EN
Waarom trilt de hydraulische pomp hevig?
Sterke trillingen van hydraulische pompen in hydraulische systemen zijn een veelvoorkomend maar uitdagend probleem bij het onderhoud van apparatuur. Deze intense trillingen veroorzaken niet alleen vervelende geluiden, maar versnellen ook de slijtage van componenten, leiden tot losraken van pijpkoppelingen of zelfs scheuren, en in ernstige gevallen tot storingen van hydraulische componenten, waardoor de veiligheid en efficiëntie van de productie worden aangetast. Pompvibraties komen vaak voor op werkvelden en de gevolgen mogen niet worden onderschat. Daarom is het begrijpen van de oorzaken van hevige pompvibraties en het snel verhelpen van storingen van groot belang voor hydraulische systeemingenieurs en onderhoudspersoneel. Hieronder analyseren wij de oorzaken van sterke pompvibraties vanuit technisch-principeoverwegingen, in combinatie met de praktische toepassingen van tandwiel-, lamel- en zuigerpompen
- Luchtonderdrukking en cavitatieverschijnsel
Wanneer lucht in een hydraulisch systeem terechtkomt, neemt de onsamendrukbaarheid van hydraulische olie af, wat vaak leidt tot cavitatie en onregelmatige, hevige trillingen tijdens het functioneren van de hydraulische pomp. Cavitatie verwijst naar het snelle instorten van in de olie gevormde belletjes wanneer deze een gebied met hoge druk binnenkomen, waardoor lokale schokken ontstaan. Cavitatie zorgt er niet alleen voor dat de pomp scherpe geluiden produceert, maar erosieert ook metalen oppervlakken, waarbij sponsachtige putjes ontstaan die trillingen en beschadiging van de installatie verder verergeren. De manieren waarop lucht binnendringt, zijn onder andere: lekkage in de aanzuigleiding, een te laag oliepeil in de hydraulische olietank, het uiteinde van de terugloopbuis die niet ondergedompeld is in het olieoppervlak, en slechte afdichting van het pomplichaam. Wanneer de platheid van het tandwielpomplichaam en de eindafdekking onvoldoende is of de olieafdichting veroudert, wordt tijdens bedrijf lucht aangezogen. Vane-pompen, vanwege hun inferieure zelfaanzuigingsvermogen vergeleken met tandwielpompen (met name kleine vane-pompen), vereisen bijzondere aandacht voor een vlotte olie-aanzuiging en intacte afdichting. Ook zuigerpompen zijn gevoelig voor luchtopname aan de aanzuigzijde onder zware bedrijfsomstandigheden; wanneer lucht binnendringt en de olievoorziening onderbroken raakt, kan dit leiden tot ernstige cavitatieschokken en trillingen. Daarom is het essentieel om een goede afdichting en correct oliepeil in het hydraulische systeem te handhaven. Indien cavitatie wordt vermoed, kan dit worden vastgesteld aan de hand van geluid en manometer: als de wijzer van de manometer abnormaal hevig slingerend beweegt en gepaard gaat met een \"zanderig\" geluid, duidt dit vaak op cavitatie veroorzaakt door slechte olie-aanzuiging, en dient de aanzuigopening van de pomp en het filter onmiddellijk gecontroleerd te worden op verstopping of luchtlekkage.
- Moeite met olieabsorptie en ongeschikte werkomstandigheden.
Onjuiste werkomstandigheden van hydraulische pompen kunnen ook leiden tot hevige trillingen, waarbij twee veelvoorkomende situaties zijn dat de pomp onvoldoende olie kan opnemen en dat deze overbelast wordt. Wanneer het toerental van de hydraulische pomp te hoog is, kan het olie-aanzuigproces niet meer meekomen met het olie-afvoerritme, waardoor er onvoldoende olieaanzuiging optreedt. Dit veroorzaakt een gedeeltelijke vacuümtoestand aan de aanzuigzijde van de pomp, vergezeld van drukfluctuaties, wat uiteindelijk leidt tot hevige trillingen van de pomp. Eenvoudig gezegd: als de pomp te snel draait maar geen olie kan leveren, loopt hij zonder belasting en ontstaat er trilling. Dit geldt met name voor tandwielpompen: bij hoge toeren zal, indien de olietoegang niet tijdig is, de afdichtkamer tussen de tanden herhaaldelijk een snelle drukstijging en plotselinge vacuümtoestanden doormaken, wat sterke trillingen en lawaai veroorzaakt. Daarom worden er meestal ontlastgroeven in de constructie van tandwielpompen gefreesd om het effect van ingesloten olie tussen de tanden te verminderen. Een andere situatie is het bedrijf van het hydraulisch systeem onder overbelasting, wanneer de pomp langdurig werkt boven de ontwerpdruk of het ontwerpdebiet, wat abnormale spanning op interne componenten veroorzaakt en algehele machinevibraties teweegbrengt. Wanneer een zuigerpomp onder hoge druk en hoog debiet snel verandert, kan, indien de aanzuigprestatie niet kan meekomen, tijdelijke "vloeistofkolomscheiding" optreden, wat zware stootvormige trillingen veroorzaakt. Bovendien kunnen veranderingen in de temperatuur en viscositeit van de hydraulische olie ook de aanzuigprestaties beïnvloeden: hoge olieviscositeit bij lage temperaturen verhoogt de aanzuigweerstand, waardoor de pomp moeite heeft om op tijd voldoende olie aan te zuigen; als de olie bij hoge temperaturen te dun wordt, kan dit verdamping veroorzaken (voorbarige verdam ping van de olie). Al deze factoren maken het moeilijk voor de pomp om olie aan te zuigen en kunnen trillingen veroorzaken. In de techniek dient te worden vermeden dat pompen langdurig werken boven hun nominale toerental of belasting. Indien nodig kan het toerental worden verlaagd of de olievoorziening worden omgeleid, en dient de temperatuur van de hydraulische olie passend gehandhaafd te worden. In lamelpomp- en zuigerpompsystemen worden soms hulpoliepompen of accumulatoren geïnstalleerd om de aanzuigbehoefte van de pomp bij hoogfrequent gebruik te waarborgen en trillingen door onvoldoende olievoorziening te voorkomen.
