Масляные насосы гидравлической системы

Вот скажи, когда слышишь ?масляный насос гидравлики?, что первое приходит в голову? Большинство, даже некоторые инженеры, махнут рукой — агрегат как агрегат, вращается, создает давление, и ладно. А ведь это сердце системы. И сердце это бывает капризным. Сколько раз видел, как на объекте ругаются на упавшее давление или шум, а причина-то не в цилиндрах или клапанах, а именно в насосе, который изначально подобрали ?примерно? или смонтировали спустя рукава. Особенно это касается насосов для тяжелых условий, скажем, в горнодобывающем или металлургическом оборудовании. Тут не до ?примерно?.

Главное заблуждение: давление решает всё

Первый и самый живучий миф — гнаться за максимальным давлением. Заказчик требует: ?Дайте нам насос на 350 бар, чтобы с запасом!?. А спросишь его о рабочем цикле, о вязкости масла при рабочей температуре, о наличии ударных нагрузок — тишина. В итоге ставят мощный шестеренный насос, а система работает на 180 бар в щадящем режиме. Насос постоянно работает вхолостую, с большим запасом по производительности, перегревается, КПД падает, да и ресурс вырабатывает неэффективно. Это как тащить прицеп ?КамАЗа? на внедорожнике — можно, но дорого и глупо. Масляные насосы должны подбираться под конкретную задачу, с учетом не только пикового давления, но и номинального, расхода, и что критично — типа привода и условий охлаждения.

Вспоминается случай на одном из перерабатывающих комбинатов. Система подачи сырья начала ?плеваться? — давление скакало. Местные механики грешили на засор в фильтрах, меняли их — бесполезно. Когда вскрыли гидростанцию, оказалось, что аксиально-поршневой насос, в целом хороший, был установлен с несоосностью вала с электродвигателем. Не критично, на глаз почти не видно, но на постоянных вибрациях сальник начал подсасывать воздух. Воздух в масле — и вот тебе нестабильность, шум и кавитация. Переставили с юстировкой, проблема ушла. Мелочь? Нет, это и есть та самая ?ручная работа?, которую часто игнорируют при монтаже.

Именно поэтому, кстати, я с большим уважением отношусь к производителям, которые не просто продают агрегат в коробке, а могут дать развернутые рекомендации по монтажу и обвязке. Вот, например, если взять компанию из Датуна — ООО ?Чжунтуоао Электромеханическое Оборудование?. У них на сайте, на www.china-dtszta.ru, видно, что производство — не кустарная сборка: больше 5000 кв. метров цехов, участки механической обработки и сборки. Для меня это индикатор, что они могут контролировать качество критичных деталей насосов — например, тех же роторов или распределительных плит. Потому что когда производственные площади — это гаражи, о точности зазоров и качестве термообработки можно забыть.

Типы насосов: где шестерня работает, а где поршень

Ну, с мифами разобрались. Теперь о практике выбора. Все знают три кита: шестеренные, пластинчатые (шиберные) и поршневые. Но знание-то поверхностное. Шестеренные — да, дешевле, проще, но шумные и не любят высокого давления в долгосрочной перспективе. Ими часто грешат в недорогом станочном парке. Но попробуй поставь такой насос в пресс, который работает циклами с постоянными нагрузками — он тебя быстро разочарует. Ресурс будет низким.

Пластинчатые — тише, могут создавать хорошее давление, но требовательны к чистоте масла. Одна-единственная твердая частица может заклинить пластину. Их ставят там, где есть уверенность в фильтрации. Поршневые (аксиальные и радиальные) — это уже высшая лига. Высокий КПД, работа на высоких давлениях, но сложность и цена соответствующая. Их удел — мобильная гидравлика экскаваторов, серьезные прессы, испытательные стенды.

Но вот нюанс, о котором редко пишут в каталогах. Для систем с длительными простоями (резервное оборудование, сезонная техника) поршневые насосы могут быть проблемой. Из-за высокой точности изготовления они чувствительны к коррозии и ?слипанию? пар трения при простое. В таких случаях иногда надежнее оказывается старый добрый шестеренный насос с чуть большим запасом. Это уже не теория, а наблюдение с натуры.

Связка с системой: монтаж и ?мелочи?

