e viscosidade do aceite hidráulico tamén poden afectar ao rendemento de aspiración: unha viscosidade elevada do aceite a baixas temperaturas pode incrementar a resistencia á aspiración, dificultando que a bomba aspire aceite suficiente de forma oportuna; se o aceite é demasiado fluído a altas temperaturas, pode producirse vaporización (vaporización prematura do aceite). Todo isto dificultará a absorción de aceite pola bomba e inducirá vibracións. Na enxeñaría, debe evitarse que as bombas funcionen durante longos períodos por encima da súa velocidade ou carga nominal. Se fose necesario, pode reducirse a velocidade ou desviar o suministro de aceite, asegurando ademais que a temperatura do aceite hidráulico sexa a adecuada. Nos sistemas de bombas de paletas e de pistóns, ás veces instálanse bombas auxiliares de suministro de aceite ou acumuladores para garantir a demanda de aspiración da bomba durante o funcionamento de alta frecuencia e previr vibracións por falta de suministro.
- Viscosidade do aceite e factores de contaminación.
Unha viscosidade excesiva ou insuficiente do aceite hidráulico pode causar vibracións anormais no funcionamento da bomba hidráulica. Cando a viscosidade é demasiado alta (por exemplo, ao arrincar a baixas temperaturas ou usar un aceite cun grao de viscosidade elevado), aumenta a resistencia ao fluxo do aceite e a aspiración na entrada da bomba non é uniforme, o que pode provocar un baleiro local que orixine cavitación e vibración. Pola contra, unha baixa viscosidade (por exemplo, alta temperatura do aceite ou uso dun aceite moi fluído) pode facer que a película lubrificante se atenúe, aumente o froito interno na bomba e provoque unha lubricación deficiente dos compoñentes, o que leva ao desgaste e ás vibracións anormais. Por tanto, débese escoller un aceite hidráulico cun nivel de viscosidade axeitado segundo o ambiente de traballo do equipo, e asegurarse de que a temperatura do sistema se manteña dentro do rango normal. Ademais, a limpeza do aceite é tamén crucial para o funcionamento suave da bomba. Os contaminantes poden acentuar o desgaste da bomba e incluso provocar que as pezas móviles se atasquen, orixinando vibración e ruído. O xogo de axuste de precisión da bomba de paletas é pequeno, o que a fai especialmente sensible á contaminación do aceite; unha vez que as impurezas restrinjan o movemento das paletas, provocará unha presión de saída inestable e vibración. Se partículas como limaduras de ferro entran na bomba de engrenaxes, poderían causar raiados na superficie dos dentes, desgaste excéntrico das engrenaxes e producir ruído e vibración semellante a un mordido durante o funcionamento. A bomba de pistóns ten os requisitos máis altos en canto á limpeza do aceite, e ata partículas pequenas poden acelerar o desgaste do pistón e do cilindro, orixinando pulsacións de presión e fallas por vibración. Manter o aceite hidráulico limpo pode reducir considerablemente estes riscos. A substitución regular dos elementos filtrantes e o control da calidade do aceite para previr a degradación da viscosidade e a contaminación excesiva son tarefas prioritarias no mantemento diario do equipo.
- Instalación mecánica e problemas estruturais:
A instalación e os factores estruturais internos das bombas hidráulicas tamén poden causar sacudidas severas. En primeiro lugar, unha instalación incorrecta. Se o eixe motriz da bomba hidráulica non está aliñado co eixe do motor ou se o acoplamento está mal instalado, xeraranse esforzos mecánicos adicionais e forzas excéntricas durante o funcionamento da bomba, o que provoca unha vibración intensa do cadro. Moitos casos in situ mostraron que un lixeiro desalineamento do eixe pode facer que a bomba salte durante a rotación a alta velocidade, provocando danos prematuros nas empaquetaduras e desgaste dos rodamientos. Ao instalar correctamente, úsese un acoplamento para aliñar o eixe e apertar o soporte da bomba. Se é necesario, engádanse almofadas antivibración. En segundo lugar, a fabricación ou o desgaste dos compoñentes internos da bomba poden ser a causa raíz da vibración. Por exemplo, as bombas de engrenaxes con precisión deficiente das engrenaxes, folgo reducido nos dentes ou desgaste dos rodamientos poden interromper o equilibrio do funcionamento e producir vibracións e ruído significativos. A propia bomba de engrenaxes ten unha desvantaxe inherente: a forza radial desequilibrada, que pode xerar cargas alternativas nos rodamientos e na carcasa, sendo máis propensa a sacudidas cando o deseño e a montaxe son inadecuados. Se existe desgaste local na superficie interior do estator ou escasa elasticidade das paletas nunha bomba de paletas, tamén pode causar forzas desiguais nas paletas, levando á vibración durante a rotación. Unha bomba de pistóns contén múltiples compoñentes recíprocos de alta velocidade. Se hai pistóns individuais ou zapatas deslizantes desgastadas ou soltas, pode haber impactos e pulsacións de caudal, manifestándose como vibración xeral. Ademais, parafusos floxos que fixan a bomba e as tubaxes, ou rigidez insuficiente do soporte da base, tamén poden amplificar vibracións sutís durante o funcionamento normal, resultando en sacudidas "severas" visibles a simple vista. Polo tanto, durante a mantención do equipo, deben comprobarse as condicións dos acoplamientos, elementos de fixación e pezas internas da bomba, corrixindo e substituíndo inmediatamente calquera compoñente defectuoso.