- Olieviscositeit en verontreinigingsfactoren.
Te hoge of te lage viscositeit van hydraulische olie kan abnormale trillingen veroorzaken bij de werking van een hydraulische pomp. Wanneer de viscositeit te hoog is (zoals bij koude start of gebruik van olie met een hoge viscositeitsklasse), neemt de stroomweerstand van de olie toe en wordt de aanzuiging aan de pompinlaat onvoldoende, wat kan leiden tot een plaatselijk vacuüm, cavitatie en trillingen. Daarentegen kan een lage viscositeit (zoals bij hoge olie-temperatuur of gebruik van te dunne olie) ertoe leiden dat de smeervislaag dunner wordt, de interne wrijving in de pomp toeneemt en onderdelen slecht gesmeerd raken, wat slijtage en abnormale trillingen veroorzaakt. Daarom dient hydraulische olie met een geschikte viscositeitsklasse te worden gekozen op basis van de werkomgeving van de installatie, en moet de systeemtemperatuur binnen het normale bereik worden gehouden. Daarnaast is de reinheid van de olie van cruciaal belang voor een vlotte pompwerking. Verontreinigingen kunnen de slijtage van de pomp verergeren en zelfs bewegende delen vast laten lopen, wat trillingen en lawaai veroorzaakt. De nauwe passing van een plunjerpomp is klein, waardoor deze bijzonder gevoelig is voor olievervuiling; zodra onzuiverheden de plunjerbeweging belemmeren, ontstaat een instabiele uitgangsdruk van de pomp en trillingen. Als er deeltjes zoals ijzervijlsel in een tandheugelpomp terechtkomen, kan dit krassen op het tandoppervlak veroorzaken, excentrische slijtage van de tandwielen en tijdens bedrijf lawaai en trillingen produceren die lijken op knarsende tanden. De zuigerpomp heeft de hoogste eisen ten aanzien van oliezuiverheid, en zelfs kleine deeltjes kunnen de slijtage van zuiger en cilinderboring versnellen, wat leidt tot drukpulsaties en trillingsproblemen. Het schoonhouden van hydraulische olie kan deze risico's sterk verminderen. Regelmatig vervangen van filterelementen en het monitoren van de oliekwaliteit om viscositeitsverval en overmatige vervuiling te voorkomen, zijn dagelijkse prioriteiten voor onderhoudspersoneel.
- Mechanische installatie en structurele problemen:
De installatie en interne structurele factoren van hydraulische pompen kunnen ook zware trillingen veroorzaken. Ten eerste onjuiste installatie. Als de aandrijfas van de hydraulische pomp niet uitgelijnd is met de motoras of als de koppeling slecht geïnstalleerd is, ontstaan er extra mechanische spanningen en excentrische krachten tijdens de werking van de pomp, wat leidt tot hevige framevibraties. Veel praktijkvoorbeelden tonen aan dat een kleine asverkanting ervoor kan zorgen dat de pomp tijdens hoge toerentallen begint te stuiteren, wat vroegtijdige beschadiging van afdichtingen en slijtage van lagers tot gevolg heeft. Zorg bij correcte installatie voor asuitlijning met behulp van een koppeling en verstevig de pompsteunen. Voeg indien nodig trillingsdempende onderleggers toe. Ten tweede kan de fabricage of slijtage van interne onderdelen van de pomp de oorzaak zijn van trillingen. Bijvoorbeeld tandheugels met onnauwkeurige tandwielen, kleine tandspeling of slijtage van lagers kunnen het operationele evenwicht verstoren en aanzienlijke trillingen en geluidsoverlast veroorzaken. De tandheugel heeft inherent het nadeel van radiale onbalanskracht, waardoor wisselende belastingen op de lagers en behuizing ontstaan, en is gevoeliger voor trillingen bij onjuiste constructie of montage. Als er lokale slijtage is aan het binnenoppervlak van de stator of onvoldoende veerkracht van de schoepen in een schoepenpomp, kan dit ook ongelijke belasting op de schoepen veroorzaken, wat trillingen tijdens rotatie tot gevolg heeft. Een zuigerpomp bevat meerdere hoogfrequente heen-en-weer gaande onderdelen. Als individuele zuigers of glijders versleten of los zijn, kunnen er klappen en stroompulsaties optreden, zichtbaar als algehele trilling. Daarnaast kunnen losse bouten die de pomp en leidingen vastzetten, of onvoldoende stijfheid van de basissteun, subtiele trillingen tijdens normaal bedrijf versterken, wat met het blote oog zichtbare "zware trillingen" oplevert. Daarom dient tijdens onderhoud de toestand van koppelingen, bevestigingsmiddelen en interne pompcomponenten gecontroleerd te worden, en moeten defecte onderdelen direct gecorrigeerd of vervangen worden.
