gidravpnevmoprivod032020

èíôîðìàöèîííîòåõíè÷åñêèé æóðíàë ¹ 3 (32)/2020

ãèäðàâëèêà ïíåâìàòèêà ïðèâîäû

О РАБОТЕ ГИДРОПРИВОДА С LS УПРАВЛЕНИЕМ ПРИ ПОПУТНОЙ НАГРУЗКЕ ВЛИЯНИЕ ГЛУБОКОЙ ПОДРЕЗКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПО НАРУЖНОМУ ДИАМЕТРУ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА CAMOZZI ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ

Быстроразъемные соединения SCFF демонстрируют высокую стойкость к вибрациям и другим видам механических нагрузок независимо от области применения (мобильные гидравлические системы, транспортная или нефтегазовая промышленность).

В металлургии и гидротехнических сооружениях к гидроцилиндрам предъявляются повышенные требования по надежности и удельной мощности. Такие специальные гидроцилиндры входят в программу поставок компании «ПНЕВМАКС».

Благодаря возможности подключения TorqueControl4.0 к сети Industry 4.0 через канал ввода1вывода впервые в истории можно контролировать характеристики стандартных мотор1редукторов в реальном времени и немедленно реагировать на все изменения.

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

НАС ЧИТАЮТ ПРОФЕССИОНАЛЫ!

www.industri.ru

2009 2015

НОВЫЕ СТРАНИЦЫ РОССИЙСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ WWW.INDUSTRI.RU

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций РФ. Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77%35842 от 31.03.2009 г. Периодичность выхода – 3 раза в год. Распространяется бесплатно и по редакционной подписке. Формат 214х297. Тираж 4000 экз. Подписано в печать 12.12.2020. Отпечатано в типографии ООО «ИПИ». Заказ № 5342. Издатель/Учредитель: ООО «Институт Промышленной Информации». Генеральный директор – Рафаэль Абрамян. ИЗДАТЕЛЬСТВО 192007, Санкт%Петербург, наб. Обводного канала, д. 64, корпус 2 «Технопарк Обводный 64», пом. 55. Тел./факс: 8 (812) 244%95%75 РЕДАКЦИЯ Главный редактор – Генан Абусев: +7%921%947%47%81 e%mail: redaktor@industri.ru Зам. главного редактора – Ирина Зотова: +7%965%046%41%44 e%mail: irina@industri.ru Представитель в Москве % Илья Приймук: +7%985%665%64%55 e%mail: priymuk@yahoo.com КОНСУЛЬТАНТЫ РЕДАКЦИИ Гойдо М.Е., к.т.н., доцент ООО “Уральский инжиниринговый центр”.

(351) 7%750%168; 7%753%753; 7%750%900.

E%mail: goido@cheltec.ru Балиевич В.Е., ведущий профессионального блога «Практическая гидромеханика»© http://infotechnic.pro: +7%921%307%23%26 e%mail: vbalievich@gmail.com РЕКЛАМНАЯ СЛУЖБА Санкт%Петербург: 8 (812) 244%95%75 Аркадий Ефимов, Алексей Куликов, Юрий Филиппов e%mail: office@industri.ru, zakaz@industri.ru INTERNATIONAL DEPARTMENT Irina Zotova: EU +359 876 81 3555; e%mail: Irinazotova808@gmail.com REPRESENTATIVE IN ITALY CASIRAGHI INTERNATIONAL ADVERTISING Via Cardano 81, 22100 COMO – ITALY Diego Casiraghi Tel. +39 031 261407 e%mail: diego@casiraghi%adv.com www.casiraghi%adv.com • Любое использование опубликованных в журнале материалов, в том числе копирование, распространение, передача третьим лицам, опубликование или иные действия, считающиеся использованием в соответствии со ст. 1270 ГК РФ, без письменного согласия редакции, авторов и иных владельцев исключительных прав не допускается за исключением случаев, предусмотренных ГК РФ.

• Рекламируемые товары и услуги подлежат обязательной сертификации в соответствии с законодательством. Ответственность за достоверность публикуемых материалов и наличие соответствующих разрешительных документов несут авторы и рекламодатели. Полные архивы номеров в pdf%формате, информация о датах выхода, системе распространения журнала и расценках на размещение рекламы размещена на сайте www.industri.ru

HPD

1

СОДЕРЖАНИЕ Óïëîòíèòåëüíûå ðåøåíèÿ äëÿ ãèäðîöèëèíäðîâ À. Ãîí÷àð, èíæåíåð ïî ïðîäàæàì, íàïðàâëåíèå ãèäðàâëèêà ÎÎÎ «Òðåëëåáîðã Ñèëèíã Ñîëþøíñ» Áóäó÷è íîâàòîðîì â ñîçäàíèè óïëîòíåíèé äëÿ ãèäðàâëè÷åñêèõ ñèñòåì, êîìïàíèÿ Trelleborg Sealing Solutions ðàçðàáîòàëà àññîðòèìåíò èçäåëèé, âêëþ÷àþùèé ìíîæåñòâî èííîâàöèîííûõ è óíèêàëüíûõ óïëîòíèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ, ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûõ äëÿ ãèäðîöèëèíäðîâ. Ïðèìåíÿÿ ïåðåäîâûå òåõíîëîãèè, òàêèå êàê ýôôåêò îáðàòíîãî âñàñûâàíèÿ è ñèñòåìà êîíòðîëÿ ìàñëÿíîé ïëåíêè è ó÷èòûâàÿ èíäèâèäóàëüíûå òðåáîâàíèÿ íàøèõ çàêàç÷èêîâ, ìû ðàáîòàåì íàä óëó÷øåíèåì êîíôèãóðàöèé óïëîòíåíèé, êîòîðûå îòâå÷àþò ïîâûøåííûì òðåáîâàíèÿì ê ïðîèçâîäèòåëüíîñòè êîìïîíåíòîâ.

03

Áûñòðîðàçúåìíûå ñîåäèíåíèÿ Parker ñåðèè SCFF ïîìîãàþò èñêëþ÷èòü óòå÷êè æèäêîñòè è çàùèòèòü îêðóæàþùóþ ñðåäó Áûñòðîðàçúåìíûå ñîåäèíåíèÿ SCFF äåìîíñòðèðóþò âûñîêóþ ñòîéêîñòü ê âèáðàöèÿì è äðóãèì âèäàì ìåõàíè÷åñêèõ íàãðóçîê íåçàâèñèìî îò îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ (ìîáèëüíûå ãèäðàâëè÷åñêèå ñèñòåìû, òðàíñïîðòíàÿ èëè íåôòåãàçîâàÿ ïðîìûøëåííîñòü). Èçäåëèÿ îáåñïå÷èâàþò áûñòðîå è íàäåæíîå ñîåäèíåíèå è ðàçúåäèíåíèå: ïðèìåíåíèå òðàïåöåèäàëüíîé ðåçüáû èñêëþ÷àåò óòå÷êè æèäêîñòè ïðè âûïîëíåíèè ýòèõ îïåðàöèé.

05

Î ðàáîòå ãèäðîïðèâîäà ñ LS-óïðàâëåíèåì ïðè ïîïóòíîé íàãðóçêå Ãîéäî Ì.Å., êàíä. òåõí. íàóê; Áîäðîâ Â.Â., êàíä. òåõí. íàóê; Áàãàóòäèíîâ Ð.Ì. ÎÎÎ «Óðàëüñêèé èíæèíèðèíãîâûé öåíòð», Íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííûé õîëäèíã CHELTEC Ñòðåìëåíèå ìèíèìèçèðîâàòü ïîòåðè ýíåðãèè ïðè ðàáîòå îáúåìíûõ ãèäðîïðèâîäîâ ñ äðîññåëüíûì è ìàøèííî-äðîññåëüíûì óïðàâëåíèåì íàøëî ñâîå âîïëîùåíèå â ãèäðîïðèâîäàõ ñ LS-óïðàâëåíèåì, ÿâëÿþùèõñÿ ñèñòåìàìè, ÷óâñòâèòåëüíûìè ê íàãðóçêå (Load Sensing Control System). Ñóùåñòâóþò äâå ðàçíîâèäíîñòè ãèäðîïðèâîäîâ ñ LS-óïðàâëåíèåì: ñ íåðåãóëèðóåìûì íàñîñîì è, ñîîòâåòñòâåííî, ñ ÷èñòî äðîññåëüíûì óïðàâëåíèåì è ñ ðåãóëèðóåìûì íàñîñîì, òî åñòü ñ ìàøèííî-äðîññåëüíûì óïðàâëåíèåì.

