Welche Ursachen für Geräusche bei den Pumpen von Nippon Sharyo gibt es und wie kann man damit umgehen?

Thread Content

Wir wissen, dass jede Art von Kolbenpumpe ein gewisses Maß an Lärm erzeugt; der Unterschied liegt lediglich in der Lautstärke des Lärms. Wenn der Lärm zu stark ist, führt das zu einer gewissen Lärmbelastung sowie zu Störungen für die Mitarbeiter. Nehmen wir heute als Beispiel die Pumpe von Nippon Sharyo und erläutern Sie die Ursachen für Geräusche bei dieser Pumpe sowie die möglichen Lösungswege. Wenn die von NACHI-Fujikoshi hergestellten Hydraulikkolbenpumpen, die in Baumaschinen verwendet werden, während des Betriebs einen übermäßigen Lärm verursachen, ist das ein Zeichen dafür, dass die Pumpe bald beschädigt werden wird. Die hydraulischen Kolbenpumpen von NACHI-Fujikoshi (im Folgenden einfach als Pumpen bezeichnet) erzeugen Geräusche in den folgenden 8 Fällen. 1. Eigenrauschen: Die Hydraulikkolbenpumpen von NACHI-Fujikoshi weisen ein Eigenrauschen auf, was darauf hindeutet, dass die derzeitige Fertigungstechnologie der Pumpen noch nicht den Anforderungen entspricht. Was die Arbeitsweise der Pumpe angeht, so vollzieht jeder Kolben der Pumpe bei einer Umdrehung des Hauptwellen jedes Mal einen Zyklus vom Saugen von Öl bis zum Pressen des Öls. Während des Vorgangs der Steuerung des Ölansaugens und -drucks durch den Kolben kann es zu einem plötzlichen Druckabfall des überschüssigen Hochdrucköls im Kolbenkanal kommen. Dadurch entsteht eine Art „Flüssigkeitsexplosion“. Diese kontinuierlichen Druckschwankungen im Kolbenkanal erzeugen ein stabiles, hohes Geräusch. Jede Pumpe erzeugt dabei ein solches Geräusch – in unterschiedlichem Ausmaß. Die Hersteller von Hydraulikpumpen in den verschiedenen Ländern der Welt setzen in den Druckübergangsbereichen der Steuerplatten verschiedene Arten von Schalldämmungseinheiten ein. Von den traditionellen „dreieckigen Drosselkanälen“ über „Entlastungsloch-Systeme“ bis hin zu „schrägen Kanälen“ – doch keines dieser Verfahren hat das Problem der durch Schwankungen des Drucks des von der Pumpe erzeugten Öls verursachten Schallentwicklung vollständig gelöst. Bei Hochdruckpumpen mit großem Hubvolumen, die in Baumaschinen verwendet werden und plötzliche Druckschwankungen aufweisen, ist der durch das Entlasten des Öls im Bereich des Totvolumens entstehende Schall noch lauter. 2. Kavitationslärm: Wenn sich Blasen im Hydrauliköl befinden, wird das Öl mit diesen Blasen in die Zylinderbohrung gesaugt. Der Kolben drückt das Öl in die Entlüftungsöffnungen des Steuerplattens des Zylinders. Unter hohem Druck platzen diese Blasen plötzlich. Blasen ähnlicher Größe werden durch das hochdruckige Öl zusammengedrückt und brechen anschließend ebenfalls plötzlich zusammen – dadurch entsteht ein starker Explosionsknall. Ein weiterer ultrahoher Lärm, der bei dem Platzen der Blasen entsteht, erzeugt ein scharfes, schrilles Pfeifen. Dieser schrille, laute Lärm ändert sich mit den Druckschwankungen der Pumpe. Wenn der Druck, den die Pumpe erzeugt, seinen Höchstwert erreicht, ist auch dieser Lärm am größten ； Wenn der Druck der Pumpe sinkt, nimmt dieser Lärm ab. Das Geräusch, das entsteht, wenn die Pumpe eine kleine Menge Luft ansaugt, klingt wie ein „Klick, Klick“-Geräusch – es erinnert etwas an das Geräusch von beschädigten Lagern. Wenn der Druck der Pumpe auf hohen Wert ansteigt, entsteht ein sehr seltsames Geräusch von Art „knallendes Platzen“. 