шестеренные и пластинчатые насосы

Когда говорят про шестеренные насосы и пластинчатые насосы, часто всё сводят к простому выбору: мол, первые для простых задач, вторые — чуть потише. Но на деле это как сравнивать отвёртку и шуруповёрт — инструменты разные, и выбор зависит не от шума, а от того, какой узел нужно ?закрутить? в конкретной гидравлической системе. Многие, особенно на старте, гонятся за максимальным давлением по паспорту, забывая про ресурс на реальных рабочих жидкостях или про тот самый момент, когда пластинчатый насос с регулируемым рабочим объёмом может спасти всю кинематику.

Шестерёнки: надёжность, которая иногда подводит

Взять те же шестеренные насосы внутреннего зацепления. Да, они компактны, хорошо переносят загрязнённую жидкость, но их КПД на высоких оборотах — это отдельная песня. Помню проект с литьевой машиной, где ставили насос серии VG от одного производителя — вроде бы и давление до 40 МПа заявлено, и объём 160 мл/об. На стенде всё идеально. А в реальности, при длительной работе на температуре масла под 70°C и постоянных пиковых нагрузках, начался повышенный износ торцевых уплотнений. Оказалось, что для такого режима нужна была не просто стойкость к давлению, а конкретная геометрия разгрузочных канавок в корпусе, которую тот поставщик не предусмотрел. Пришлось искать альтернативу.

Тут как раз выручили коллеги, которые работали с ООО ?Викс Интеллектуальное Оборудование (Нинбо)?. На их сайте vickshyd.ru я тогда подробно изучил линейку именно высоконапорных шестеренных насосов внутреннего зацепления серии VG. Цифры те же — 40 МПа, 4000 об/мин, но меня зацепило описание конструктивных особенностей: упор на термостабильность материалов и оптимизацию гидродинамики для снижения кавитации. Мы взяли на пробу насос объёмом 100 мл/об. Разница была не в паспортных данных, а в деталях: корпусная часть была массивнее в критичных зонах нагрева, а шестерни имели модифицированный эвольвентный профиль — не стандартный, а слегка скорректированный под работу с высоковязкими жидкостями при пуске. Это та самая ?мелочь?, которую в каталогах редко расписывают, но которая решает всё на практике.

Сейчас, оглядываясь, понимаю, что ошибка изначально была в подходе. Мы смотрели на насос как на отдельный узел, а не как на часть системы. Для того же VG-насоса критически важен фильтр тонкой очистки перед ним. Да, он живуч, но если в системе есть абразивная взвесь от изношенных гидроцилиндров, даже самый хороший насос долго не протянет. Это базовое правило, но сколько раз его игнорируют при модернизации старых станков...

Пластинчатые насосы: не только про тишину

С пластинчатыми насосами история другая. Их часто продвигают за низкий уровень шума и плавность работы. Это правда, но их главный козырь, на мой взгляд, — это гибкость. Регулируемый рабочий объём, возможность работы в режиме гидромотора, хорошая всасывающая способность. Но и тут есть свои ?подводные камни?.

Например, те же инновационные ABT сервопластинчатые насосы. Технология интересная, обещает высокую точность управления и энергоэффективность. Но когда мы пробовали интегрировать такой насос (серии V10) в контур с цифровым управлением, столкнулись с необходимостью идеально подобрать параметры рабочей жидкости по вязкости и чистоте. Малейшее отклонение — и начинались проблемы с откликом сервоклапана, появлялись рывки. Производитель, конечно, даёт рекомендации, но в условиях нашего цеха, где температура зимой и летом отличается сильно, пришлось долго подбирать масло и настраивать систему фильтрации. Это не недостаток насоса, это просто особенность, которую нужно учитывать с самого начала проектирования.