06

Ñïåöèàëüíûå ãèäðîöèëèíäðû äëÿ ìåòàëëóðãèè è ãèäðîòåõíè÷åñêèõ ñîîðóæåíèé Ñåãîäíÿ ïðàêòè÷åñêè íåò ïðîìûøëåííûõ ïðîèçâîäñòâ, ãäå äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè â ëèíåéíîå äâèæåíèå ìåõàíèçìîâ íå èñïîëüçóþòñÿ ãèäðàâëè÷åñêèå öèëèíäðû èëè îáúåìíûé ãèäðîïðèâîä.  ìåòàëëóðãèè è ãèäðîòåõíè÷åñêèõ ñîîðóæåíèÿõ ê ãèäðîöèëèíäðàì ïðåäúÿâëÿþòñÿ ïîâûøåííûå òðåáîâàíèÿ ïî íàäåæíîñòè è óäåëüíîé ìîùíîñòè. Òàêèå ñïåöèàëüíûå ãèäðîöèëèíäðû âõîäÿò â ïðîãðàììó ïîñòàâîê êîìïàíèè «ÏÍÅÂÌÀÊÑ».

09

Âëèÿíèå ãëóáîêîé ïîäðåçêè ðàáî÷åãî êîëåñà ïî íàðóæíîìó äèàìåòðó íà õàðàêòåðèñòèêè öåíòðîáåæíîãî íàñîñà Åëèí Àëåêñàíäð Âàëåðüåâè÷, êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê, äîöåíò, ÎÎÎ «ÓÊ «Ãðóïïà ÃÌÑ»  ñòàòüå ðàññìîòðåíû âîïðîñû ïðîãíîçèðîâàíèÿ õàðàêòåðèñòèê öåíòðîáåæíîãî íàñîñà ïðè ïîäðåçêå åãî ðàáî÷åãî êîëåñà ïî íàðóæíîìó äèàìåòðó.  ðåçóëüòàòå àíàëèòè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ óñòàíîâëåíî, ÷òî îãðàíè÷åíèå âûáîðêè íàñîñîâ äëÿ àíàëèçà ãëóáîêèõ ïîäðåçîê ðàáî÷èõ êîëåñ íàñîñàìè, îòâå÷àþùèìè ñôîðìóëèðîâàííûì êðèòåðèÿì èäåíòè÷íîñòè, íå ïðèâåëî ê óìåíüøåíèþ ðàçáðîñà êîýôôèöèåíòîâ ïåðåñ÷åòà îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ íàñîñîâ. Ïðèìåíèòåëüíî ê îñíîâíûì ýòàïàì æèçíåííîãî öèêëà êîíñòðóêöèè öåíòðîáåæíîãî íàñîñà âûïîëíåíà îöåíêà ðèñêîâ îøèáî÷íîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ïîäðåçêè åãî ðàáî÷åãî êîëåñà è îïðåäåëåíû êîìïåíñèðóþùèå ìåðîïðèÿòèÿ ïî èõ ìèíèìèçàöèè.

11

Òðóáîïðîâîäíàÿ àðìàòóðà Camozzi äëÿ ñàõàðíûõ çàâîäîâ Èëþõèí Â. Í., ê.ò.í., Ó÷åáíî-íàó÷íûé öåíòð ÎÎÎ «Êàìîööè Ïíåâìàòèêà» Êîìïàíèÿ Êàìîööè ÿâëÿåòñÿ íàäåæíûì ìíîãîëåòíèì ïîñòàâùèêîì ÒÏÀ äëÿ áîëåå ÷åì 50 ñàõàðíûõ çàâîäîâ â Ðîññèè. Îòðàñëåâûå èíæåíåðû Êàìîööè ïîìîãóò íå òîëüêî â ïîäáîðå àíàëîãîâ ýëåìåíòîâ, íî ïðåäëîæàò óëó÷øåííûå òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ êàê â îáëàñòè ìàòåðèàëîâ è óïëîòíåíèé, òàê è òèïîâ çàïîðíîé è ðåãóëèðóþùåé àðìàòóðû è ïðèâîäîâ óïðàâëåíèÿ, îáåñïå÷èâ âûñîêèå òðåáîâàíèÿ ê íàðàáîòêå íà îòêàç, ðåìîíòî-ïðèãîäíîñòè è ðåñóðñó.

16

Bauer TorqueControl4.0 – 130 ëåò îïûòà, âîïëîùåííûå â èíòåëëåêòóàëüíîì ïðèâîäå Òåõíîëîãèÿ TorqueControl4.0 îò Bauer ïîçâîëèëà ïðåîáðàçîâàòü àñèíõðîííûé ìîòîð-ðåäóêòîð ïàññèâíîãî òèïà â èíòåëëåêòóàëüíûé ïðèâîä, îñóùåñòâëÿþùèé îáìåí âàæíûìè äàííûìè ïî êàíàëó ââîäà-âûâîäà. Èíòåãðèðîâàíèå ìîòîð-ðåäóêòîðîâ â ïðîìûøëåííûé èíòåðíåò âåùåé (IIoT) ïîâûøàåò òî÷íîñòü è ýêîíîìè÷íîñòü ðàáîòû îïåðàòîðîâ, îäíîâðåìåííî ñíèæàÿ çàòðàòû íà ýëåêòðîýíåðãèþ è îáñëóæèâàíèå.

19

Witt 4.0 äëÿ Èíäóñòðèè 4.0: öèôðîâèçàöèÿ â äåéñòâèè Ïðîìûøëåííûå êëàïàíû ñ èíòåãðèðîâàííîé âûñîêîòåõíîëîãè÷íîé ñåíñîðíîé òåõíèêîé è ýëåêòðîííûìè êîìïîíåíòàìè – òàêîâà êîíöåïöèÿ WITT 4.0. Íàðÿäó ñ «óìíûìè» ïðåäîõðàíèòåëüíûìè êëàïàíàìè, ïîñòåïåííî ïîäíèìàþòñÿ íà íîâûé òåõíè÷åñêèé óðîâåíü è äðóãèå ãðóïïû ïðîäóêöèè. Íàïðèìåð, èíòåëëåêòóàëüíûå êóïîëüíûå ðåãóëÿòîðû äàâëåíèÿ ñïîñîáíûå èçìåðÿòü äàâëåíèå è òåìïåðàòóðó ãàçà, âû÷èñëÿòü ðàñõîä è ïåðåäàâàòü åãî â ñåòü â ðåæèìå ðåàëüíîãî âðåìåíè, òåïåðü ÿâëÿþòñÿ íåîòúåìëåìîé ÷àñòüþ êàòàëîãà Witt.

21

Áàëëîííûå ðåãóëÿòîðû îò Cavagna Group Íåðåãóëèðóåìûé ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí, èìåþùèé çàïàñ ïî ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè (ñòàíäàðò ISO 2503), îáåñïå÷èâàþùèé ïàññèâíóþ çàùèòó, ðàñïîëîæåí íà çàäíåé ñòîðîíå ðåãóëÿòîðà äëÿ ëó÷øåé çàùèùåííîñòè îò ïîâðåæäåíèé. Öâåòîâàÿ èäåíòèôèêàöèÿ ïî òèïó ãàçà íà ìàõîâèêå äîïîëíèòåëüíîãî âåíòèëÿ è íà ðóêîÿòêå (ðåãóëèðóþùåì âèíòå), ïîçâîëÿåò èçáåæàòü îøèáêè ïðè íàïðÿæåííîé ðàáîòå è ñîîòâåòñòâóåò Åâðîïåéñêèì è Ðîññèéñêèì ñòàíäàðòàì.

23

CytroForce – âûõîäè çà ãðàíèöû Ðåâîëþöèîííàÿ êîíöåïöèÿ CytroForce ïîçâîëÿåò ñæèìàòü ðàíåå ãðîìîçäêèå êîíñòðóêöèè â "óìíóþ" êîìïàêòíóþ îñü, ïðåäîñòàâëÿþùóþ óñèëèå, ïåðåìåùåíèå è òî÷íîå ïîçèöèîíèðîâàíèå. Ïðèâîä ïîñòàâëÿåòñÿ ãîòîâûì ê ðàáîòå, à ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äàæå òå êëèåíòû, êîòîðûå íå èìåþò îïûòà â îáëàñòè ãèäðàâëèêè, ìîãóò èçâëå÷ü ïðåèìóùåñòâà ãèäðîïðèâîäà ïðè âïå÷àòëÿþùå íèçêèõ çàòðàòàõ.

