Насосы НМШГ

Насосы НМШГ: полное техническое описание, конструкция, применение и эксплуатация

Насосы типа НМШГ (Насос Моноблочный Шестеренный Гидравлический) представляют собой объемные роторно-шестеренные гидромашины, конструктивно объединенные с электродвигателем в единый моноблочный агрегат. Они предназначены для перекачивания жидкостей с кинематической вязкостью от 5 до 1000 сСт (в отдельных исполнениях до 3000 сСт), не содержащих абразивных частиц, агрессивных по отношению к материалам проточной части. Основная сфера применения – системы гидропривода, смазки, охлаждения и циркуляции в промышленном оборудовании, металлорежущих станках, прессах, турбинах, а также в качестве топливных, масляных и гидравлических насосов в стационарных установках.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция насоса НМШГ базируется на схеме шестеренного насоса с внешним зацеплением. Моноблочное исполнение подразумевает, что ведущая шестерня насоса установлена непосредственно на удлиненном валу электродвигателя (или другого приводного двигателя) без использования промежуточных муфт и дополнительных опор. Это обеспечивает высокую соосность, компактность и снижает вероятность утечек по валу.

Основные компоненты насоса НМШГ:

Корпус (статор): Обычно изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. В нем расположены расточки под шестерни и подшипники, а также каналы для всасывания и нагнетания.
Ведущая и ведомая шестерни: Изготавливаются из высококачественных сталей, цементированных или азотированных, с высокой степенью точности обработки профиля зуба. Передача крутящего момента с вала на ведущую шестерню осуществляется через шлицевое или шпоночное соединение.
Торцевые распределительные диски (пластины): Устанавливаются с обеих сторон шестерен. Их функция – разделение зон всасывания и нагнетания и обеспечение минимального торцевого зазора для снижения внутренних утечек. Часто имеют конструкцию с «плавающим» принципом для автоматической компенсации износа.
Уплотнение вала: Применяются манжетные уплотнения (сальники) из маслобензостойкой резины или торцевые механические уплотнения, выбор которых зависит от давления, скорости вращения и свойств перекачиваемой жидкости.
Электродвигатель: Асинхронный, трехфазный или однофазный, общепромышленного исполнения (обычно IM 1081 по ГОСТ). Степень защиты – IP54 или IP55. Класс нагревостойкости изоляции – F.

Принцип работы основан на захвате жидкости зубьями шестерен в зоне всасывания, переносе ее в полостях между зубьями и корпусом и вытеснении в напорную линию в зоне зацепления. Герметичность зон обеспечивается точными радиальными и торцевыми зазорами.

Маркировка и основные технические характеристики

Маркировка НМШГ расшифровывается следующим образом: Насос, Моноблочный, Шестеренный, Гидравлический. За буквенным обозначением следуют цифры, указывающие на номинальную подачу в кубических сантиметрах за один оборот (см³/об). Например, НМШГ 4-25:

НМШГ – тип насоса.
4 – номинальная рабочая подача (4 см³/об).
25 – номинальное давление (25 кгс/см² или 2.5 МПа).

Основные параметры, регламентируемые технической документацией (ГОСТ, ТУ):

Параметр	Единица измерения	Диапазон значений для серийных насосов	Примечание
Рабочий объем (подача на оборот)	см³/об	От 1.0 до 100 и более	Основной геометрический параметр
Номинальное давление	МПа (кгс/см²)	2.5 (25), 6.3 (63), 10.0 (100), 12.5 (125), 16.0 (160)	Давление, при котором насос работает в оптимальном режиме по КПД и ресурсу
Максимальное давление	МПа	До 20.0	Кратковременно допустимое давление
Номинальная частота вращения	об/мин	1000, 1500, 3000	Синхронная частота вращения вала электродвигателя
Номинальная подача (при ном. давлении и частоте)	л/мин	От ~1 до ~300	Зависит от рабочего объема и частоты вращения
Полный КПД (η)	%	70 – 85	Зависит от вязкости, давления и скорости
Допустимая кинематическая вязкость рабочей жидкости	сСт (мм²/с)	5 – 1000 (до 3000 для специсполнений)	Оптимальный диапазон: 20-200 сСт
Температура рабочей жидкости	°C	От 0 до +60 (до +80 для специсполнений)

Области применения и выбор насоса

Насосы НМШГ применяются в системах, где требуется надежная и компактная подача неагрессивных масел и жидкостей средней вязкости.