Suggestie van de ingenieur
Met betrekking tot het probleem van hevige trillingen van hydraulische pompen, geven ingenieurs de volgende suggesties ter overweging:
Tijdig controleren op cavitatie en luchtlekkage: Bij abnormale geluiden of hevige schommelingen van de wijzer van de drukmeter moet in de eerste plaats worden gecontroleerd of het zuigfilterelement verstopt is, of de afdichting van de zuigleidingverbinding intact is, of het oliepeil in de tank laag is, en of de retourleiding onder het oliepeil zit. Het elimineren van risico's op luchtinname kan hydraulische pompvibraties effectief verminderen. Indien nodig, verhoog dan de aanvoeroliedruk voldoende aan de pompzijde (bijvoorbeeld door een bijvul-pomp te installeren of de hoogte van de olietank te verhogen) om cavitatie te voorkomen.
Beheers redelijk de bedrijfsparameters: houd u aan de nominale toerental- en drukspecificaties van de hydraulische pomp, en vermijd langdurige oversnelde en overbelaste bediening. Voor pompen met beperkte zelfaanzuigcapaciteit, zoals tandwielpompen, dient de machine bij lage temperaturen te worden opgewarmd door middel van stationair draaien met een laag toerental om de viscositeit van de olie te verlagen voordat wordt gewerkt onder volle belasting, teneinde trillingen te voorkomen die worden veroorzaakt door moeilijkheden bij het aanzuigen van olie. In een systeem met meerdere pompen kan parallel gebruik van een accummulator worden overwogen om drukpulsaties te stabiliseren en de impact van snelle acties op de pomp te verminderen.
Selecteer de juiste olie en onderhoud deze regelmatig: Kies hydraulische olie met de juiste viscositeitsklasse op basis van de omgevingstemperatuur, zodat de olie niet te stroperig of te dun wordt, wat het zuigen en smeren van de pomp kan beïnvloeden. Vervang of filter de olie regelmatig om de schoonheid ervan te behouden. Vooral bij apparatuur met plunjerpompen en paalpompen moet het oliefiltratie- en vervangingsplan strikt worden nageleefd om verontreinigingen te voorkomen die trilproblemen kunnen veroorzaken.
Controleer de installatie en de toestand van onderdelen: Zorg ervoor dat de as van de hydraulische pomp en motor goed uitgelijnd is, dat de koppeling correct geïnstalleerd is en verstevig regelmatig de verankeringsbouten van de pomp en de pijpleidingsupports. Als er binnen de pomp sprake is van abnormale slijtage of losse onderdelen, dient u deze tijdig te repareren of te vervangen. Bij tandheugelpompen kan de slijtage van tandwielen en lagers worden gecontroleerd; bij plunjerpompen dient gelet te worden op de slijtage van de zuiger, glijders en hellend vlak. Problemen met apparatuur dienen systematisch van buiten naar binnen, van eenvoudig naar moeilijk te worden aangepakt, zodat problemen vroegtijdig worden gedetecteerd en voorkomen kunnen worden.
Uit bovenstaande analyse blijkt dat "waarom hydraulische pompen hevig trillen" geen onoplosbaar mysterie is. Cavitatie, moeilijkheden bij het opnemen van olie, ongeschikte werkomstandigheden, olieproblemen en mechanische installatiefactoren zijn veelvoorkomende oorzaken. Voor professionals in de hydraulische industrie is het noodzakelijk om deze principes te beheersen en preventieve maatregelen te nemen om lawaai en trillingen van tandwielpompen effectief te verminderen, de levensduur van apparatuur te verlengen en een stabiele en efficiënte werking van hydraulische systemen te waarborgen. Wanneer er sprake is van abnormale trillingen in de hydraulische pomp, wordt aanbevolen om bovenstaande punten te raadplegen voor storingsoptreding. Wij zijn ervan overtuigd dat dit u zal helpen de oorzaak snel te achterhalen, de juiste remedie toe te passen en het probleem op te lossen.