Suxestión do enxeñeiro
Respecto ao problema de forte vibración das bombas hidráulicas, os enxeñeiros fornecen as seguintes suxestións para referencia:
Comprobe a tempo a cavitación e as fugas de aire: En caso de ruído anormal ou grandes fluctuacións na agulla do manómetro, o primeiro que debe comprobar é se o elemento do filtro de aspiración está bloqueado, se a axencia da unión da tubaxe de aspiración está en bo estado, se o nivel de aceite no depósito é baixo, e se a tubaxe de retorno está introducida no nivel de aceite. Eliminar os riscos de entrada de aire pode reducir efectivamente a vibración da bomba hidráulica. Se é necesario, aumente a presión suficiente de aceite na entrada da bomba (por exemplo, instalando unha bomba auxiliar ou elevando a altura do depósito) para previr a cavitación.
Controlar de forma razoable os parámetros de funcionamento: cumprir coas especificacións de velocidade e presión nominais da bomba hidráulica, e evitar o funcionamento a longo prazo con exceso de velocidade e sobrecarga. Para bombas con capacidade limitada de autocebado, como as bombas de engrenaxes, debe prequentarse a máquina mediante o marcha en baleiro a baixas temperaturas para reducir a viscosidade do aceite antes de operar a plena carga, evitando así vibracións causadas por dificultades na succión do aceite. Nun sistema con múltiples bombas, pódese considerar un acumulador en paralelo para estabilizar as pulsacións de presión e reducir o impacto da acción rápida sobre a bomba.
Escolla o aceite axeitado e realice un mantemento regular: Escolla un aceite hidráulico co grao de viscosidade apropiado segundo a temperatura ambiente para evitar que o aceite sexa excesivamente viscoso ou demasiado fino, o que podería afectar a aspiración e lubricación da bomba. Substitúa ou filtre o aceite regularmente para manter a súa limpeza. Especialmente nos equipos que usan bombas de paletas e bombas de pistón, debe aplicarse rigorosamente o plan de filtraxe e substitución do aceite para previr que entren impurezas e provoquen fallas por vibración.
Comprobe a instalación e o estado das pezas: Asegúrese de que o eixo da bomba hidráulica e do motor están ben aliñados, de que a instalación do acoplamento cumpre os requisitos e aperte regularmente os parafusos de fixación da bomba e os soportes das tubaxes. Se se atopan desgaste anormal ou pezas soltas no interior da bomba, repáre-as ou substitúaa oportunamente. Para as bombas de engrenaxes, pódese comprobar o desgaste das engrenaxes e dos rodamientos; Comprobe se a páxina e o estator encaixan axeitadamente na bomba de paletas; Para as bombas de pistóns, debe prestarse atención ao desgaste do pistón, das zapatillas deslizantes e da placa inclinada. A resolución de avarías do equipo debe levarse a cabo paso a paso, desde o exterior ata o interior, de máis sinxelo a máis difícil, para detectar problemas a tempo e previnelos antes de que ocorran.
A partir do análise anterior, pódese ver que "por que as bombas hidráulicas vibran violentamente" non é un misterio irresoluble. A cavitación, a dificultade na absorción de aceite, condicións de traballo inadecuadas, problemas co aceite e factores de instalación mecánica son causas habituais. Para os profesionais da industria hidráulica, dominar estes principios e adoptar medidas preventivas é necesario para reducir de forma eficaz o ruído e a vibración das bombas de engrenaxes, prolongar a vida útil do equipo e asegurar o funcionamento estable e eficiente dos sistemas hidráulicos. Cando haxa unha vibración anormal na bomba hidráulica, recoméndase revisar os puntos anteriores para diagnosticar avarías no equipo. Crémonos que isto axudará a identificar rapidamente a causa, aplicar o tratamento adecuado e resolver o problema.