Гидропривод: Питание гидроцилиндров и гидромоторов в станках, прессах, технологическом оборудовании.
Системы смазки: Циркуляционная и импульсная смазка подшипниковых узлов, редукторов, турбоагрегатов.

Системы охлаждения: Подача охлаждающей жидкости (эмульсии, масла) к зоне резания в металлообрабатывающих станках.

Топливоподача: Перекачка дизельного топлива, мазута (в предварительно подогретом состоянии).
Трансмиссионные системы: В качестве подкачивающих насосов в гидротрансформаторах и коробках передач.

Критерии выбора насоса НМШГ:

Требуемая подача (Q, л/мин): Рассчитывается исходя из потребностей гидросистемы или оборудования. Q = (V
n) / 1000, где V – рабочий объем насоса (см³/об), n – частота вращения (об/мин). Необходимо учитывать объемный КПД (≈0.85-0.95).
Требуемое давление (P, МПа): Должно быть равно или меньше номинального давления выбранного насоса. Обязательно предусматривается запас 10-15%.
Вязкость рабочей жидкости: Ключевой параметр. При высокой вязкости (>500 сСт) падает подача, растут потери и нагрузка на привод. Может потребоваться предварительный подогрев или выбор насоса с увеличенными зазорами.
Совместимость материалов: Материалы уплотнений (манжет, сальников) и проточной части должны быть химически стойкими к перекачиваемой жидкости.
Частота вращения и тип привода: НМШГ рассчитаны на стандартные частоты электродвигателей. Работа на пониженных оборотах снижает подачу, на повышенных – может привести к кавитации и ускоренному износу.

Схемы подключения и требования к системе

Для надежной работы насоса НМШГ необходимо обеспечить корректный монтаж и соблюдение условий эксплуатации.

Требования к всасывающей линии:

Минимальная длина и количество местных сопротивлений (отводов, фильтров).
Диаметр трубопровода должен быть не меньше присоединительного размера насоса.
Обязательная установка фильтра грубой очистки (сетки) на всасывающем патрубке с тонкостью фильтрации 100-200 мкм.
Герметичность. Подсос воздуха приводит к кавитации, шуму и падению давления.
Уровень расположения насоса должен обеспечивать подпор жидкости (положительный кавитационный запас).

Требования к гидравлической системе:

Обязательная установка предохранительного клапана на напорной линии для защиты от превышения давления.
Рекомендуется установка обратного клапана на всасывающей линии для предотвращения обратного слива жидкости при остановке.
В системе должен быть предусмотрен расширительный (дренажный) бак или возможность свободного стока.

Преимущества и недостатки насосов НМШГ

Преимущества:

Компактность и простота конструкции: Моноблочное исполнение сокращает габариты и упрощает монтаж.
Высокая надежность и долговечность: При работе на чистых жидкостях оптимальной вязкости.
Самовсасывание: Способность создавать вакуум на всасывании (до 0.08-0.09 МПа).
Постоянная подача: Как у всех объемных насосов, подача мало зависит от создаваемого давления.
Реверсивность: Направление потока меняется при изменении направления вращения вала.
Умеренная стоимость по сравнению с аксиально-поршневыми и другими типами гидронасосов.

Недостатки:

Чувствительность к загрязнениям: Абразивные частицы вызывают ускоренный износ шестерен и торцевых пластин.
Фиксированный рабочий объем: Подача регулируется только изменением частоты вращения (требуется частотный преобразователь).
Пульсация подачи и давления: Характерна для всех шестеренных насосов, может требовать установки гасителей пульсаций.
Ограничение по давлению: Как правило, не превышает 20 МПа, что ниже, чем у поршневых насосов.
Снижение КПД при работе на жидкостях с низкой вязкостью из-за роста внутренних перетечек.

