Как выбрать насос СОЖ для станков?

В станкостроении и холодильной технике необходимо обеспечивать движение охлаждающей жидкости с целью охлаждения зоны обработки, снижения трения инструмента и удаления стружки при металлообработке, а также с целью отвода тепла из зоны охлаждения циркулирующим теплоносителем в охлаждающих аппаратах.

Для решения этой задачи чаще всего используют электронасосы, представляющие собой единый агрегат из электродвигателя и лопастного насоса центробежного или вихревого типов. Электромоторы применяют трёх или однофазные (при малых мощностях). Насосы при небольших напорах имеют одно рабочее колесо (одноступенчатые), а при высоких напорах несколько последовательно соединённых рабочих колёс (многоступенчатые).

Одноступенчатый однофазный насос типа SA состоит из электродвигателя (в верхней части рисунка), рабочего колеса насоса в корпусе (в нижней части рисунка), вала, соединяющего электродвигатель с рабочим колесом, трубопровода, соединяющего выход из рабочего колеса с выходным патрубком насоса (в верхней правой части рисунка) и опорной трубки (в левой части рисунка).

При подаче напряжения к электродвигателю вал начинает вращать рабочее колесо, заполненное жидкостью через отверстие в нижней части его корпуса. Жидкость, проходя между лопатками рабочего колеса от центра к периферии, получает от него механическую энергию, преобразующуюся в гидравлическую энергию потока, вытекающего из выходного патрубка, и поступающего далее к потребителю.

Количество жидкости, подающейся насосом в единицу времени, называют подачей насоса и для насосов СОЖ обычно выражают в литрах в минуту (л/мин). При изменении гидравлической нагрузки на выходе насоса, например, с помощью регулировочного вентиля, соответствующим образом изменяется потребное давление для преодоления потоком гидравлической нагрузки, что выражается в изменении напора жидкости, измеряемого, обычно, в метрах столба жидкости, (м). Зависимость напора от подачи называется напорной характеристикой насоса, которая для центробежных насосов имеет типовой вид (см. рисунок ниже).

Напорная характеристика графически изображает гидравлическую мощность насоса, которая определяется произведением подачи насоса на его напор. На практике важно знать, какую подачу и напор создаст насос при известной гидравлической нагрузке.

Выше на рисунке гидравлическая нагрузка изображена в виде суммы напоров Нст и Нпотр, которые необходимо преодолеть потоку жидкости в зависимости от его расхода. Напор Нст является геометрической высотой, на которую необходимо поднять жидкость из бака, а напор Нпотр требуется для преодоления гидравлических потерь в трубопроводах и регулировочном (при наличии) вентиле. При турбулентном режиме эти потери пропорциональны квадрату расхода и кривая зависимости Нпотр от расхода является параболой.

В точке, А кривая гидравлической нагрузки пересекает напорную характеристику насоса, определяя рабочие значения напора На и подачи Qa, которые способен создать насос при этой нагрузке.

Такие свойства центробежных насосов позволяют без затруднений менять их подачу, изменяя гидравлическую нагрузку на выходе насоса, различными открытиями регулировочного вентиля.

Если уменьшить открытие регулировочного вентиля, то гидравлическая нагрузка возрастёт и её парабола на графике будет более крутой (см. рисунок выше). Потери в вентиле возрастут и, чтобы их преодолеть, потребуется больший, чем в точке, А (Нпа) напор Нпв. Это приведёт к уменьшению подачи насоса в точке В по сравнению с подачей в точке А.

Простота такого способа регулирования привела к его широкому распространению, несмотря на очевидную неэкономичность. Существуют и другие способы регулирования подачи насоса, например, изменением частоты вращения, угла наклона лопастей, дросселированием потока.

Конструктивно насосы СОЖ в большинстве своём являются полупогружными, опирающимися на фланец, закреплённый на крышке бака, и имеющими погруженную в жидкость часть, внизу которой расположено рабочее колесо.

Современные насосы для подачи СОЖ выпускаются с погружной частью различной длины, А (см. рисунок ниже).

Существуют универсальные отечественные насосы типа П (см. рисунок ниже), которые изготавливаются одной, максимальной длины погружной части и имеют переставляемый фланец, который закрепляется в нужном месте, обеспечивая необходимую заказчику длину погружной части.

Такое решение выгодно для производителя насосов за счёт сокращения номенклатуры изготовляемых деталей, но является далеко не оптимальным для потребителя, которому приходится применять неоправданно металлоёмкое и габаритное комплектующее изделие. Здесь подтверждается правило, что любое универсальное решение проигрывает специальному, разработанному только для конкретных требований. Поэтому трудно рекомендовать выбор насоса типа П потребителю, которому важны массовые и габаритные параметры станка или установки.

Полупогружные насосы выпускаются в одноступенчатом и многоступенчатом исполнениях.

Для работы при полном погружении электронасоса в жидкость предназначены насосы типа ES.

В случае использования бака СОЖ небольшой глубины применяются насосы, устанавливаемые на крышке бака, например Sacemi AU-63. Перед пуском эти насосы должны быть залиты перекачиваемой жидкостью.

Если есть затруднения в установке насоса на крышке бака, то применяют насосы, закрепляемые на стенке бака с помощью плоского фланца (модель Sacemi SQ).

Либо же в этом случае применяются насосы с проходным штуцером (модель Sacemi TR).

Основные области применения насосов для СОЖ на примере изделий фирмы Sacemi (Сачеми), Италия содержатся в таблице.

Выбор насоса для подачи СОЖ зависит от цели и имеющихся исходных данных.

В самом простом случае известен производитель, артикул насоса и длина его погружной части. Остаётся найти надёжного профессионального поставщика, (см. статью «Как выбрать поставщика?»).

В случае необходимости замены вышедшего из строя насоса неизвестного производителя, а при этом на шильдике имеются надписи китайскими иероглифами или, например, турецкими буквами, то рекомендуется выслать поставщику фото шильдика и всего насоса, а также сообщить, на каком станке или установке работал насос и предположения о потребной подаче и напоре, а также данные измерения длины погружной части насоса или глубины бака СОЖ.

Если конструктору необходимо подобрать насос для проектируемой установки или станка, то исходными данными являются потребные подача и напор, а также длина погружной части насоса или глубина бака СОЖ. Исходные данные необходимо сравнить c техническими характеристиками насосов на сайте поставщика. На нашем сайте вы можете ознакомиться с ассортиментом насосов СОЖ компаний SAP и Sacemi.

Аналогичный алгоритм действий применяется при замене насосов устаревших конструкций, например, типа П, на современные.

В случае особенностей конструкции бака и смежных узлов станка или установки следует рассмотреть возможность применения насосов, монтируемых полностью на крышке бака (типа AU), или на боковой стенке бака (типа SQ или TR), а также погружного насоса типа ES.

После предварительного выбора насоса следует согласовать с квалифицированным поставщиком требования по составу и чистоте рабочей жидкости, условия механического монтажа, особенности электрических и гидравлических соединений, порядок ввода насоса в эксплуатацию и получить рекомендации по устранению возможных неисправностей.