пластинчатый насос в гидравлической системе

Когда говорят про пластинчатый насос, многие сразу представляют что-то устаревшее, шумное, для низких давлений — типа, для станочной гидравлики прошлого века и всё. Это, конечно, заблуждение, и довольно распространённое. На деле, современные пластинчатые насосы — это сложные, высокооборотные агрегаты, способные работать в системах с высокими требованиями к чистоте потока и стабильности давления. Но их специфика такова, что малейшая ошибка в подборе или эксплуатации выливается в проблемы, которые не всегда сразу диагностируешь. Вот, к примеру, история с одним прессом...

Чем пластинчатый насос отличается на практике, а не в каталоге

Главное его преимущество, которое я ценю — низкий уровень пульсаций. Для систем, где нужна плавная подача без рывков, скажем, в некоторых типах испытательных стендов или в прецизионных литьевых машинах, это ключевой параметр. Шестерёнка или аксиально-поршневой насос тут могут проигрывать. Но обратная сторона — чувствительность к загрязнению рабочей жидкости. Не к крупной стружке, нет — её задержит фильтр. А к мелкой взвеси, которая постепенно истирает торцы пластин и статорный ротор. Увидел это на системе, где по недосмотру вовремя не поменяли фильтр тонкой очистки. Насос, вроде, работал, но производительность начала медленно падать, появился лёгкий металлический блеск в масле.

И ещё момент по шуму. Да, современные модели, особенно с сервоуправлением пластинами, работают тихо. Но это в идеальных условиях. Если в системе есть кавитация — а она в пластинчатых насосах возникает довольно специфически, часто из-за слишком высокой вязкости масла на холодном пуске, — звук становится совсем другим, дребезжащим. Это не тот гул, который даёт изношенная шестерёнка. Его нужно знать, чтобы сразу понять причину.

Поэтому выбор между, условно, пластинчатым насосом серии VQ и тем же аксиально-поршневым A10VSO — это не вопрос цены или давления. Это вопрос требований системы к качеству потока и готовности обслуживающего персонала следить за чистотой гидравлики. Если в цеху вечная пыль и нет культуры обслуживания, лучше поставить что-то более ?выносливое?, пусть и с большей пульсацией.

Опыт с инновационными решениями: ABT сервопластинчатые насосы

Вот здесь как раз интересный практический кейс. Несколько лет назад столкнулся с задачей модернизировать гидропривод термопластавтомата. Нужно было добиться высокой точности и повторяемости циклов литья, при этом снизить энергопотребление. Стандартные пластинчатые насосы с фиксированным рабочим объёмом или даже с ручным регулированием не давали нужной динамики. Тогда и обратил внимание на так называемые сервопластинчатые насосы, в частности, на технологию ABT.

Суть в том, что угол наклона пластин (а значит, и рабочий объём) управляется не механически, а через отдельный сервоклапан, который получает сигнал от контроллера системы. Это позволяет насосу моментально реагировать на изменение потребности в потоке, практически исключая потери на дросселирование. Мы пробовали решение от ООО Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо) — их серии, кажется, T6 и V20. Компания, как указано в их материалах, специализируется на ключевых гидрокомпонентах, включая как раз инновационные пластинчатые насосы и моторы полного спектра.

Результат был впечатляющим по точности, но... появилась новая головная боль — настройка. Сервоконтур нужно было тонко интегрировать с ПЛК пресса. Если с обычным насосом ты настраиваешь редукционный клапан и всё, то здесь пришлось возиться с PID-регуляторами в программе. Несколько дней ушло на то, чтобы убрать ?раскачку? давления на переходных процессах. Но когда настроили — экономия энергии и тишина работы того стоили. Главный вывод: такие насосы — это уже элемент ?умной? гидравлики, и их внедрение требует соответствующей квалификации.