24

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

3

УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ГИДРОЦИЛИНДРОВ Александр Гончар, инженер по продажам, направление гидравлика ООО «Треллеборг Силинг Солюшнс»

www.trelleborgseals.ru

Будучи новатором в создании уплотнений для гидравлических систем, компания Trelleborg Sealing Solutions разработала ассортимент изделий, включающий множество инновационных и уникальных уплотнительных элементов, специально разработанных для гидроцилиндров. Применяя передовые технологии, такие как эффект обратного всасывания и система контроля масляной пленки и учитывая индивидуальные требования наших заказчиков, мы работаем над улучшением конфигураций уплотнений, которые отвечают повышенным требованиям к производительности компонентов. Основываясь на результатах десятилетий исследований и испытаний, наши эксперты и сертифицированные специалисты IFPS в партнерстве с клиентами рекомендуют оптимальное решение с точки зрения конструкции и состава материалов для любого применения. Продолжая внедрять инновации в гидравлических уплотнениях, Trelleborg Sealing Solutions оптимизирует производительность систем. ПОРШЕНЬ Предотвращение внутренних перетечек жидкости. Поршневые уплотнения: Zurcon®Wynseal, Zurcon®GlydRing®D, или Turcon®GlydRing®T. Опорные кольца: Slydring® доступны из материала Orkot®, HiMod® и Turcite®.

Orkot® Slydring® Из композитного самосмазывающегося материала, эти опорные кольца предотвращают контакт металла с металлом и выдерживают высокие нагрузки.

КОРПУС Герметизация жидкости для предотвращения загрязнения окружающей среды. Статические уплотнения: Dualseal, O Ring и Back upRing.

Zurcon® Dualseal Однокомпонентное статическое уплотнение для тяжелых условий эксплуатации. Простое в установке и устойчивое к скручиванию.

Принимая во внимание требования наших клиентов относительно контактной поверхности, мы создаем такие решения, которые необходимы для обеспечения заданной производительности гидравлической системы. Благодаря международному опыту и экспертным знаниям наших инженеров, Trelleborg Sealing Solutions постоянно улучшает разрабатываемые уплотнения. Уделяя особое внимание исследованиям и разработкам в области контактных поверхностей и смазывания, мы можем рекомендовать оптимальные покрытия и обработку поверхностей для Ваших условий эксплуатации. ШТОК Предотвращение утечек и попадания загрязнений в систему. Восприятие радиальных нагрузок и отсутствие контакта металла с металлом.

Технология контроля масляной пленки (LM) При высоких нагрузках в гидравлических системах необходима совместная работа системы уплотнений и рабочей жидкости. Технология контроля масляной пленки, позволяет регулировать уплотнительный эффект для обеспечения контролируемого смазывания каждого элемента уплотнительной системы.

Жидкость проникает ко вторичному уплотнению. Эффективное смазывание, меньше износ и трение. Уплотнение первичное и вторичное

Стандартная система уплотнений

Zurcon® Buffer Seal LM Инновационный дизайн с закругленной уплотнительной кромкой и антиэкструзионным кольцом, позволяет рабочей жидкости активировать и смазывать вторичное уплотнение.

Система с технологией контроля масляной пленки (LM)

Уплотнение первичное и вторичное

Первичное уплотнение: Zurcon® Buffer Seal LM, Turcon® Stepseal® V LM. Вторичное уплотнение: Zurcon® U Cup RU9, Zurcon® Rimseal. Грязесъемник: Zurcon® Scraper DA22, Zurcon® Scraper DA24. Опорные кольца: Slydring® доступны из Orkot®, HiMod® и Turcite®.

Рабочая жидкость практически не проникает дальше. Минимальное смазывание, выше износ и трение.

Контактное давление

Уплотнение с инновационной закругленной уплотнительной кромкой, распределяющей контактное давление. Контактное давление

Уплотнение с острыми кромками и высоким контактным давлением.

4

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

¹ 3/32 2020

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

HPD

5

Быстроразъемные соединения Parker серии SCFF помогают исключить утечки жидкости и защитить окружающую среду Компания Parker Hannifin, мировой лидер в области технологий управления и транспортировки, дополнила ассортимент продукции с плоским торцом новой серией SCFF. Быстроразъемные соединения серии SCFF обеспечивают ряд преимуществ, в том числе низкую степень утечек при разъединении и защиту от попадания воздуха при соединении. Они имеют плоскую поверхность и просты в очистке. Изделия испытаны в соответствии с ISO 7241#2. Быстроразъемные соединения SCFF демонстрируют высокую стойкость к вибрациям и другим видам механических нагрузок независимо от области приме# нения (мобильные гидравлические системы, транспортная или нефтегазовая промыш# ленность). Изделия обеспечивают быстрое и надежное соединение и разъединение: применение трапецеидальной резьбы исключает утечки жидкости при выполнении этих операций. Дополнительную надежность системе придает поворотная функция и

www.parker.com ##################### www.publitek.com

уникальная контровочная втулка, предот# вращающая случайное разъединение. Втулки SCFF оснащены компенсатором давления. Эта инновационная технология позволяет без затруднений подключать

быстроразъемные соединения при нали# чии аккумулированного или остаточного давления. Миниатюрный клапан автома# тически сбрасывает давление на этапе соединения.

6

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

О РАБОТЕ ГИДРОПРИВОДА С LS УПРАВЛЕНИЕМ ПРИ ПОПУТНОЙ НАГРУЗКЕ Гойдо М. Е., канд. техн. наук; Бодров В. В., канд. техн. наук; Багаутдинов Р. М. ООО «Уральский инжиниринговый центр», Научно!производственный холдинг CHELTEC, Россия, 454007, г. Челябинск, а/я 897 Стремление минимизировать потери энергии при работе объемных гидропри# водов с дроссельным и машинно#дроссель# ным управлением нашло свое воплощение в гидроприводах с LS#управлением, явля# ющихся системами, чувствительными к нагрузке (Load Sensing Control System) [1]. При работе гидропривода с LS#управле# нием давление в напорном канале насоса, от которого осуществляется питание гидро# привода, изменяется в соответствии с изме# нением нагрузки (силы для гидроцилиндров или вращающего момента для гидромоторов и поворотных гидродвигателей) на выходном звене (штоке, плунжере или корпусе гидро# цилиндра либо валу или корпусе гидромо# тора или поворотного гидродвигателя) того из одновременно работающих гидродви# гателей, в напорной полости которого давление в текущий момент времени яв# ляется наибольшим, при поддержании постоянной разности давлений в напорном канале насоса и в напорной полости такого гидродвигателя. Здесь и далее по тексту статьи рабочие полости гидродвигателя, которые в текущий момент времени соединены посредством дросселирующего гидрораспределителя с напорным каналом насоса и с гидробаком, называются соответственно напорной и сливной полостями, а рабочие окна дрос# селирующего гидрораспределителя, через которые рабочая жидкость поступает в напорную полость гидродвигателя и вытес# няется из сливной полости последнего, называются соответственно напорным и сливным рабочими окнами. Существуют две разновидности гидро# приводов с LS#управлением: с нерегулиру# емым насосом и, соответственно, с чисто дроссельным управлением и с регулируе# мым насосом, то есть с машинно#дрос# сельным управлением. Последние гидро# приводы при прочих равных условиях отли# чаются меньшими потерями энергии при их эксплуатации и, следовательно, более вы# соким коэффициентом полезного дей# ствия [2]. Наиболее гибкими с точки зрения реа# лизации различных алгоритмов управления (и, в том числе, алгоритма LS#управления) являются гидроприводы с машинно#дрос# сельным управлением, укомплектованные дросселирующими гидрораспределителями и насосами с пропорциональным электри# ческим управлением [3]. На основании обработки сигналов со# ответствующих датчиков (и, в том числе, датчиков давления) посредством свободно программируемого контроллера можно должным образом регулировать подачу насоса с пропорциональным электрическим управлением, в частности так, что разность между давлениями в напорном канале