Техническое обслуживание и типовые неисправности

Плановое ТО включает визуальный контроль, проверку креплений, состояния уплотнений, очистку фильтров. Основные неисправности и их причины:

Неисправность	Возможные причины	Способы устранения
Низкая подача или отсутствие подачи	Забит всасывающий фильтр, подсос воздуха на всасывании, износ шестерен или торцевых пластин, низкая вязкость жидкости, неправильное направление вращения.	Промыть/заменить фильтр, проверить герметичность всасывающей линии, заменить изношенные детали, проверить соответствие жидкости, проверить фазировку двигателя.
Сильный шум и вибрация	Кавитация из-за подсоса воздуха или высокого гидравлического сопротивления на всасывании, износ подшипников, повышенная вязкость жидкости.	Устранить подсос, проверить всасывающую линию, заменить подшипники, подогреть жидкость (если допустимо).
Перегрев насоса	Работа на давлении выше номинального, повышенная вязкость жидкости, загрязнение системы, износ деталей, приводящий к большим внутренним утечкам и потерям на трение.	Отрегулировать предохранительный клапан, проверить соответствие жидкости, промыть систему, провести ремонт.
Утечка жидкости по валу	Износ или повреждение манжетного или торцевого уплотнения.	Заменить уплотнение. При установке новой манжеты следить за правильностью ориентации (рабочая кромка должна быть обращена внутрь корпуса).
Снижение давления	Износ насоса, неисправность или неправильная регулировка предохранительного клапана, утечки в гидросистеме.	Проверить износ насоса, отрегулировать или заменить клапан, найти и устранить утечки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается НМШ от НМШГ?

НМШ (Насос Моноблочный Шестеренный) – более общее обозначение. НМШГ акцентирует применение именно для гидросистем (Гидравлический). В технической документации и каталогах эти обозначения часто используются как синонимы. Однако, в некоторых классификациях «Г» может указывать на конкретное исполнение по материалу или уплотнениям для работы на минеральных маслах.

Можно ли использовать насос НМШГ для перекачки воды?

Нет, это не рекомендуется. Вода имеет низкую вязкость (около 1 сСт) и плохие смазывающие свойства. Это приведет к резкому росту внутренних утечек, падению КПД, перегреву и ускоренному износу трущихся пар (шестерни-пластины). Кроме того, вода может вызвать коррозию материалов проточной части. Для воды применяются шестеренные насосы специальной конструкции с увеличенными зазорами и коррозионно-стойкими материалами.

Как определить направление вращения насоса НМШГ?

Стандартное направление вращения вала – правое (по часовой стрелке), если смотреть со стороны привода (электродвигателя). На корпусе насоса или в паспорте указывается стрелкой направление вращения и соответствующие ему присоединительные патрубки («В» – всасывание, «Н» – нагнетание). Для реверсивных насосов патрубки могут быть взаимозаменяемы.

Какой необходим кавитационный запас для насосов НМШГ?

Требуемый кавитационный запас (NPSHr) для насосов НМШГ относительно невелик благодаря их самовсасывающей способности. Обычно он составляет 0.3-0.5 метра столба жидкости. Однако для надежной работы рекомендуется обеспечивать подпор на всасывании (положительное давление) не менее 0.05-0.1 МПа, особенно при высоких оборотах и низкой вязкости.

Что означает цифра в обозначении, например, НМШГ 4-25?

Первая цифра (4) указывает на теоретическую (геометрическую) подачу насоса в кубических сантиметрах за один полный оборот вала (4 см³/об). Вторая цифра (25) обозначает номинальное давление в технических атмосферах (кгс/см²), что соответствует 2.5 МПа. Таким образом, при 3000 об/мин теоретическая подача этого насоса составит примерно 4

3000 / 1000 = 12 л/мин (без учета объемного КПД).

Как правильно хранить и консервировать неиспользуемый насос?

Перед длительным хранением насос должен быть промыт нейтральным маслом, защищен от коррозии и пыли. Входные и выходные отверстия должны быть заглушены. Хранить в сухом помещении при положительной температуре. При вводе в эксплуатацию после хранения рекомендуется проверить легкость проворачивания вала вручную.

Заключение

Насосы типа НМШГ являются ключевым элементом в стационарных гидравлических системах средней мощности, системах смазки и охлаждения промышленного оборудования. Их выбор, основанный на точном расчете требуемых параметров (подачи, давления, вязкости), и соблюдение правил монтажа и эксплуатации обеспечивают длительный и безотказный ресурс работы. Понимание конструктивных особенностей и типовых неисправностей позволяет специалистам эффективно применять, обслуживать и ремонтировать данные гидроагрегаты, минимизируя простой критически важных производственных систем.