Рекомендации по применению гидравлических двухлопастных насосов

Требования к конфигурации системы и конструкции схемы

Гидравлические двухлопастные насосы состоят из двух насосных картриджей в одном корпусе, приводимых в движение общим валом, с независимыми входными и выходными отверстиями для каждой секции. Такая конфигурация позволяет насосу питать два отдельных гидравлических контура от одного первичного двигателя или объединять выходы для операций с высоким расходом. Правильное применение требует тщательного рассмотрения конструкции схемы, чтобы реализовать преимущества этой конфигурации.

Две секции насоса могут быть расположены последовательно или параллельно в зависимости от требований системы. В последовательных компоновках жидкость протекает через одну секцию насоса, а затем через другую, эффективно удваивая допустимое давление при сохранении производительности. Эта конфигурация используется в системах, требующих высокого давления для операций зажима, за которым следует более низкое давление для функций подачи. При параллельной компоновке обе секции извлекаются из общего резервуара и сбрасываются в общий коллектор, обеспечивая комбинированный поток для операций быстрого перемещения, позволяя при этом разгружать одну секцию во время периодов простоя. Выбор между последовательной и параллельной конфигурациями влияет на размер резервуара, выделение тепла и выбор регулирующего клапана.

Органы управления, чувствительные к нагрузке и компенсирующие давление, часто включаются в системы двухлопастных насосов для повышения эффективности. Разгружая одну секцию насоса, когда ее расход не требуется, эти средства управления снижают потребление энергии и выделение тепла по сравнению с системами фиксированного объема, работающими непрерывно с полным расходом. Например, в станках обе секции насоса могут подавать поток для быстрого перемещения, в то время как только меньшая секция подает поток для операций подачи. Этот подход требует тщательного определения настроек компенсатора, чтобы обеспечить правильную последовательность и предотвратить скачки давления во время переходов.

Управление жидкостями и контроль загрязнения

Гидравлические двухлопастные насосы, как и все лопастные насосы, поддерживают критические зазоры между лопастями, ротором и кулачковым кольцом порядка 5–20 микрометров. Эти малые зазоры делают насос чувствительным к загрязнению жидкости, изменениям вязкости и температурным условиям. Правильное управление жидкостями имеет важное значение для достижения ожидаемого срока службы от 8 000 до 15 000 часов работы.

При выборе вязкости жидкости необходимо учитывать одновременную работу обеих секций насоса. Вязкость при рабочей температуре должна находиться в диапазоне от 15 до 400 сантистокс, а также в диапазоне от 25 до 80 сантистокс. Низкая вязкость уменьшает толщину пленки жидкости между движущимися частями, ускоряя износ лопастей, пазов ротора и кулачкового кольца. Высокая вязкость препятствует выдвижению лопастей при запуске, что потенциально может вызвать вибрацию лопастей и кавитацию. Для применений с широкими колебаниями температуры окружающей среды могут потребоваться всесезонные гидравлические жидкости или системы с подогревом и охлаждением жидкости для поддержания вязкости в приемлемых пределах.

Требования к фильтрации для двухлопастных насосов указаны с учетом минимальных зазоров внутри насоса. Абсолютная фильтрация от 10 до 25 микрометров является стандартной, с целевыми показателями чистоты жидкости ISO 4406 18/15 или выше. Входная фильтрация должна быть ограничена фильтрами грубой очистки (от 100 до 150 меш), чтобы избежать ограничения потока; Тонкую фильтрацию следует размещать на напорной стороне насоса. Каждая секция насоса может иметь независимые требования к фильтрации, если контуры выполняют разные функции — например, для высокоточного контура может потребоваться более тонкая фильтрация, чем для контура грубого перемещения. При использовании общего фильтра размер фильтра должен учитывать суммарный поток обеих секций.

Установка, центровка и выбор муфты

Установка гидравлического двухлопастного насоса требует рассмотрения, выходящего за рамки вопросов, связанных с одинарными насосами, из-за увеличенной массы и возможности смещения, которое может повлиять на обе секции насоса одновременно. Двухлопастные насосы обычно весят от 20 до 100 килограммов в зависимости от размера рамы и рабочего объема, что требует соответствующих монтажных конструкций, которые не прогибаются при рабочих нагрузках.

Соосность вала между первичным двигателем и насосом имеет решающее значение. Вал насоса предназначен для передачи совокупного крутящего момента обеих насосных секций, который в более крупных моделях может превышать 500 ньютон-метров. Угловое смещение не должно превышать 0,25 градуса, а параллельное смещение должно находиться в пределах 0,10 миллиметров общего показания индикатора (TIR). Гибкие муфты с резиновыми, полиуретановыми или стальными пружинными элементами компенсируют незначительное смещение, изолируя насос от вибрации первичного двигателя. Муфты зубчатого типа, хотя и способны передавать высокий крутящий момент, могут передавать радиальные нагрузки в случае несоосности и, как правило, не рекомендуются для установки лопастных насосов, если они не точно выровнены.

Ориентация монтажа влияет как на производительность, так и на срок службы. Двухлопастные насосы обычно предназначены для горизонтального монтажа с горизонтальным валом и креплением корпуса насоса на лапах или фланце. Вертикальная установка с валом, направленным вверх, возможна на некоторых моделях, но требует изменения конфигурации впускного отверстия и может потребовать дополнительной смазки подшипников. При вертикальной установке в верхней секции насоса может наблюдаться снижение расхода на входе из-за разницы высот между резервуаром и насосом, поэтому необходимо уделять особое внимание заливке.

Пуск, пуско-наладка и мониторинг эксплуатации

Первоначальный запуск гидравлического двухлопастного насоса требует систематических процедур для предотвращения повреждений из-за работы всухую, попадания воздуха или неправильных настроек давления. Эти процедуры особенно важны для двухлопастных насосов, поскольку неспособность создать пленку жидкости в одной секции может привести к быстрому износу до того, как это будет обнаружено.

Перед первой эксплуатацией корпус насоса необходимо заполнить гидравлической жидкостью через сливное или выпускное отверстия корпуса. Для насосов, установленных над резервуаром, корпус может не самовсасываться; в таких установках требуется заливочный насос или вакуумная система для всасывания жидкости в насос перед запуском. Поворот вала вручную на несколько оборотов позволяет убедиться в отсутствии внутреннего заедания и в том, что обе секции насоса могут свободно вращаться.