насоса и в той из напорных полостей одно# временно работающих гидродвигателей, в которой давление в текущий момент вре# мени имеет наибольшее значение, будет иметь постоянную величину, достаточную для регулирования расхода, поступающего к каждому из гидродвигателей, с прием# лемой точностью. Далее ограничимся рассмотрением гидропривода с LS#управлением, в состав которого входят: один гидродвигатель двухстороннего действия, управляемый посредством дросселирующего гидро# распределителя с пропорциональным электрическим управлением, регулируе# мый насос с пропорциональным электри# ческим управлением и датчики давления в напорном канале насоса и в рабочих поло# стях гидродвигателя (рис. 1). При подаче на электрический блок управ# ления дросселирующего гидрораспреде# лителя со стороны контроллера управляю# щего сигнала в контроллере на основании сигналов датчиков давления, подключен# ных к рабочим полостям гидродвигателя, производится анализ характера нагрузки на выходном звене гидродвигателя, а именно: определяется, является нагрузка встречной или попутной (то есть действу# ющей соответственно против направления или в направлении движения выходного звена гидродвигателя). В случае использования недифференци# ального гидродвигателя (гидромотора, поворотного гидродвигателя или недиффе# ренциального гидроцилиндра) при указан# ном анализе производится просто сравнение значений давления в напорной и сливной рабочих полостях гидродвигателя на осно# вании сигналов вышеуказанных датчиков давления: если значение давления в напор# ной рабочей полости не меньше значения давления в сливной рабочей полости гидро# двигателя, то нагрузка считается встречной. В противном случае нагрузка считается попутной. В случае использования в приводе в качестве гидродвигателя дифференциаль# ного гидроцилиндра (например, поршне# вого гидроцилиндра с односторонним што# ком, как показано на рис. 1) в контроллере на основании сигналов датчиков давления производится вычисление сил, передаю# щихся на выходное звено гидроцилиндра со стороны рабочей жидкости, находящейся в его напорной и сливной рабочих полос# тях. Если значение силы, передающейся на выходное звено гидроцилиндра со стороны рабочей жидкости, находящейся в его на# порной рабочей полости, не меньше значе# ния силы, передающейся на выходное звено гидроцилиндра со стороны рабочей жид# кости, находящейся в его сливной рабочей полости, то нагрузка считается встречной.

В противном случае нагрузка считается попутной. В случае встречной нагрузки на выход# ном звене гидродвигателя в контроллере с учетом текущего значения давления pнп в напорной рабочей полости гидродвига# теля, определенного на основании сигнала датчика давления, присоединенного к этой полости, производится вычисление требу# емого значения pн давления в напорном канале насоса из условия поддержания перепада (потерь) давления Δpнп на участке гидропривода между напорным каналом насоса и напорной рабочей полостью гидро# двигателя (включая перепад давления на напорном рабочем окне дросселирующего гидрораспределителя) на установленном уровне, минимально необходимом для осуществления задач регулирования конт# ролируемого параметра (скорости или координаты выходного звена гидродвига# теля либо силового параметра на выходном звене) посредством дросселирующего гидрораспределителя. Обычно значение этого перепада давления Δpнп в гидропри# водах, чувствительных к нагрузке (в гидро# приводах с LS#управлением), составляет от 1,0 до 3,0 МПа [2]. На основании вычисленного значения pн требуемого давления в напорном канале насоса с учетом сигнала обратной связи (о фактическом значении давления в выходном канале насоса), поступающего в контроллер от датчика давления, под# ключенного к напорному каналу насоса, в контроллере формируется управляющий электрический сигнал для регулятора ра# бочего объема насоса, обеспечивающий

Рис. 1. Упрощенная принципиальная схема гидропривода с машинно%дроссельным управлением, чувствительного к нагрузке, с дополнительным байпасным направляющим гидрораспределителем: 1 — регулируемый насос с пропорциональным электрическим управлением; 2 — дросселирующий гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением; 3 — гидробак; 4 — гидродвигатель двухстороннего действия; 5 — байпасный направляющий гидрораспределитель; 6, 7, 8 — датчики давления; 9 — контроллер.

¹ 3/32 2020

работу насоса и гидропривода в целом при потерях давления, минимально необходи# мых для решения задач регулирования контролируемого параметра. Очевидно, что при отсутствии в составе рассматриваемого гидропривода каких# либо специальных гидроаппаратов, выпол# няющих функции тормозных устройств, и наличии попутной нагрузки на выходном звене гидродвигателя алгоритм управления гидроприводом должен быть иным. Для уравновешивания попутной нагрузки и обеспечения управляемого движения выход# ного звена гидродвигателя перепад давле# ния на сливном рабочем окне дросселиру# ющего гидрораспределителя должен быть тем больше, чем больше значение попутной нагрузки (то есть в значительной степени определяется значением попутной нагрузки). Поскольку площади проходного сечения напорного и сливного рабочих окон дрос# селирующего гидрораспределителя одно# значно связаны между собой в соответствии с конструкцией гидрораспределителя, а отношение расходов рабочей жидкости через указанные рабочие окна при пренеб# режении расходами, связанными с пере# течками и утечками жидкости, ее сжима# емостью и упругими деформациями стенок каналов, в которые заключена жидкость, равно отношению характерных геометри# ческих размеров (эффективных площадей поршня для гидроцилиндра; характерных объемов для гидромотора и поворотного гидродвигателя) со стороны напорной и сливной полостей гидродвигателя, то пере# пад (потери) давления на напорном рабочем окне дросселирующего гидрораспредели# теля пропорциональны перепаду (потерям) давления на сливном рабочем окне этого гидрораспределителя. В результате, при работе гидропривода обычного исполнения с попутном нагрузкой на выходном звене гидродвигателя перепад (потери) давления на напорном рабочем окне дросселирую# щего гидрораспределителя и, соответ# ственно, давление в напорном канале насо# са оказываются тем больше, чем больше

Рис. 2. Упрощенная принципиальная схема гидропривода с машинно%дроссельным управлением, чувствительного к нагрузке, с дополнительными тормозными клапанами: 1 — регулируемый насос с пропорциональным электрическим управлением; 2 — дросселирующий гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением; 3 — гидробак; 4 — гидродвигатель двухстороннего действия; 5, 6 — тормозные клапаны; 7, 8, 9 — датчики давления; 10 — контроллер.

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

значение попутной нагрузки в то время, как движение выходного звена гидродвигателя происходит под действием указанной по# путной нагрузки, и в рассматриваемом случае к гидродвигателю в принципе не требуется подводить дополнительную энергию за счет работы насоса (должно лишь обеспечиваться заполнение жидко# стью напорной полости гидродвигателя без нарушения сплошности жидкости, для чего давление в упомянутой полости должно быть не ниже, например, атмосферного). Неоправданных повышенных потерь давления и, соответственно, мощности на участке между напорным каналом насоса и напорной полостью гидродвигателя при работе рассматриваемого гидропривода с попутной нагрузкой на выходном звене гидродвигателя, можно избежать путем шунтирования в указанном случае напор# ного рабочего окна дросселирующего гидрораспределителя посредством рабо# чего окна дополнительного направляющего гидрораспределителя (см. рис. 1). Если при этом давление в сливной поло# сти гидродвигателя в соответствии с сигна# лом датчика давления, присоединенного к сливной полости, меньше установленного значения Δpсп перепада (потерь) давления на участке гидропривода между сливной рабочей полостью гидродвигателя и гидро# баком (включая перепад давления на слив# ном рабочем окне дросселирующего гидрораспределителя), минимально необ# ходимого для решения задач регулирова# ния контролируемого параметра, то с уче# том сигнала обратной связи (о фактичес# ком значении давления в сливной полости гидродвигателя), поступающего в контрол# лер от вышеуказанного датчика давления, в контроллере формируется управляющий электрический сигнал для регулятора рабо# чего объема насоса, обеспечивающий достижение в сливной полости гидродвига# теля давления Δpсп. В данном случае дав# ление в напорном канале насоса опреде# ляется, главным образом, значением Δpсп, соотношением характерных геометричес# ких размеров гидродвигателя со стороны его напорной и сливной рабочих полостей и потерями давления на участке гидропри# вода от напорного канала насоса до напор# ной полости гидродвигателя, которые в рас# сматриваемой ситуации меньше значения Δpнп, как минимум, на величину разности между установленным перепадом давления на напорном рабочем окне дросселирую# щего гидрораспределителя, минимально необходимом для решения задач регули# рования контролируемого параметра, и перепадом давления, имеющим место при протекании жидкости через рабочее окно направляющего гидрораспределителя. Если под действием попутной нагрузки, действующей на выходное звено гидродви# гателя, в сливной полости последнего со# здается давление, не меньшее значения Δpсп, то с учетом сигнала обратной связи (о фактическом значении давления в на# порной полости гидродвигателя), поступаю# щего в контроллер от датчика давления,

