Аксиально-поршневые насосы серии MPV для замкнутых гидросистем

Аксиально-поршневые регулируемые насосы с наклонным диском серии MPV производства HP Hydraulic применяются в гидроприводах c замкнутым потоком с целью преобразования механической энергии приводного двигателя в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости (РЖ). Регулирование подачи насосом РЖ обеспечивается изменением угла наклона диска и соответственно изменением хода поршней, устанавливающих рабочий объем насоса.

Насосы серии MPV с объемным регулированием и реверсивным потоком РЖ применяют преимущественно в гидроприводах, в которых РЖ от гидродвигателя поступает на вход насоса (см. статью «Гидропривод и средства гидроавтоматики», «ОС» № 6, 2005 г.).
У насосов этой серии M4PV, M5PV, M6PV свои технические особенности – высокая частота вращения, малые габаритные размеры, они приспособлены для установки второго аксиально-поршневого насоса (двухпоточные) и подпиточных шестеренных насосов, простое техническое обслуживание, встраиваемые предохранительные и подпиточные (антикавитационные) клапаны. Насосы этой серии оснащают следующими видами управления: ручным, ручным с сервоуправлением, автоматическим, электрическим (12 или 24 В), гидравлическим пропорциональным и электронным.

Предохранительные клапаны в корпусе насоса можно настраивать на необходимое давление открытия. Конструкцией насосов предусмотрена установка ограничителя мощности, фильтра в напорной гидролинии подпиточного насоса и переливного клапана. В корпусе насоса устанавливают обменный или «промывочный» распределитель с дросселем, чтобы обеспечивался теплообмен РЖ в замкнутом контуре циркуляции потока РЖ со сливной гидролинией при реверсировании потока РЖ.

Общий вид и продольное сечение насоса серии M4PV 1*28*32*34*45*50*58*65

Сегодня компания HP Hydraulic предлагает насосы 12 типоразмеров. Изделия серии MPV благодаря встроенному насосу подпитки имеют серьезные преимущества перед аксиально-поршневыми насосами без насоса подпитки. Например, они могут работать с частотой вращения, превышающей в 1,5...1,65 раза частоту вращения аксиально-поршневых насосов без подпитки, в том числе на холодной РЖ в условиях низких температур окружающей среды. У таких насосов в 1,9...2,7 раза увеличена подача РЖ по сравнению с номинальной (без избыточного давления во всасывающей гидролинии) и есть возможность сервоуправления подачей РЖ.

При длительной работе с повышением рабочего объема насосов увеличивается и давление: номинальное в 1,52 раза, максимальное кратковременное в 1,2 раза. С повышением подачи РЖ и номинального давления потребляемая мощность насосов увеличивается от 2,5 до 5,5 раза. Следовательно, среднее значение удельной массы насосов серии M4PV, M6PV, M5PV составляет 0,27 кг/кВт, тогда как у лучших отечественных регулируемых насосов оно равно 0,91 кг/кВт.

Конструкцией предусмотрена возможность последовательного соединения двух аксиально-поршневых насосов с приводом от одного вала, благодаря чему удваивается гидравлическая мощность, передаваемая двухпоточным насосом, и создаются благоприятные условия для независимого привода исполнительных механизмов. Например, мощность двухпоточного насоса M5PV115 при номинальном давлении и максимальной частоте вращения составляет 500 кВт (680 л.с.).

Общий вид и продольное сечение насоса серии M4PV 34*45*50*58*65

Насосы M4PV...I c рукояткой управления и сервоуправлением. Рабочий объем насоса регулируется поворотом рукоятки, соединенной с наклонным диском через золотник сервоуправления, который перемещает главный поршень и, таким образом, поворачивает наклонный диск, уменьшая или увеличивая ход поршней и изменяя соответственно рабочий объем насоса. Подача РЖ пропорциональна частоте вращения приводного вала и зависит от угла наклона диска, от близкого к нулевому до максимального. Угол наклона диска 18° соответствует наклону рукоятки управления также на 18°. Есть исполнение с углом наклона рукоятки 26° (передаточное отношение 2:3). Благодаря этому обеспечивается очень удобное управление потоком РЖ для самоходных машин и других транспортных средств.

