Пластинчатые насосы штифтового типа

Когда говорят про пластинчатые насосы, многие сразу представляют что-то простое, дешёвое и не очень надёжное — для низких давлений и нетребовательных задач. Особенно это касается именно штифтового типа. Но тут кроется первый и, пожалуй, самый распространённый просчёт. Штифтовой механизм — это не обязательно признак ?слабости?. Всё упирается в исполнение, материалы и точность расчёта. Я сам долгое время относился к ним с предубеждением, пока не столкнулся с серией V от Vicks, кажется, через их сайт vickshyd.ru попалась спецификация. Там заявлены рабочие давления, которые заставили пересмотреть взгляд. Но об этом позже.

В чём суть штифтовой конструкции и где её реальные границы

Если грубо, то в классическом пластинчатом насосе лопасти выдвигаются под действием центробежной силы и давления. В штифтовом же типе каждая пластина сидит на своём индивидуальном штифте, который и задаёт её траекторию. Главный плюс — лучше контроль за пластиной, меньше перекосов, возможность работать на более высоких оборотах без риска заклинивания. Но и минус очевиден: сложность, цена, чувствительность к чистоте масла. Если в обычном насосе грязь может просто увеличить износ, то здесь штифт может просто ?залипнуть? в своём гнезде.

На практике это означает, что применять пластинчатые насосы штифтового типа в условиях плохой фильтрации — самоубийство. У нас был случай на одном прессе: поставили такой насос от другого производителя, не проверили состояние фильтров тонкой очистки. Через 80 часов работы — характерный стук и падение давления. Разобрали — на штифтах в посадочных местах образовался лаковый налёт от старого, окисленного масла. Штифты двигались с заеданием, пластины не до конца выдвигались. Камера не герметизировалась, отсюда и падение производительности.

Поэтому теперь первое правило: штифтовой насос требует идеальной чистоты гидравлической системы. Не ?в целом чисто?, а именно по классу чистоты. И второе — качество масла. Оно должно иметь хорошие противоизносные и противозадирные свойства, иначе износ пары штифт-ротор будет катастрофическим. В спецификациях Vicks на их серии V/VQ, кстати, это особо подчёркивается. Они прямо указывают рекомендуемый класс чистоты масла по ISO. Это не маркетинг, а суровая необходимость.

Почему ABT-сервопластинчатые насосы — это отдельный разговор

Когда на том же сайте ООО Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо) видишь упоминание ?мировые инновационные ABT сервопластинчатые насосы?, сначала думаешь — ну вот, опять громкие слова. Но если копнуть, то ABT — это не просто бренд, а конкретная конструктивная схема с двойным действием пластин и тем самым штифтовым приводом. Их серии T6, T7, V10, V20 — это уже аппараты для серьёзных систем, часто с сервоуправлением.

Главное преимущество ABT-конструкции, на мой взгляд, — это компенсация радиальных сил. В обычном насосе давление жидкости на ротор несимметрично, создаётся боковая нагрузка на подшипники. В ABT-схеме это компенсируется за счёт симметричного расположения камер. Это напрямую влияет на ресурс. Мы как-то сравнивали на стенде обычный пластинчатый насос и ABT-аналог по наработке до падения параметров. При одинаковых давлениях и оборотах ABT-насос ?ходил? почти в полтора раза дольше до того, как износ подшипников стал критичным.

Но и тут есть нюанс. Такая сложная конструкция требует высочайшей культуры производства. Биение ротора, точность изготовления штифтовых пазов, твёрдость поверхностей — всё должно быть на уровне. Если брать дешёвые аналоги, заявленные как ?аналоги ABT?, можно нарваться на те же проблемы, что и с любым некачественным штифтовым насосом, только дороже. Поэтому источник имеет значение. Когда видишь, что компания Vicks предлагает полный спектр от серий 25M до 51M, понимаешь, что речь идёт о платформенном подходе, а не о кустарной сборке.