HPD

7

присоединенного к напорной полости, в контроллере формируется управляющий электрический сигнал для регулятора рабо# чего объема насоса, обеспечивающий поддержание в напорной полости гидро# двигателя заданного значения давления pмин, исключающего нарушение сплошно# сти (разрыв потока) рабочей жидкости в этой полости. В данном случае в силу ма# лости потерь давления при протекании ра# бочей жидкости через рабочее окно на# правляющего гидрораспределителя и ма# лости значения давления pмин (которое по из# быточной шкале измерения давления, мо# жет быть принято, например, равным нулю) давление в напорном канале насоса и, соответственно, потребляемая насосом мощность являются незначительными. Для исключения возможности неуправ# ляемого движения выходного звена гидро# двигателя под действием попутной нагруз# ки в гидроприводе могут использоваться дополнительные гидроаппараты, выпол# няющие функции тормозных устройств, например, тормозные клапаны (рис. 2). Применение в составе гидропривода тормозных клапанов также влечет за собой необходимость внесения определенных изменений в управление гидроприводом. При указанной структуре гидропривода вычисление необходимого значения давле# ния pн в напорном канале насоса произво# дится в контроллере как наибольшего из двух значений pн1 и pн2: pн = max(pн1, pн2), где pн1 = pнп + Δpнп; pн2 = pт.кл + Δpнп; pт.кл – давление открытия проходного сечения тормозного клапана, установлен# ного на выходе из сливной полости гидро# двигателя. В соответствии с вышеизложенным воз# можность работы гидропривода с машинно# дроссельным управлением, чувствитель# ного к нагрузке, при попутной нагрузке на выходном звене гидродвигателя требует внесения определенных корректив, зави# сящих от структуры гидропривода, в алго# ритм регулирования давления в напорном канале насоса, от которого осуществляется питание гидропривода. Литература 1. Гойдо М.Е. Некоторые пути повышения КПД объемных гидроприводов с управлением // Гидравлика. Пневматика. Приводы. 2013. № 2. С. 7#12.

2. Casey B. Understanding load#sensing control // Machinery lubrication. 2006. № 3.

3. Lovrec D., Deticek E., Faber F. Electro hydraulic load#sensing with closed#loop controlled actuators — theoretical background // Advances in production engineering & management. 2009. № 4. P. 93#104.

тел.: +7 (351) 7%750%172 тел./факс: +7 (351) 7%750%168 е%mail: goido@cheltec.ru www.cheltec.ru

8

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

¹ 3/32 2020

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

HPD

9

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГИДРОЦИЛИНДРЫ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИИ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ Сегодня практически нет промышленных производств, где для преобразования энергии в линейное движение механизмов не используются гидравлические цилиндры или объемный гидропривод. В металлургии и гидротехнических сооружениях к гидроцилиндрам предъявляются повышенные требования по надежности и удельной мощности. Такие специальные гидроцилиндры входят в программу поставок компании «ПНЕВМАКС».

В сталеплавильных и конверторных производствах гидроцилиндры должны работать в условиях очень высоких температур. Для таких условий мы предлагаем специальные гидроцилиндры с двойной рубашкой и принудительным водяным охлаждением. Жаропрочная сталь, высокотемпературные уплотнения и специальные скребки очистки штока позволяют цилиндрам эффективно работать со встроенными системами положения штока, чувствительными к высоким температурам.

Исключением по частоте работы являются гидроцилиндры регулирования гидравлических турбин разных типов. Такие гидроцилиндры должны обеспечить высокую динамику и осцилляцию движения при знакопеременных нагрузках без повреждений штока и утечек в течение многих лет. Гидроцилиндры для гидротехнических сооружений работают в среде повышенной влажности или даже под водой. В этих случаях необходимо использование специальных покрытий штока и специальных сталей для штока. В цилиндрах с диаметром штока до 200 мм и ходом до 2 м исполнение штока из нержавеющей или кислотостойкой стали со специальным покрытием хромом не является редкостью. При больших типоразмерах штоков ПНЕВМАКС предлагает штоки из легированной стали со с п е ц и а л ь н ы м и антикоррозионными покрытиями. В случае и с п о л ь з о в а н и я гидроцилиндров на гидротехнических сооружениях с морской водой применяется наплавление нержавеющей стали. Гидроцилиндры компании ПНЕВМАКС отвечают всем современным требованиям, предъявляемым к специальным цилиндрам для металлургии и гидротехнических сооружений: · использование решений от лидеров рынка по уплотнениям Trelleborg, Freudenberg и SKF; · применение последних технологий по покрытиям штоков: двойной хром, никель#хром, керамические покрытия и даже использование современной технологии HVOF – высокоскоростного напыления карбидов металлов на поверхность штока (для работы на гидротехнических сооружениях с пресной водой без ограничений); · разработка комплексного решения (поставка вместе с гидроблоком или гидростанцией с системой управления), реализованного на производственной площадке ПНЕВМАКС; · опыт разработки новых специальных цилиндров для разного рода задач. Большой опыт разработки специальных цилиндров под различные задачи позволяет компании ПНЕВМАКС успешно проектировать и поставлять специальные гидравлические цилиндры и системы для высокоответственных областей применения.

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ Для гидротехнических сооружений вопрос надежности приводов стоит, пожалуй, даже более остро, чем в металлургии. Работоспособность шлюза на реке, закрытие дамбы при наводнении или предотвращение разгона гидравлической турбины – это вопросы безопасности регионального масштаба. Гидроцилиндры в качестве привода гидротехнических сооружений отвечают требованиям надежности и обеспечения больших усилий, а использование обратной связи по положению гарантирует полный контроль за движением механизмов. Дамбы, шлюзы, разводные мосты используют гидравлические цилиндры больших типоразмеров для управления затворами, воротами или разводными частями. Особенность работы гидроцилиндров в гидротехнических сооружениях – это относительно малое количество циклов работы в год (по сравнению с металлургией), но здесь важно обеспечить гарантированное срабатывание гидроцилиндров в любое время года, когда это необходимо.

© ООО «ПНЕВМАКС» 141402, Россия, Химки, Коммунальный проезд, вл. 30 тел.: +7 (495) 739 39 99 e mail: mail@pneumax.ru http://www.pneumax.ru

МЕТАЛЛУРГИЯ В связи с непрерывностью многих технологических процессов в металлургии основное требование к приводам – бесперебойная работа 24 часа в сутки с полугодовым/годовым обслуживанием в период ППР. Дополнительно следует учитывать, что условия, в которых гидроцилиндры должны работать, экстремальные. Например, гидронажимные устройства листопрокатных производств (ГНУ), работая в условиях высокой температуры при воздействии воды и пара, должны обеспечивать постоянное усилие прижима валков. Режим работы ГНУ – постоянная высокочастотная осцилляция поршня/штока цилиндра с малыми амплитудами и с усилиями, достигающими 4000 Мн и выше. Для обеспечения высокого качества продукта гидроцилиндры используют датчики обратной связи по положению. Тяжелые условия работы ГНУ требуют использования легированных конструкционных сталей для корпуса и штока цилиндра. Для противодействия износу штока, в связи с осцилляцией, необходимо применять специальные системы уплотнений и подшипников скольжения с низким трением, а также специальные покрытия для штоков для защиты от коррозии и износа. Для высокой твердости используются различные методы упрочнения поверхности штоков больших цилиндров. Помимо ТВЧ ПНЕВМАКС предлагает цементацию или азотирование, в зависимости от условий работы и требований к поверхности.

