Сдвоенный гидравлический пластинчатый насос

Когда говорят про сдвоенный пластинчатый насос, многие сразу представляют себе просто два насоса, механически соединённых на одном валу. На деле же — это целая философия компактности и синхронизации, где каждая деталь, от распределительной плиты до профиля пластин, работает на общий КПД. Частая ошибка — считать, что главное преимущество лишь в экономии места. Да, место экономится, но ключевое — это согласованная работа двух потоков под одной системой управления, что критично, например, для контуров подачи и возврата в литьевых машинах или прессах. У нас в практике был случай с пластинчатым насосом серии VQ на оборудовании для резки: ставили два отдельных насоса, были проблемы с рассогласованием по давлению, переход на сдвоенный вариант от того же производителя, что и у ООО Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо), снял вопрос. Но не всё так гладко — об этом позже.

Конструктивные нюансы, которые не увидишь в каталоге

Если брать конкретно сдвоенный гидравлический пластинчатый насос, то первое, на что смотрю — это конструкция корпуса и вала. Недостаточно, чтобы вал был просто длиннее и на нём сидели два ротора. Важна жёсткость, чтобы при нагрузках не было прогиба, который убивает и пластины, и статорные кольца. У некоторых серий, тех же T6 или V10, которые поставляет Викс, это решено за счёт промежуточных опор и укороченных валовых консольных частей. Второй момент — система внутренних каналов подвода и отвода масла. В сдвоенном исполнении они часто общие или перекрёстные, что может создавать паразитные гидроудары или кавитацию, если расчёт был сделан на бумаге без учёта реальных вязкостей и температур. Помню, настраивали систему с насосом серии PV2R — в спецификации всё идеально, а на горячем масле после часа работы начинался характерный шум. Пришлось дорабатывать схему подпитки и сечение каналов.

И пластины... В сдвоенном насосе они работают в более жёстких условиях, особенно если секции работают на разные нагрузки. Нельзя просто взять пластины от обычного насоса и поставить в сдвоенный. У производителей, чьи линейки есть у Викс, например, серии M4D или 35/36M, для сдвоенных исполнений часто идёт усиленный вариант пластин — по материалу (не просто закалённая сталь, а с напылением) и по геометрии фаски. Если этого не учитывать при ремонте или замене, ресурс падает в разы. Сам попадал в ситуацию, когда поставили ?аналогичные? пластины из другого типоразмера — насос проработал неделю и вышел из строя с задирами на статоре.

Ещё один практический аспект — тепловой режим. Две гидромашины в одном корпусе греются сильнее. И если в каталоге указана допустимая температура, скажем, 80°C, для сдвоенного варианта я бы на практике держал планку на 10-15 градусов ниже, особенно если насосы работают не на полную производительность, а в режиме частых пусков-остановок. Тепло просто не успевает отводиться из центральной зоны. Это не теория, а наблюдение с испытательного стенда, когда мы сравнивали моноблочный и сдвоенный насос в одинаковом цикле.

Сферы применения и где чаще всего ошибаются

Классика — это станки с ЧПУ, где один поток идёт на гидропривод подач, а второй — на зажимной механизм. Тут надёжность и синхронность ключевые. Но интереснее случаи, где применение неочевидно. Например, в мобильной гидравлике — на некоторых моделях коммунальной техники, где нужно от одного привода ДВС запитать и рабочий орган, и систему управления. Сдвоенный пластинчатый насос здесь выигрывает у шестерённого по регулируемости, а у плунжерного — по цене. Но ошибка номер один — пытаться сэкономить и поставить сдвоенный насос с разными рабочими объёмами секций, подобрав ?по среднему? значению. Это почти гарантированно приводит к перегрузке секции с меньшим объёмом и её ускоренному износу. Надо чётко считать потери и подбирать пару, как это сделано в сериях от Викс, например, в линейке SQP, где есть готовые сдвоенные комбинации с проверенной балансировкой.

Другая частая ошибка — игнорирование типа рабочей жидкости. Пластинчатые насосы, особенно сдвоенные, чувствительны к чистоте и противозадирным свойствам масла. Если в системе, где раньше стояли шестерёнки, меняют на пластинчатый сдвоенный, но не меняют фильтры и не анализируют масло — проблемы придут быстро. Был прецедент на деревообрабатывающем станке: поставили насос, через месяц — падение давления. Разобрали — абразивный износ по пластинам. Вина не насоса, а старого масла с продуктами износа прежней гидросистемы.

И конечно, монтаж. Кажется, что сложного — поставил, подключил трубки. Но если перетянуть приводную муфту или не выставить соосность с двигателем даже в пределах допуска, для сдвоенного насоса это хуже, чем для одиночного. Нагрузка на вал становится неравномерной, и износ идёт не по пластинам, а по подшипникам вала, что ведёт к дорогостоящему ремонту. Рекомендация простая, но её часто игнорируют: использовать не жёсткую, а упругую муфту с компенсацией смещений.