Компания HP Hydraulic также производит насосы M4PV...M c ручным (механическим) управлением, в которых рукоятка соединена с наклонным диском, что позволяет регулировать рабочий объем насоса в диапазоне 1:2.

Насосы V4PV...D c автоматическим управлением. В зависимости от величины крутящего момента на выходном валу насоса положение цилиндра, управляющего его рабочим объемом, меняется под действием давления в зависимости от положения четырехлинейного трехпозиционного распределителя (4/3) с электрогидравлическим управлением, а наклонный диск автоматически устанавливается в определенное положение. Тем самым обеспечивается непрерывное регулирование подачи насоса в зависимости от внешней нагрузки.

Общий вид и продольное сечение насоса серии М5PV 100*115

Автоматическое управление позволяет устанавливать рабочий объем в соответствии с изменением частоты вращения насоса, а также устанавливает частоту вращения, при которой машина начинает работать (от 800 до 1100 мин^-1). Автоматическое управление ограничивает и мощность, потребляемую трансмиссией, относительно мощности, развиваемой дизельным двигателем. Регулируемый дроссель дюймового размера возможен как дополнительный, с механическими или гидравлическими вариантами управления.

Насосы M4PV...E-F-N-Q c электрогидравлическим управлением. Управление подачей насоса может быть разным в зависимости от конструкции применяемых распределителей с электромагнитным управлением типа DN6 согласно международным стандартам CETOP, ISO и DIN. В распределителях всех исполнений есть дроссель, ограничивающий поток РЖ и необходимый для плавного изменения угла наклона диска. Регулирование подачи РЖ насоса зависит от времени включения и силы электромагнита.

Насос M4PV с дистанционным сервоуправлением. Два резьбовых отверстия в корпусе насоса предназначены для подвода РЖ от дополнительного шестеренного насоса или другого внешнего источника давления. Для дистанционного управления рабочим объемом насоса применяют блоки дистанционного пропорционального управления с рукоятками-джойстиками типа HCP, регуляторы давления и др.

Гидравлическая схема насоса M4PV...E-F-N-Q

Насосы M4PV...S, M4PV...Т с электронным пропорциональным управлением. Рабочий объем насоса пропорционален величине электрического тока, подающего сигнал включения на один из двух электромагнитных клапанов с пропорциональным управлением. Электрическое управление установлено вне корпуса насоса. Подача электропитания к одному или к другому пропорциональному электромагниту клапана меняет направление потока РЖ. Прерывание электропитания электромагнитов клапанов в нулевой позиции автоматически обеспечивает максимальную безопасность.

Выпускаются насосы c прямым управлением – это M4PV...S, чувствительные к внешней нагрузке. Насосы M4PV...Т с обратной управляющей связью компенсируют изменение рабочего давления. Стандартное исполнение электромагнита – на напряжение 12 В или по заказу 24 В.

Для теплообмена РЖ в гидроприводе с замкнутым контуром циркуляции потока между напорными (сливными) гидролиниями основного потока устанавливают обменные (или промывочные) распределители. Если необходимо ограничить потребляемую мощность, следует применять насосы с регулятором, ограничивающим мощность. Для обеспечения постоянной очистки РЖ от загрязнений в напорной гидролинии насоса подпитки предусмотрена установка фильтра.

Требования к эксплуатации насосов

Гидравлическая схема насоса M4PV...Т с электронным пропорциональным управлением рабочего объема

В гидравлических системах машин и оборудования с гидроприводом необходимо применять только гидравлические масла (РЖ) на основе нефтей с присадками, препятствующими окислению и вспениванию, допущенные изготовителем насосов для применения. Рекомендуются гидравлические масла оптимальной вязкостью 15...35 мм²/с при температуре +50 °С, кратковременно допускается минимальная вязкость РЖ 10 мм²/c. Максимальная допустимая вязкость – 1000 мм²/с при «холодном» пуске гидропривода на очень короткий период.