10

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

¹ 3/32 2020

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

HPD

11

УДК 621.65

ВЛИЯНИЕ ГЛУБОКОЙ ПОДРЕЗКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПО НАРУЖНОМУ ДИАМЕТРУ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА Елин Александр Валерьевич, кандидат технических наук, доцент, (elin@hms.ru) Российская Федерация, г. Москва, ООО «УК «Группа ГМС» В статье рассмотрены вопросы прогнозирования характеристик центробежного насоса при подрезке его рабочего колеса по наружному диаметру. В результате аналитического исследования установлено, что ограничение выборки насосов для анализа глубоких подрезок рабочих колес насосами, отвечающими сформулированным критериям идентичности, не привело к уменьшению разброса коэффициентов пересчета основных параметров насосов. Применительно к основным этапам жизненного цикла конструкции центробежного насоса выполнена оценка рисков ошибочного прогнозирования подрезки его рабочего колеса и определены компенсирующие мероприятия по их минимизации. Введение Подрезка рабочего колеса по наружному диаметру широко используется на различных стадиях жизненного цикла конструкции центро# бежного насоса. Так еще на этапе выполнения НИОКР по разработке конструкции базового насоса в составе продуктовой насосной линейки подрезка рабочего колеса является основным способом изменения напорной характеристики базового насоса внутри его индивидуального поля Q#H от верхней до нижней границы поля, фактически представ# ляя собой основополагающий механизм формирования сводного поля Q#H всей продуктовой насосной линейки [1]. Далее, в ходе разработки программ автоматизиро# ванного подбора насосного оборудования, подрезка рабочего колеса выступает основ# ным способом обеспечения базовым насо# сом из продуктовой насосной линейки рас# четной точки, требуемой по опросному листу [2]. На этапе производства подрезка рабочего колеса является основным спосо# бом доводки напорной характеристики изго# товленного насоса до требований техничес# кого задания в случае превышения напора по результатам предварительных заводских испытаний на стенде [3]. И, наконец, на этапе эксплуатации подрезка рабочего колеса была и остается основным способом коррек# тировки напорной характеристики насоса под фактическую характеристику сети той технологической системы, в которой он установлен [4]. При этом необходимо отме# тить, что на двух последних этапах подрезка рабочего колеса одноступенчатого либо рабочих колес многоступенчатого центро# бежного насоса является по своей сути до# вольно затратной многооперационной тех# нологической процедурой с использованием специального станочного оборудования и слесарных инструментов. На практике используются различные вари# анты исполнения подрезки рабочего колеса [5, 6]. Обточка лопастей без обточки дисков применяется в центробежных насосах с отво# дящими устройствами в виде направляющих аппаратов. Одновременная обточка лопас# тей и дисков применяется для центробежных насосов со спиральными отводами. Выбор способа обточки самих лопастей зависит от их типа (радиальные либо простран# ственные), величины коэффициента быстро# ходности и требований к форме напорной характеристики насоса.

Допускаемая глубина подрезки рабочего колеса зависит от типа отводящего устрой# ства, коэффициента быстроходности, а так# же требований к величине КПД и форме напорной характеристики центробежного насоса [5, 7]. Ее значение может колебаться в значительных пределах даже для однотип# ных проточных частей (рис. 1). На рисунке 2 перечислены геометри# ческие параметры проточной части, кине#

матические параметры потока, а также составляющие потерь мощности в центро# бежном насосе, которые изменяются при подрезке его рабочего колеса по наружно# му диаметру. Как следствие, подрезка рабочего колеса оказывает существенное влияние на все основные характеристики центробежного насоса, приводя к уменьшению его подачи и напора, а в подавляющем большинстве

Рис. 1. Максимальная глубина подрезки рабочих колес многоступенчатых спиральных насосов, допускаемая различными насосопроизводителями.

Рис. 2. Параметры проточной части и потери мощности в центробежном насосе, изменяемые при подрезке его рабочего колеса по наружному диаметру .

12

HPD

случаев и к снижению КПД в оптимальном режиме [5#7]. Данные о преимущественном характере влияния подрезки рабочего колеса на кави# тационный запас и крутизну напорной харак# теристики насоса на оптимальном режиме в общедоступных источниках информации отсутствуют. Это дает основание полагать, что такое влияние неоднозначное. Ввиду несоблюдения законов гидродина# мического подобия при подрезке рабочего колеса центробежного насоса для прогнози# рования его рабочих характеристик исполь# зуются зависимости, которые не являются следствием теории подобия, но приближенно соответствуют опытным данным [8, 9]. Обилие опубликованных методических рекомендаций к расчетам подрезок рабочего колеса центро# бежного насоса в виду их достаточной услов# ности и сравнительной противоречивости зачастую усложняет выбор количественных значений коэффициентов пересчета характе# ристик для конкретно взятого случая. И если среди нормативных рекомендаций еще можно найти некое единство [3, 10#12], то корпора# тивные рекомендации ведущих мировых насо# сопроизводителей существенно разнятся [13#15]. Эмпирические формулы, полученные в результате специальных НИР [16, 17], в свою очередь также оказываются малоинформа# тивными и фактически невостребованными для общего использования из#за отсутствия в публикациях достаточных данных по геометрии проточных частей насосов, взятых в качестве объектов исследования. Ввиду этого на прак# тике наибольшее распространение получили авторские рекомендации пересчета характе# ристик центробежных насосов при подрезке рабочего колеса. Так на постсоветском про# странстве, в первую очередь, нашли приме# нение рекомендации из монографии [18]. Постановка цели, формулировка задач и выбор объектов исследования Вследствие неоднозначной ситуации с известными методическими рекомендациями к расчету подрезки рабочего колеса центро# бежного насоса была высказана гипотеза о том, что основная причина их существенных отличий состоит в недостаточной идентично# сти насосов, на основании анализа харак# теристик которых эти рекомендации были сформулированы. С целью проверки данной гипотезы для отдельных выборок идентичных центробеж# ных насосов в широком диапазоне коэффи# циентов быстроходности было выполнено аналитическое исследование фактической картины влияния на основные характеристики насоса глубокой подрезки рабочего колеса по наружному диаметру, как наиболее чре# ватой негативными последствиями, вызван# ными ошибками пересчета. В результате исследования для идентич# ных центробежных насосов предполагалось: • уточнить картину влияния глубокой под# резки рабочего колеса на коэффициенты пе# ресчета подачи, напора и максимального КПД насоса; • установить картину влияния глубокой подрезки рабочего колеса на коэффициенты

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

Рис. 3. Максимально допускаемая глубина подрезки по наружному диаметру рабочего колеса насосов типа Omega и RDLO производства компании KSB в зависимости от коэффициента быстроходности.

Рис. 4. Пример влияния глубокой подрезки рабочего колеса по наружному диаметру на коэффициент пересчета подачи для идентичных центробежных насосов.

Рис. 5. Пример влияния глубокой подрезки рабочего колеса по наружному диаметру на коэффициент пересчета напора для идентичных центробежных насосов.

¹ 3/32 2020

пересчета кавитационного запаса и крутизны напорной характеристики насоса на опти# мальной подаче; • выполнить оценку рисков ошибочного прогнозирования глубокой подрезки рабо# чего колеса насоса по наружному диаметру применительно к различным этапам жиз# ненного цикла конструкции центробежного насоса. В ходе исследования анализировались ката# ложные рабочие характеристики идентичных центробежных насосов различных производи# телей с исходным рабочим колесом и с рабо# чим колесом, подрезанным на максимально допускаемую производителем глубину. Отбор насосов для анализа выполнялся на основе условно принятых критериев их идентичности, а именно: – аналогичное назначение; – единое конструктивное исполнение; – понятийно общие подходы, заложенные разработчиками при проектировании проточной части насосов в рамках одной школы насосостроения; – близкий уровень максимально допус# каемой глубины подрезки рабочих колес насосов по наружному диаметру. Пример влияния глубокой подрезки рабочего колеса на рабочие характеристики идентичных центробежных насосов Далее в статье приведены результаты анализа, полученные для одноступенчатых насосов с рабочим колесом двустороннего входа, входящих в состав продуктовых линеек Omega и RDLO для воды производства ком# пании KSB [19, 20]. Насосы данных типораз# меров разработаны в рамках единых подхо# дов консервативной немецкой школы насосо# строения и имеют сравнительно близкий уро# вень максимально допускаемой глубины подрезки рабочих колес (см. рис. 3). Влияние глубокой подрезки рабочего колеса насосов типа Omega и RDLO на коэффици# енты пересчета подачи, напора, максималь# ного КПД, а также кавитационного запаса и крутизны напорной характеристики на опти# мальной подаче, проиллюстрировано на рисунках 4÷8, соответственно. На рисунке 9 в табличном виде представ# лены диапазоны фактических значений коэф# фициентов пересчета параметров проанали# зированных идентичных насосов типа Omega и RDLO с различной быстроходностью. Согласно рисунку 9 имеет место суще# ственный разброс значений коэффициентов пересчета при любых сравнениях: – для одной быстроходности в рамках одной продуктовой линейки; – для одной быстроходности при разных продуктовых линейках; – для различных быстроходностей в рам# ках одной продуктовой линейки; – для различных быстроходностей при разных продуктовых линейках. Таким образом, на примере насосов про# дуктовых линеек Omega и RDLO производ# ства компании KSB можно констатировать, что выбор насосов, отвечающих сформули# рованным выше критериям идентичности, для

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

HPD

13

Рис. 6. Пример влияния глубокой подрезки рабочего колеса по наружному диаметру на коэффициент пересчета максимального КПД для идентичных центробежных насосов.