3. Hauptquellen des mechanischen Geräusches bei Pumpen mit mechanischem Lärm: Die Verbindung zwischen dem Hauptwellen der Pumpe und dem Antriebsmotor ； An den Lagern. Mechanische Geräusche entstehen, wenn die Hauptwelle der Pumpe und die Antriebswelle des Motors nicht koaxial sind oder blockiert sind, wenn der elastische Kupplungsteil beschädigt ist oder die Schrauben locker sind. Ein beschädigter Lager erzeugt ein kontinuierliches „Plätschergeräusch“. Je höher die Drehzahl der Pumpe ist, desto lauter ist das Geräusch. Zudem zeigt die Pumpe ein Zittern. Der mechanische Lärm der Pumpe ist mit dem menschlichen Ohr wahrnehmbar. Wenn die Pumpe mit niedriger Geschwindigkeit arbeitet, kann man diesen Lärm auch mit einem industriellen Stethoskop oder einem Schraubendreher an verschiedenen Stellen der Pumpe hören. 4. Plötzlicher Lärm entsteht, wenn bei Schrägwellenpumpen der Kolben bricht oder bei Schrägwellenpumpen die Kolbenbuchsen abfallen sowie die Rücklaufplatte zerbricht. Es handelt sich dabei um einen kontinuierlichen, lauten Stoßlärm, der bei jeder Drehung der Pumpe auftritt – ähnlich wie beim Knallen von Feuerwerk. Sobald beim Pumpen plötzliche Geräusche auftreten, muss die Pumpe umgehend abgestellt werden, um zu verhindern, dass der Fehler sich weiter ausbreitet. Am wichtigsten ist, dass der Druck im Hydrauliksystem nicht ansteigt, denn Metalltrümmer von zerbrochenen Bauteilen im Pumpengehäuse können zusammen mit dem Drucköl in das System gelangen. Diese Trümmer lassen sich nicht vollständig entfernen und können dem Hydrauliksystem dauerhaften Schaden zufügen. 5. Der Lärmpegel der Pumpe nach der Reparatur ist höher als vor der Reparatur. Die Gründe dafür sind: (1) Wenn die Ölanschlussschläuche der Pumpe verhärten und beim Einbau stark bewegt werden, kann die Verbindung zwischen den Schläuchen und den Rohren locker werden, wodurch es zu Leckagen kommt. (2) Wenn die Montagemethode nicht richtig ist, sind die Öffnungen in den vorderen und hinteren (oder linken und rechten) Zylindern der Doppelpumpe symmetrisch angeordnet – dadurch entsteht ein Resonanzgeräusch. (3) Wenn der Spielraum des ausgetauschten Lagers zu groß ist, kann das ebenfalls zu Geräuschen führen. Die Lager für Pumpen haben ein hohes Präzisionsniveau (Lager mit hoher Tragfähigkeit); es dürfen keine gewöhnlichen Lager verwendet werden. (4) Die Qualität der ausgetauschten Teile ist problematisch; außerdem ist die Passgenauigkeit der Teile gering, was zu Resonanzgeräuschen bei der Betriebsfrequenz führt. (5) Die Abweichung der Bogenflächen der Reibpaare zwischen Zylinderblock und Ventilplatte führt zu einem übermäßigen Geräusch durch das Leck von Öl zwischen diesen Reibpaaren. (6) Die Abweichung zwischen der neuen Ventilplatte der Schrägwellenpumpe und den variablen Gleitbögen auf dem hinteren Deckel der alten Pumpe führt zu Leckagen in der Hochdruckzone zwischen der Rückseite der Ventilplatte und dem hinteren Deckel der Pumpe. Dadurch entstehen Geräusche durch Luftverluste. Derselbe Lärm tritt auch im Bereich auf, in dem die Rückseite des neuen Ventilplattens der Schrägkolbenpumpe mit der Verdichtungszone des hinteren Deckels der alten Pumpe in Berührung kommt. 