На территории России следует применять гидравлические масла, специально созданные для объемных гидроприводов и серийно выпускаемые отечественными нефтеперерабатывающими заводами: МГ-15В по ГОСТ 17479.3–85 (ВМГЗ по ТУ 38.101479-00) и МГЕ-46В (МГ-30 по ТУ 38.001347-83), которые согласно ГОСТ 26191–84 «Масла. Смазки и специальные жидкости» (Ограничительный перечень и Порядок назначения), приложению 8 к ГОСТ 14892–69 «Гидростатический привод для изделий в «северном» исполнении», а также ОСТ 22-1488–86 являются основными сортами рабочих жидкостей.

Гидравлическое масло МГ-15В (ВМГЗ по ТУ 38.101479-00) всесезонное гидравлическое загущенное предназначено для эксплуатации мобильных машин и промышленного оборудования в районах с холодным климатом (ХЛ), предпочтительно с аксиально-поршневыми насосами и гидромоторами, а сезонное – в зимний период с шестеренными и пластинчатыми насосами. Вырабатывается это масло на загущенной основе с композицией присадок, обеспечивающих необходимые вязкостные, низкотемпературные и антипенные свойства. Оно обеспечивает пуск в работу гидропривода без предварительного разогрева и круглогодичную эксплуатацию гидроприводных машин и оборудования без сезонной смены в интервале температур от –53 до +53 °С.

Гидравлическая схема насоса М3: G – подвод давления; А, В – отверстия основного потока; L1, L2 – дренажные отверстия; М1, М2 – отверстия для манометров; S – всасывающее отверстие подпиточного насоса

Гидравлическое масло МГЕ-46В (МГ-30 по ТУ 38.001347-83) предназначено для эксплуатации гидроприводов мобильных машин и промышленного оборудования на открытом воздухе в районах с умеренным климатом (У) в качестве летнего сорта и всесезонно для районов с теплым климатом (Т) в интервале изменения температуры от –20 до +75 °С. Его вырабатывают из нефтей селективной очистки с добавлением антиокислительной, антипенной присадок и депрессатора, понижающего температуру застывания. Масло отличается хорошей смазывающей способностью, стойкостью против окисления и отложения смолистых осадков, а также против вспенивания, удовлетворительно защищает металлические поверхности от коррозии.

Периодичность замены основных сортов гидравлических масел – через 3500...4000 ч, но не реже одного раза в 2 года. При отсутствии основных сортов гидравлических масел допускается их сезонная замена: зимой – МГ-22А (АУ), летом – И-30А.

Перед первым запуском насоса в работу необходимо заполнить все компоненты гидравлической системы – насосы, гидродвигатели, фильтры, теплообменники – рабочей жидкостью, обеспечив при этом выпуск воздуха через пробки или штуцера дренажных трубопроводов до появления наружной утечки.

Для гарантированной очистки РЖ фильтр должен соответствовать требованиям ISO 18/ 16/ 13, NAS 8 или эквивалентно 12 классу по ГОСТ 17216–2001. При установке насоса необходимо исключить загрязнение гидросистемы, для чего cледует тщательно очистить от загрязнений бак для РЖ и внутренние полости всех трубопроводов и деталей для их соединения. При необходимости надо установить дополнительные фильтры с теми же самыми требованиями и с учетом особенностей пуска гидропривода при низкой температуре. Начинать работу нужно при медленных движениях и без большой внешней нагрузки на исполнительные механизмы до прогрева РЖ. Заменяют загрязненный фильтр и РЖ после первых 50 ч работы; при дальнейшей эксплуатации следует заменять фильтроэлементы примерно через каждые 500 ч работы. В случае отказа насоса или гидромотора не рекомендуется проводить повторный запуск до тщательной проверки технического состояния всей гидросистемы. И еще один очень важный момент – нельзя допускать наружных утечек рабочей жидкости, чтобы исключить загрязнение окружающей среды.