Опыт интеграции в реальные системы: удачи и провалы

Один из самых показательных проектов был связан с модернизацией гидравлики термопластавтомата. Там стоял старый шестерённый насос, шумный и с нестабильным потоком. Задача — поставить более тихий и управляемый пластинчатый насос для привода зажима. Выбрали как раз пластинчатый насос штифтового типа из серии VQ, данные взяли с vickshyd.ru. Расчётный режим — давление до 16 МПа, обороты до 1800.

Казалось бы, всё должно было работать. Но не учли один момент — наличие в системе высокочастотных пульсаций давления от другого, плунжерного насоса, который работал на инжекцию. Эти пульсации, хоть и небольшие по амплитуде, передавались по общей магистрали и воздействовали на пластины нашего нового насоса. Возникла резонансная вибрация, которая вылилась в повышенный шум и ускоренный износ штифтов. Пришлось ставить дополнительный гаситель пульсаций (аккумулятор мембранного типа) прямо на входе. После этого система успокоилась и работает уже больше трёх лет без нареканий.

Этот случай научил меня, что рассматривать штифтовой тип насоса нужно не изолированно, а как часть всей гидравлической системы. Его динамические характеристики, отклик на пульсации — это важно. В паспортах на серии SQP или PV2R, например, таких данных часто нет, их приходится либо запрашивать у производителя, либо проверять опытным путём.

Сравнение с другими типами: когда штифтовой насос — правильный выбор

Часто встаёт вопрос: что брать — пластинчатый, шестерённый или плунжерный насос? Для штифтового пластинчатого насоса есть своя ниша. Это системы, где нужен относительно высокий КПД, низкий уровень шума, среднее и высокое давление (условно до 21 МПа, как у некоторых моделей Vicks), но при этом бюджет не тянет на аксиально-плунжерные насосы серии A4VSO.

Шестерённый насос, даже высоконапорный как серия VG от того же Vicks (до 40 МПа), будет зачастую шумнее. Плунжерный — эффективнее на высоких давлениях, но сложнее и дороже в обслуживании. А пластинчатый штифтовой — это некий компромисс. Особенно он хорош в стационарных промышленных установках, где есть возможность обеспечить стабильное качество масла и где важна плавность работы. Например, в прецизионных станках с ЧПУ для подачи СОЖ под давлением или в гидроприводах конвейеров с переменной нагрузкой.

Ещё один кейс — использование в качестве гидромотора. В линейке Vicks есть же полный спектр моторов: NHM, FMB. Так вот, пластинчатые моторы на штифтовом принципе (которые, по сути, обратимые насосы) дают хороший пусковой момент и плавный ход на низких оборотах. Мы применяли их в механизмах поворота — работают стабильно, без рывков, которых иногда не избежать с некоторыми типами моторов.

Заключительные мысли: не бояться, но проверять

Подводя черту, хочу сказать, что пластинчатые насосы штифтового типа давно переросли статус ?простых и дешёвых?. Это технологичные аппараты, требующие понимания принципа их работы и условий эксплуатации. Их нельзя просто ?воткнуть? вместо старого насоса и ждать чуда. Нужен анализ системы, подготовка жидкости, правильный подбор модели по рабочим объёмам и давлениям.

Сайты вроде vickshyd.ru и предложения от ООО Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо) полезны как источник точных технических данных по сериям — тем же M4D или PV2R. Но эти данные — отправная точка. Дальше нужно считать, советоваться, а лучше — проводить предварительные испытания на стенде. Потому что успех или неудача с таким насосом почти всегда упираются в детали: в ту самую чистоту масла, в отсутствие кавитации на входе, в правильность обвязки.

Лично я теперь не смотрю на них свысока. В арсенале гидравлика они — мощный инструмент. Но инструмент для профессионала, который знает, как и когда его применить. А если знаний не хватает — лучше начать с чего-то попроще или обратиться к инженерам поставщика. Экономия на консультации потом может обернуться многократными затратами на ремонт.