6. Ursachen für Geräusche nach dem Ölwechsel: Die Luft im neu eingebrachten Öl konnte nicht vollständig entweichen. Wenn die Pumpe Blasen ansaugt, werden diese unter dem hohen Druck am Ausgang der Pumpe plötzlich komprimiert und zerplatzen – dadurch entsteht ein Knallgeräusch ； Das neu nachgefüllte Hydrauliköl hat eine schlechte Qualität. Zudem ist es bereits seit langer Zeit gelagert worden. Dadurch oxidieren die Entschäumer im Öl, und verschiedene chemische Zusatzstoffe im Öl verursachen negative Reaktionen – dadurch kann das Öl nicht mehr die Luftblasen darin beseitigen. 7. Schrittweiser Lärm (1) Bei den NACHI-Fujikoshi-Hydraulikkolbenpumpen nimmt der Lärm im Laufe der langfristigen Nutzung von gering auf hoch zu. Der Grund dafür ist, dass die Verteilflächen des Verteilplattens sowie des Zylinderkörpers abgenutzt sind. Die Bogenflächen der Verteilplatte und die Verteilflächen des Zylinderkörpers befinden sich in einem Gleichgewicht durch eine statische Ölschicht. Wenn diese Ölschicht Metallpartikel enthält, kommt es zu Abnutzung durch Reibung. Durch diese anhaltende Abnutzung entstehen auf den Bogenflächen der Verteilplatte Bereiche mit einer bestimmten Breite. Dadurch ändern sich die Kurven der Innen- und Außenränder der Verteilöffnungen – was wiederum zu Leckagen führt. Zudem nimmt auch das Geräusch, das bei der Durchflussregulierung entsteht, von gering bis stark zu. (2) Die Saugschlauch der hydraulischen Kolbenpumpe von NACHI Fushikoshi ist veraltet; dadurch kann Luft an der Verbindung zwischen dem Schlauch und dem Rohr eindringen. Die Luftentweichung geht von einem minimalen Ausmaß über ein geringes bis hin zu einem starken Ausmaß. Der durch das Einströmen von Luft in die Pumpe entstehende „Kavitationslärm“ wird mit zunehmender Betriebszeit immer lauter. Es ist ein Irrtum zu glauben, dass kein Lufteintritt stattfindet, solange die Leitungen auf der Ölansaugseite undicht sind. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr am Sauganschluss der Pumpe über dem zulässigen Wert liegt (nach internationalen Standards sollte es sich um einen gleichmäßigen Strömungszustand handeln, mit einer Ölgeschwindigkeit von 0,5 m/s und einem absoluten Druck von mindestens 0,08 MPa; in der Praxis kann die Ölgeschwindigkeit am Sauganschluss der Pumpe bis zu 2 m/s erreichen, was einen turbulenten Strömungszustand bedeutet), dann wird der absolute Druck am Sauganschluss der Pumpe unter den atmosphärischen Druck fallen und negativ werden. In diesem Fall gibt es keinen ausreichenden Druck, um den Flüssigkeitsstrom in die rotierenden Komponenten der Pumpe zu beschleunigen. Dadurch entsteht ein Siphoneneffekt, was für die Pumpe fatal ist. 8. Blasenrauschen: Wenn bei den Hydraulikkolbenpumpen von NACHI-Fujikoshi während des Betriebs der absolute Druck der Flüssigkeit in bestimmten Bereichen – wie zum Beispiel am Pumpenausgang – auf den Siedepunkt bei der jeweiligen Temperatur sinkt, verdampft die Flüssigkeit und es entstehen zahlreiche Blasen. Wenn die Flüssigkeit mit diesen Blasen durch die Hochdruckbereiche außerhalb der Steueröffnungen im Zylinderkörper fließt, führt der hohe Druck dazu, dass die Blasen schnell schrumpfen und schließlich platzen – wodurch hohe Temperaturen entstehen. Laut den Angaben kann die Temperatur auf 1149 °C ansteigen, wenn Blasen vom Nulldruck auf 20,7 MPa komprimiert werden. Hohe Temperaturen veranlassen das Öl zum Verbrennen, wodurch harzartige Stoffe entstehen und die Oxidation sowie Verderblichkeit des Öls beschleunigt wird.