Рис. 7. Пример влияния глубокой подрезки рабочего колеса по наружному диаметру на коэффициент пересчета кавитационного запаса для идентичных центробежных насосов.

Рис. 8. Пример влияния глубокой подрезки рабочего колеса по наружному диаметру на коэффициент пересчета крутизны напорной характеристики для идентичных центробежных насосов.

14

HPD

анализа глубоких подрезок рабочих колес не привел к уменьшению разброса коэффициен# тов пересчета основных параметров насоса. Результаты, аналогичные вышеприведен# ным, были получены и для иных выборок иден# тичных центробежных насосов различных производителей. С учетом этого представля# ется актуальным и необходимым выполнение оценки рисков ошибочного прогнозирования глубокой подрезки рабочего колеса насоса по наружному диаметру. Вариант такой оценки применительно к различным этапам жизненного цикла конструкции центробеж# ного насоса представлен на рисунке 10. Выводы 1. В результате анализа каталожных характеристик отдельных выборок идентичных центробежных насосов установлен значитель# ный разброс фактических коэффициентов пересчета подачи, напора, максимального КПД, а также кавитационного запаса и кру# тизны напорной характеристики на оптималь# ной подаче при глубокой подрезке рабочих колес по наружному диаметру.

2. Оценка рисков ошибочного прогнози# рования глубокой подрезки рабочего колеса является актуальной как для производителей, так и для потребителей центробежных насосов.

3. Включение нескольких последовательных подрезок лучшего рабочего колеса по на# ружному диаметру в программу каждой из экспериментальных НИР по отработке модель# ных проточных частей базовых насосов в составе продуктовых линеек является наибо# лее эффективным компенсирующим мероп# риятием, исключающим риски ошибочного

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

прогнозирования глубокой подрезки рабо# чего колеса всех этапах жизненного цикла конструкции центробежного насоса. Список литературы 1. Елин А.В., Твердохлеб И.Б. Методология формирования типоразмерных рядов центро# бежных насосов Группы ГМС // Инженерный сетевой журнал «Гидравлика». 2017. № 4. http://hydrojournal.ru/item/70#metodologiya# formirovaniya#tiporazmernykh#ryadov# tsentrobezhnykh#nasosov#gruppy#gms.pdf (дата обращения 11.11.2019).

2. Елин А.В. Методология и особенности подготовки технических предложений на промышленное насосное оборудование Группы ГМС // 18#я международная научно# техническая конференция «ECOPUMP# RUS’2019. Энергоэффективность и иннова# ции в насосостроении» (Россия, Москва, 24 октября, 2019): сборник докладов. М.: ООО «Цифра 101». 2019. С. 24#32.

3. ГОСТ 6134#2007 (ИСО 9906:1999). Насосы динамические. Методы испытаний. Введ. 2008#06#01. М.: Изд#во стандартов. 2008.

4. Давиденко А., Елин В., Елин А. Снижение стоимости жизненного цикла насосного оборудования, эксплуатируемого в суще# ствующих гидравлических системах // Насосы и оборудование. 2009. № 2. С. 42#45.

5. Guelich J.F. Centrifugal pumps. 2#th edition. Springer, 2010.

6. Davood Khoeini, Mohammad Reza Tavakoli. Flow characteristics of a centrifugal pump with different impeller trimming methods // Belgrade Faculty of Mechanical Engineering Transaction, 2018, Vol. 46. P. 463#468.

Рис. 9. Диапазоны значений коэффициентов пересчета параметров при глубоких подрезках рабочего колеса насосов типа Omega и RDLO с различной быстроходностью.

Рис. 10. Вариант оценки рисков ошибочного прогнозирования глубокой подрезки рабочего колеса центробежного насоса по наружному диаметру.

¹ 3/32 2020

7. Колпаков Л.Г. Центробежные насосы магистральных нефтепроводов. М.: Недра.

1985.

8. Кондратьев А.С. О формуле подобия при обточке рабочих колес центробежных насосов // Известия МГТУ «МАМИ», Сер. «Транспортные средства и энергетические установки». 2014. № 3 (21). Т. 1. C. 20#22.

9. Ломакин Д.А., Коротков В.В. Корректи# ровка характеристик центробежных насосов за счет подрезки рабочего колеса // Акту# альные проблемы гуманитарных и естествен# ных наук. 2017. № 4#3. C. 51#55.

10. МУ 34#70#011#82. Методические указания по испытаниям конденсатных насо# сов в схеме паротурбинных электростанций. Введ. 1982#06#01. М.: СПО Союзтехэнерго.

1982.

11. СО 34.26.731. Рекомендации по по# вышению надежности работы регулирующих питательных клапанов котлов и снижению расхода электроэнергии на привод питатель# ных электронасосов на ТЭС с поперечными связями. Введ. 1983#12#22. М.: СПО Союз# техэнерго. 1987.

12. Energy efficiency and renewable energy.

Pumping systems tip sheet #7. Trim or replace impellers on oversized pumps. U.S. Department of energy, 2006. http://osti.gov/biblio/ 1216320#trim#replace#impellers#oversized# pumps#pumping#systems#tip#sheet.pdf (дата обращения 11.11.2019).

13. Sulzer centrifugal pump handbook.

Winterthur, Switzerland. Third edition.

14. Расчет параметров центробежных насосов: пособие фирмы KSB. http:// rsnasos.ru/info/ksb#rassch#param#centrobej# nasosov.pdf (дата обращения 11.11.2019).

15. Termomeccanica centrifugal pump handbook. Italy, Perugia, La Spezia. 2003.

16. Wen#Guang Li. Impeller Trimming of an Industrial Centrifugal Viscous Oil Pumps // Advanced Design and Manufacturing Technology. 2011. Vol. 5, no. 1. http:// researchgate.net/publication/ 267265297_Impeller_Trimming_of_an_Industrial_ Centrifugal_Viscous_Oil_Pump.pdf (дата об# ращения 11.11.2019).

17. Попов В.М. Шахтные насосы (теория, расчет и эксплуатация). Справочное пособ. М.: Недра, 1993.

18. Степанов А.И. Центробежные и осе# вые насосы. М.: Машгиз, 1960.

19. Omega / Omega V. KSB offer curves.

1384.450/4#90. http://promhimtech.ru/wp# content/uploads/2016/06/Гидравлические# характеристики#Omega#анг#1.pdf (дата об# ращения 11.11.2019).

20. RDLO / RDLO V. KSB performance curve booklet. RDLO#KH 1387/450#90. http:// ru.scribd.com/document/129567426/rdlo# curvas#50#Hz#pdf (дата обращения 11.11.2019). ################################# По материалам публикации в электронном научно%техническом интернет%журнале «Гидравлика» № 10, апрель 2020 http://hydrojournal.ru http://hydrojournal.ru/images/JOURNAL/NUMBER10/ Elin.pdf (дата обращения 11.11.2020)

¹ 3/32 2020

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

HPD

15

16

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА CAMOZZI ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ Илюхин В. Н., к.т.н. Учебно#научный центр ООО «Камоцци Пневматика» 1. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА В России еще в 1799 году профессор фармацевтической химии и фармации Московского университета Иоганн Иаков Биндгейм разработал способ получения сахара из сахарной свеклы. В своей статье «Опыты и наблюдения о домашнем приготовлении сахару в России, а особливо из свекловицы» он описал основные составляю# щие сахарного производства. В 1799÷1801 Яков Степанович Есипов разработал технологию получения сахара из свеклы в промышлен# ных условиях, впервые используя способ очистки свекловичного сока известью, применяемый и по сей день.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРА ИЗ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Сахарная свекла (Betavulgaris) относится к двулетним растениям, мясистый корнеплод формируется в первый год. Корнеплоды могут храниться без потерь сахарозы в течение нескольких недель перед отправкой на перерабатывающий завод, где свеклу промывают и нарезают, сахарный сироп извлекается горячей водой путем диффузии. Схема технологического процесса на сахарном заводе представлена на рисунке.