Купил хороший насос — это полдела. Вторая половина — правильно его в систему вписать. Тут целый пласт проблем. Первое — всасывающая линия. Ее часто делают без должного внимания. Длинная, с коленами, малого диаметра. Результат — кавитация, тот самый разрушительный шум и эрозия рабочих поверхностей. Насос начинает ?есть? сам себя. Правило простое: труба всаса короткая, прямая и толстая. И фильтр-грязеуловитель ставить нужно до насоса, но с учетом его сопротивления.

Второе — крепление. Насос, жестко соединенный с двигателем, должен стоять на общей плите, и эта плита должна быть массивной и жесткой. Вибрации — главный враг. Третье — обвязка. Обратный клапан на выходе, предохранительный клапан, настроенный ТОЧНО под максимально допустимое давление для этого конкретного насоса, а не ?на глазок?. Видел, как ?спецы? настраивали клапан гаечным ключом, слушая на слух, — это дикость. Нужен стенд или, на худой конец, контрольный манометр.

И возвращаясь к производителям. Когда компания, та же ООО ?Чжунтуоао Электромеханическое Оборудование?, указывает в своем описании, что у них есть не только сборочный, но и участок механической обработки и сварки в промышленном парке новых материалов в Шаньси, это наводит на мысль. Значит, они могут изготавливать и те самые ответственные плиты-фланцы, и корпуса для насосных агрегатов. То есть предлагать не голый насос, а готовое решение — насос, смонтированный на баке с обвязкой. Это серьезно упрощает жизнь монтажникам на объекте и снижает риски ошибок.

Проблемы в полевых условиях: от теории к грязи и морозу

В учебниках все работает на минеральном масле при +40°C. В жизни — в цеху может быть +5, а масло загустевшее, как кисель. Пуск насоса в таком режиме — верный способ убить его или двигатель. Нужен предпусковой подогрев, хотя бы система рециркуляции. Или другой пример — работа в запыленной среде. Даже при идеальных фильтрах, сальники и уплотнения вала забиваются пылью, начинают тереть, перегреваются. Требуются конструкции с дополнительной защитой.

Одна из самых коварных проблем — это работа с водомасляными эмульсиями. В некоторых системах попадание воды почти неизбежно (гидроприводы в литейных цехах, например). Вода меняет свойства масла, провоцирует коррозию и износ. Насосы с парой трения ?сталь-бронза? переносят это лучше, чем полностью стальные. Об этом тоже надо думать на этапе выбора.

Или взять историю с заменой. Часто на старом оборудовании стоит насос, снятый с производства. И начинаются поиски аналога. Нельзя просто взять похожий по фланцу и давлению. Нужно смотреть на рабочий объем (производительность), направление вращения, тип управления (регулируемый/нерегулируемый). Бывало, ставили ?аналог?, а система начинала перегреваться, потому что новый насос имел чуть больший внутренний переток, и вся эта энергия шла в нагрев масла.

Качество, ресурс и что на самом деле важно

В погоне за характеристиками часто забывают о главном — о ресурсе и ремонтопригодности. Два насоса могут выдавать одинаковые 300 бар, но один проработает 5000 часов, а второй — 15000. Разница — в материалах, точности обработки и балансировке. Проверить это при покупке сложно. Остается доверять производителю и косвенным признакам. Вес агрегата (качественные отливки тяжелее), обработка поверхностей, информация о тестировании. Если производитель, как упомянутая компания из Датуна, располагает значительными площадями (а у них более 14000 кв. метров), это, как правило, говорит о серьезных намерениях и инвестициях в инфраструктуру контроля качества, а не о временной конторе.

Ремонтопригодность — отдельная песня. Конструкция насоса должна позволять его разобрать, заменить изношенную пару (шестерни, пластины, поршневую группу) и собрать обратно без потери характеристик. Некоторые современные насосы делают неразборными — вышел из строя, выбросил. Для дорогой техники это может быть экономически невыгодно. Всегда стоит уточнять этот момент.

И последнее. Самый важный совет, который я даю всем: слушайте насос. Опытный специалист по шуму, ритмичности работы, изменению тональности может диагностировать 80% проблем — от износа подшипников и кавитации до износа рабочей пары. Регулярная диагностика — залог того, что масляный насос гидравлической системы не остановит всю линию в самый неподходящий момент. Ведь в конечном счете, мы покупаем не железку, а надежность и стабильность работы всей системы. И к этому выбору нужно подходить именно с такой меркой.