Типичные поломки и что за ними стоит

Помимо износа от загрязнений, о котором уже говорил, есть ещё пара характерных ?болезней?. Одна из них — залипание пластин в пазах ротора. Случается, если система долго простаивала, а масло было не самого лучшего качества или с неподходящими присадками. Пластины, обычно стальные, прикипают к чугуну ротора. При пуске они не выходят на рабочую траекторию — насос не создаёт давление, или делает это с диким шумом и вибрацией. Лечится это только разборкой и механической очисткой, а лучше — заменой изношенных пар.

Другая проблема — износ упорного торца ротора о распределительный диск. Часто возникает из-за постоянной работы на предельном давлении для данной модели или из-за недостаточной жёсткости корпуса насоса при установке. Симптом — падение объёмного КПД, насос начинает греться сильнее обычного. В каталогах редко пишут про такой нюанс, но на практике, выбирая насос, я всегда закладываю запас по давлению минимум 15-20% от паспортного максимума. Особенно это касается насосов серий PV2R или SQP, которые часто ставят в условиях с переменной нагрузкой.

И, конечно, вал. Подшипники вала выходят из строя не только от времени, но и от радиальных нагрузок, если приводной мотор и насос стоят с перекосом или если используется жёсткая муфта без компенсации несоосности. Видел, как после замены ремня на клиноременной передаче (которую, кстати, для пластинчатых насосов использовать нежелательно) и неточной натяжки, подшипник насоса развалился за два месяца.

Интеграция в систему: на что смотреть помимо насоса

Выбрать хороший пластинчатый насос — это полдела. Вторая половина — правильно его ?обвязать?. Первое — фильтрация. Я настаиваю на установке фильтра тонкой очистки с индикатором загрязнения непосредственно на линии всасывания, но с учётом требований к противодавлению. Для высокооборотных моделей, вроде тех же серий от Vicks, важно обеспечить свободный приток масла в полость всасывания. Длинный узкий шланг или труба малого диаметра — верный путь к кавитации.

Второе — клапаны. Предохранительный клапан должен быть быстродействующим и стоять как можно ближе к напорному патрубку насоса. Пластинчатые насосы плохо переносят работу в режиме ?задавливания? на закрытый клапан. Если система предусматривает длительные паузы под давлением, лучше использовать схему с разгрузкой насоса, чтобы он уходил на минимальный рабочий объём или вообще в режим холостого хода.

И третье, про что часто забывают — это вентиляция бака. Пластинчатый насос, особенно с переменным рабочим объёмом, может создавать значительные перепады давления в полости всасывания. Если бак герметичен или сапун забит, в какой-то момент насос начнёт ?хватать? воздух, что приведёт к шуму, кавитации и быстрому износу. Проверка дыхания бака — это один из первых пунктов при диагностике проблем.

Размышления о будущем пластинчатого насоса

Сейчас много говорят о цифровизации и ?Индустрии 4.0?. Какое место в этом занимает, казалось бы, классический пластинчатый насос? На мой взгляд, его будущее — именно в интеграции с системами управления, как в примере с ABT-насосами. Возможность в реальном времени регулировать параметры, подстраиваясь под нагрузку, и передавать данные о своём состоянии (температура, износ, эффективность) в общую систему мониторинга оборудования — это следующий шаг.

Уже сейчас некоторые производители, включая Викс, предлагают модели с датчиками угла наклона пластин или встроенными датчиками давления. Это не маркетинг, а реальный инструмент для предиктивного обслуживания. Зная тенденцию изменения внутренних зазоров, можно спрогнозировать необходимость замены уплотнений или пластин до аварийной остановки.

Но есть и консервативная ниша — простые, надёжные насосы фиксированного объёма для неприхотливых задач. Они никуда не денутся. Их эволюция будет идти по пути использования новых материалов для пластин и статоров, улучшения антифрикционных свойств, повышения КПД. Иногда лучшим решением является именно такая, простая и проверенная схема, а не сложный сервонасос. Всё, как всегда, упирается в грамотный инжиниринг под конкретную задачу. И здесь опыт и понимание ?внутренней кухни? работы насоса важнее любого, даже самого подробного, каталога.