У того же Викс в ассортименте — целый спектр пластинчатых насосов и моторов: серии T6, T7, V, VQ, V10, V20, SQP, PV2R. И каждый — под свою задачу. Для пресса с циклической нагрузкой лучше подойдёт одна серия, для станочного гидропривода с постоянным давлением — другая. Я часто смотрю на их раздел с моторами серий NHM или FMC. Была задача сделать медленный, но мощный поворот стола. Плунжерный мотор был бы избыточен и дорог, обычный шестерённый — не дал бы нужной плавности. А пластинчатый мотор серии M4D как раз вписался по моменту и скорости. Опять же, ключевым был не сам факт выбора пластинчатой машины, а понимание её предельных параметров по пульсации давления, которые могли повлиять на точность позиционирования.

Сравнивать или комбинировать?

Так что же лучше? Глупый вопрос. Всё зависит от условий. Есть у меня знакомый, который ставит шестеренные насосы на все мобильные гидросистемы (экскаваторы, погрузчики) из-за их живучести и простоты обслуживания в полевых условиях. А в цеху, на станке с ЧПУ, где важна точность и тишина, он без раздумий использует пластинчатые насосы с регулировкой.

Иногда их даже комбинируют. Видел схему, где основной контур высокого давления питался плунжерным насосом (кстати, у Викс есть высококлассные серии A4VSO/A10VSO), а вспомогательный контур смазки и зажимов — недорогим пластинчатым насосом серии PV2R. А шестеренный насос малого объёма стоял в системе подпитки. Это и есть грамотное проектирование — не использовать самое дорогое везде, а подбирать узел под конкретную функцию.

Ошибкой будет думать, что пластинчатый насос всегда дороже. Для небольших объёмов и средних давлений разница в цене с шестерённым может быть минимальна, а выгода по КПД и сроку службы — существенна. Нужно считать не стоимость насоса на складе, а стоимость владения за весь цикл работы оборудования.

Про нюансы, которые не пишут в мануалах

Вот, к примеру, момент с запуском в холодную погоду. Шестеренный насос, особенно внутреннего зацепления, при густом масле может испытывать проблемы со всасыванием, возможна кавитация. А у многих пластинчатых насосов пластины в нерабочем состоянии прижаты к ротору пружинами, и при запуске на холодном густом масле момент трения может быть высоким, что создаёт нагрузку на приводной электродвигатель. Об этом редко пишут, но в паспорте на тот же T6 или VQ стоит обращать внимание на графу ?минимальная рекомендуемая вязкость при пуске?. Мы однажды зимой чуть не спалили двигатель на новом станке как раз из-за этого — насос был подобран по рабочему давлению, но не учли условия первого пуска в неотапливаемом цехе.

Или ещё деталь — чувствительность к обратному давлению на линии слива. Для пластинчатых насосов её превышение часто критичнее, чем для шестерённых. Засорился фильтр на сливе, подросло противодавление — и всё, начинается подтравливание через уплотнения, падает КПД. Нужно обязательно ставить манометр на сливную линию, это простое правило, которое спасает от многих часов бесполезной диагностики.

Вместо заключения: смотреть на систему

Так что, если резюмировать мой опыт, то выбор между шестеренными и пластинчатыми насосами — это не вопрос веры или привычки. Это инженерная задача. Нужно честно оценить: требуемые параметры давления и расхода, характер нагрузки (постоянная, ударная, циклическая), условия эксплуатации (температура, чистота), допустимый уровень шума, необходимость регулировки и, конечно, бюджет.

Сейчас, когда есть доступ к технической информации от производителей вроде ООО ?Викс Интеллектуальное Оборудование?, можно глубоко погрузиться в каталоги, изучить не только основные серии вроде VG или T7, но и специфические модификации. Главное — не останавливаться на первой странице с техническими характеристиками, а искать разделы с рекомендациями по применению, схемами обвязки, описанием материалов. Именно там кроются ответы на большинство практических вопросов, которые возникают не на стенде, а в цеху, когда оборудование уже работает и от его надёжности зависит выполнение плана.

И последнее. Ни один, даже самый совершенный насос, не сработает хорошо в плохо спроектированной системе. Гидравлика — это комплекс. И шестеренный насос, и пластинчатый насос — всего лишь её сердце. А здоровье сердца зависит от состояния всех ?сосудов? — трубопроводов, фильтров, теплообменников, арматуры. Об этом стоит помнить всегда.