Пластинчатые гидронасосы

Основу функционирования такого гидравлического оборудования составляет ротор с пазами, в которые свободно устанавливаются подвижные пластины. При вращении этого вала под действием центробежной силы и давления жидкости элементы выдвигаются, формируя контакт с внутренней поверхностью статора.

Изменяющийся объем полостей между пластинами, ротором и корпусом создает эффект всасывания и нагнетания рабочей среды, что и является сутью преобразования механической энергии привода в энергию потока жидкости. Подобная конструкция обеспечивает ровную, практически пульсационную подачу, что выгодно отличает данные агрегаты от шестеренных или поршневых собратьев.

Главным признаком для систематизации этих машин выступает направление потока жидкости и возможность регулирования. Не регулируемые модели имеют постоянный рабочий объем и, следовательно, фиксированную производительность, определяемую геометрией камеры и частотой вращения.

Регулируемые модификации позволяют изменять производительность за счет смещения статора относительно ротора, что меняет эксцентриситет и объем рабочих полостей. По типу потока выделяют устройства однократного и двойного действия, причем последние характеризуются двумя зонами всасывания и нагнетания за полный оборот, что способствует более сбалансированной нагрузке на подшипники.

Сдвоенные исполнения, представляющие собой два насоса в общем корпусе с одним приводным валом, применяются для питания независимых контуров или суммирования потоков.

Стандартизация подобного оборудования охватывает ключевые параметры, методы испытаний и условные обозначения. Отечественные нормативные документы, такие как ГОСТ 19027-89 на насосы пластинчатые нерегулируемые, устанавливают номинальные параметры, ряд рабочих объемов и требования к техническим характеристикам.

Межгосударственные стандарты регламентируют присоединительные размеры, что обеспечивает взаимозаменяемость. В международной практике широко используются стандарты ISO, касающиеся размеров валов и фланцев, а также классификации вязкости рабочих жидкостей.

Маркировка изделия обязательно включает в себя информацию о номинальном давлении, рабочем объеме в кубических сантиметрах на оборот и направлении вращения. Для мобильной техники действуют свои отраслевые нормативы, предъявляющие повышенные требования к компактности и устойчивости к ударным нагрузкам.

Эксплуатация этих гидромашин требует соблюдения определенных условий, продлевающих их ресурс. Рабочая жидкость должна соответствовать рекомендациям изготовителя по вязкостному диапазону, который обычно лежит в пределах от 10 до 100 мм2/с, а ее чистота по ISO 4406 обязана быть не ниже класса 20/18/15.

Крайне значимым моментом выступает правильная обкатка новой установки: первые часы работы стоит вести на пониженных оборотах и давлении, не превышающем 50% от номинального, что позволяет пластинам притереться к поверхности статора. Пуск агрегата всегда рекомендуется производить с заполненными жидкостью полостями, для чего на линии всасывания иногда устанавливают обратный клапан с подпиткой.

Систематический контроль температуры масла на выходе, которая не должна превышать 65-70°C, позволяет избежать задиров и повышенного износа из-за снижения вязкости.

Подбор конкретной модели начинается с четкого определения условий будущей работы. Основными исходными данными служат тип и вязкость используемой жидкости, требуемое номинальное и пиковое давление в гидросистеме, а также необходимая производительность в литрах в минуту.

Стоит помнить, что паспортная подача указывается для определенных условий, и ее реальное значение падает с ростом давления из-за внутренних утечек. Для нерегулируемого насоса производительность напрямую зависит от частоты вращения вала, которая ограничивается допустимой скоростью движения пластин, обычно составляющей 8-12 м/с.

Рабочий объем подбирается исходя из формулы Q = q * n * η, где Q — реальная подача, q — геометрический объем, n — частота вращения, а η — показатель объемного КПД. Для надежной работы номинальное давление модели выбирают с запасом в 15-20% относительно максимального расчетного давления в контуре, что компенсирует возможные гидроудары.

Различия между разновидностями проявляются в конструктивном исполнении и рабочих возможностях. Нерегулируемые агрегаты отличаются простотой, надежностью и меньшей стоимостью, их рабочий объем может составлять от 2,5 до 200 см3 на оборот при давлении до 21 МПа.

Регулируемые аналоги дороже и сложнее, но дают возможность изменять подачу от нуля до максимума без изменения скорости вращения двигателя, что полезно для энергосбережения. Агрегаты двойного действия конструктивно уравновешены, что позволяет им стабильно работать на более высоких оборотах, однако они, как правило, не поддаются регулировке.

Сдвоенные конструкции экономят место на приводной плите и сокращают стоимость монтажа двух независимых приводов, но могут иметь ограничения по индивидуальным настройкам каждого секционного элемента.

Сферы использования пластинчатой гидравлики чрезвычайно широки благодаря ее низкому уровню шума и хорошей самовсасывающей способности. В станочном оборудовании, особенно в агрегатах с ЧПУ, эти насосы часто применяются для питания гидросистем зажимов, подач и смазки, где ценится их плавность хода.

В гидроприводах мобильной и автомобильной техники — автопогрузчиков, коммунальных машин — востребована устойчивость к загрязнениям жидкости и способность работать на высоких оборотах. В прессовом оборудовании малой и средней мощности они обеспечивают необходимое быстродействие.

Пластинчатые агрегаты нашли свое место даже в пищевой и деревообрабатывающей промышленности в качестве насосов для подачи смазочно-охлаждающих жидкостей и гидравлических масел. В каждом из этих случаев подбор конкретной модели диктуется не только давлением и расходом, но и материалом уплотнений, совместимым с рабочей средой, будь то минеральное масло, жидкость на основе гликоля или эмульсия.