Сравнение с другими типами насосов в связке

Часто встаёт вопрос: а почему именно сдвоенный пластинчатый, а не, скажем, комбинация шестерённого и пластинчатого или два отдельных плунжерных? Тут всё упирается в задачу. Если нужны два независимых контура с разными, причём высокими, давлениями — то да, плунжерные насосы, как серии A4VSO, вне конкуренции. Но их цена и сложность обслуживания на порядок выше. Если же речь идёт о средних давлениях (условно, до 21 МПа), важна низкая пульсация и приемлемый уровень шума — то пластинчатый насос в сдвоенном исполнении будет оптимален. Шестерённые насосы, даже такие продвинутые, как высоконапорные серии VG от Викс (кстати, давление аж до 40 МПа), хороши для задач, где нужен простой и надёжный постоянный поток, но если нужна регулировка или работа в составе сервосистемы — пластинчатые, особенно инновационные ABT сервопластинчатые насосы, дадут фору.

Есть и гибридные решения. Видел в практике установку, где одна секция сдвоенного насоса — пластинчатая, на управление, а вторая — шестерённая, на основной привод. Конструктивно сложно, но решало конкретную задачу по стоимости. Однако надёжность такой сборки ниже, чем у монобрендового решения. Поэтому, когда ООО Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо) предлагает готовые сдвоенные пластинчатые насосы в своих сериях, это, как правило, выверенные и испытанные пары.

Что касается сравнения с моторами... Иногда в системах требуются и насос, и мотор. Но это уже другая история. Хотя в ассортименте того же Викс есть полный спектр гидромоторов — от NHM до EPMZ, — но сдвоенный насос и мотор-насосный агрегат это разные вещи. Путать их не стоит.

Ремонтопригодность и что чаще всего ломается

Ремонтировать сдвоенный пластинчатый насос сложнее, чем одиночный. Не потому что конструкция архисложная, а потому что нужно сохранить балансировку секций после вмешательства. Самая частая неисправность — износ пластин и статорных колец. Но в сдвоенном насосе редко изнашиваются обе секции одинаково. Чаще выходит из строя одна, та, что работает с большей нагрузкой или где хуже условия смазки. И вот тут главная ошибка — менять комплект только в одной секции. После такого ремонта разбалансировка по производительности почти гарантирована. Нужно менять пластины и, желательно, статорные кольца в обеих секциях, даже если во второй износ в пределах нормы.

Вторая по частоте проблема — износ уплотнений вала. В сдвоенном насосе вал длиннее, и если есть перекос, сальник или манжета изнашиваются быстрее, причём с одной стороны. При замене нужно проверять биение вала. И третье — засорение или износ перепускных клапанов, если они встроены в корпус насоса. Их каналы тонкие, и любой мусор их забивает. Чистка требует аккуратности, чтобы не повредить посадочные места.

Самый дорогой ремонт — это задиры на распределительных плитах или в корпусе. Часто это следствие кавитации или работы на нештатной жидкости. Восстанавливать такие детали сложно, часто проще заменить узел в сборе. Поэтому так важна правильная обвязка насоса — фильтры, обратные клапаны, подпитка.

Перспективы и куда движется разработка

Судя по тому, что появляется на рынке, например, в линейках, которые продвигает Викс, тенденции две. Первая — интеграция электроники. Сдвоенный гидравлический пластинчатый насос всё чаще оснащается датчиками давления и температуры прямо в корпусе, а иногда и блоком управления, который позволяет регулировать производительность каждой секции независимо. Это уже не просто два насоса на одном валу, а интеллектуальный узел. Вторая тенденция — материалы. Пластины со специальными покрытиями, статорные кольца из износостойких сплавов, что позволяет повысить рабочие давления и снизить шум. Серии вроде T7 или V20 — тому пример.

Но есть и консервативная сторона. Для многих применений, где важна надёжность в тяжёлых условиях (скажем, в судовой гидравлике или на горной технике), предпочтение всё ещё отдаётся проверенным, пусть и менее ?умным?, конструкциям. Тут важна ремонтопригодность в полевых условиях и стойкость к загрязнениям. Поэтому развитие идёт параллельно: и в сторону высокотехнологичных решений, и в сторону улучшения классических, как серии 50/51M.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами, где сдвоенный пластинчатый насос будет работать в паре с частотным приводом электродвигателя. Это даст максимальную гибкость и энергоэффективность. Но это уже требует пересмотра всей гидросхемы. Пока же сдвоенный пластинчатый насос остаётся рабочей лошадкой для множества задач, где нужно два надёжных и синхронизированных потока без лишней сложности и стоимости. Главное — понимать его не как два отдельных устройства, а как единую систему, где каждая мелочь в конструкции имеет значение.