помощи центрифуг, пуская во вращающийся барабан центрифуги только что выпущенный утфель (горячее пробеливание), или давая ему охладиться (холодное пробеливание), причем он застывает в твердую массу, которую необходимо размешать для придания ей однородности с целью равномерной нагрузки центрифуги, что производится в приборах – утфелемешателях. Наполненный утфелем барабан центрифуги выбрасывает через сетчатые стенки патоку (первый оттёк) и удерживает кристаллы сахара, которые пробеливают или сперва клерсом, или напрямую паром (на выпаривателях), обмывающим удержавшуюся на кристаллах патоку; эту часть стекающей жидкости обыкновенно собирают отдельно (второй оттёк). По окончании пробелки кристаллы сахара, составляющего так называемый белый песок или первый продукт, вынимают из центрифуги и высушивают, пропуская через вращающиеся цилиндры, через которые проходит струя нагретого воздуха. Основные среды, виды рекомендуемой трубо# проводной арматуры (ТПА), используемые на сахар# ных заводах, сведены в таблицу 1. Рассмотрим отдельные технологические среды и применяемую для них ТПА более подробно. Вода, диффузионный сок, вакуум: эти среды используются на выпаривателях. В этой части техно# логии нет жестких требований к температуре рабо# чего тела, кислотности, давлению, что позволяет применять простейшие дископоворотные затворы с уплотнением EPDM, их диск сделан из нержавею# щей стали, корпус – из чугуна.

Сок с диффузионных аппаратов проходит через мерники, потом его для отделения от увлеченных частичек мякоти пропускают через фильтры. После этого сок подогревается до +60°С в решоферах, – в котлах, снабженных трубками, через которые проходит сок, а в пространство между трубками пропускают пар; после этого сок поступает в дефекаторы и несколько раз подвергается очистке известью (процесс дефекации) и затем углекислым газом (процесс сатурации).

3. ОСНОВНЫЕ РАБОЧИЕ СРЕДЫ Опишем технологический процесс получения сахара из свеклы с точки зрения технологических сред. Очищенный указанными средствами сок освобождается от примесей и его можно простым выпариванием довести до такой концентрации, при которой из уваренной массы будут осаждаться кристаллы сахара. Сгущенный сок или сироп, называемый утфелем (Hutfüllmasse), при процеживании подвергается окончательному увариванию в вакуум#аппаратах. Отделение кристаллов от патоки производят при Таблица 1. Основные технологические среды на сахарных заводах, виды рекомендуемой ТПА, привода, датчики и позиционеры № Технологическая Температура, п/п среда °С 1

Вода

+5…+100

2

Свекольная стружка с водой Сок Утфель Вакуум Пар Известковое молоко

+5…+20

3 4 5 6 7

+5…+100 до +100 до +80 до +135 +15…+30

Виды Привод ТПА Датчики Позиционер применяемой конечных ТПА положений Дископоворотный Ручной/ Да Да Пневматический Шиберная Пневматический Да Нет задвижка Дископоворотный Пневматический Да Да Дископоворотный Пневматический Да Нет Дископоворотный Пневматический Да Нет Дископоворотный Пневматический Да Да Шланговый затвор, Пневматический Да Да Арматура из сталей Duplex/SuperDuplex

Утфель: основные запорные элементы на данной среде – дисковые затворы на загрузке (загружаемая среда – сок) и такие же на выгрузке. Выгрузка производится самоте# ком из нижней части вакуум#аппарата. При этом диаметр отверстия выгрузки может быть до 500 мм (обычно 300#400). Устанавливаемые затворы требуют большего момента на валу с целью «срыва» диска с уплотнения, т.к. при простое дископоворотного элемента в закры# том положении происходит затвердевание рабочей среды и прили# пание диска к уплотнительному элементу ТПА. Наилучший практи# ческий результат дает установка затворов, работающих на давлении PN 16 бар, для которых пневмопривод выбирается на 1#2 типо# размера больше, чтобы обеспечить момент страгивания после прилипания, существенно больший номинального. Подходящие изделия для таких сред, как вода, диффузионный сок и утфель из каталога трубопроводной арматуры Камоцци: серия SG376XE – затворы, используемые с приводом односторон# него действия и серия DG376XE – затворы с приводом двусторон# него действия. Применяемые диаметры от DN 40 мм до DN 600 мм (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_375_376_377.pdf).

А Б

В Г А – Серия SG376XE – затворы, используемые с приводом одностороннего действия. Б – Серия DG376XE – затворы с приводом двустороннего действия. В – Серия BW***D1%16C3DY37W. Г – Шланговый затвор с пневмоприводом.

¹ 3/32 2020

Пар: применяется в технологии для нагрева сиропа и сока до температуры, близкой к температуре кипения. Пар подается к выпа# ривателям и вакуум#аппаратам через регулирующие клапаны. С котельной завода обычно выходит пар с температурой 136#140°С на первом этапе, поэтому многие специалисты КИПиА опасаются использовать стандартные затворы из#за опасности скачка температуры. В этих случаях могут применяться и часто используются дископоворотные затворы двух# или трехэкс# центриковые с уплотнением Металл#Металл или Металл#Графит. В каталоге Камоцци можно найти подходящие серии: BW***D1#16C3DY37W (Металл#Графит, до +300°С) (где *** – размер в мм) применяются с приводом одно# или двустороннего действия (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_bw.pdf). В случае стабильной работы котельной – отсутствия скачков температуры допустимо применение стандартных затворов Серии 376 с уплотнением из силикона (температура до 160 °С) (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_375_376_377.pdf). Отбеливающие среды. Для получения чистого сахара применя# ется известковое молоко (известь, смешанная с водой). Совокупность свойств данной среды – химическая активность и высокая абразив# ность – очень часто делает выбор элементов ТПА нетривиальным. Для регулирования потока применяются различные регулирующие клапаны (DN от 15 мм до 50 мм). Чаще всего на небольших заводах известковое молоко подается «самотеком» или под небольшим давлением до 1 бара. В этих случаях могут применяться практически любые запорные элементы – шаровой кран, дисковый затвор и т.д. При увеличении давления стойкость запорного узла в составе клапана резко снижается. Шаровой кран может работать от нескольких дней до нескольких недель. Дисковый затвор имеет больший жизнен# ный цикл, однако, недостаточный для требуемых жестких условий эксплуатации. При применении в конструкции арматуры высокопроч# ных коррозионностойких сталей типа Duplex/SuperDuplex можно существенно увеличить ее жизненный цикл (в зависимости от условий эксплуатации). Наилучшим решением является применение для данной среды шланговых затворов. Данное решение на этапе капитальных вложе# ний может показаться более дорогостоящим, но в процессе эксплу# атации и ремонта себя многократно окупает: основной элемент, выходящий из строя, – шланг – легко заменяется на новый, а его цена не высока.

4. ПРИВОДЫ ДЛЯ ТПА Для перемещения запорно#регулирующего элемента ТПА часто применяют пневматический привод из#за его высокой надежности и простоты управления. В каталоге Камоцци можно найти как приводы с передачей рейка#шестерня, так и с кулисным механизмом. Применение последнего обосновано, когда требуется минимизировать раз# меры привода, т.к. особенности передачи позволяют получить больший крутящий момент при страгивании в крайних положениях (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_dan.pdf) в сравнении с одно# размерным приводом Серии CA (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/ series_ca_ru.pdf).

Пневмопривод с механизмом шестерня%рейка.

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

Пневмопривод с кулисным механизмом.

5. РЕГУЛИРОВАНИЕ СРЕД В УСЛОВИЯХ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ Не все элементы трубопроводной арматуры работают в режиме отсечения потока. Типовой средой, требующей регулирования, является пар. Учитывая, что основные характеристики этой среды – рабочая температура и рабочее давление невысоки, функцию арматуры выполняют дисковые затворы, а простейшим средством регулирования потоков среды на применяемой регулирующей арматуре являются электропневматические позиционеры поворот# ного типа. Для модернизации старых заводов, где управляющим

17

сигналом для угла поворота пневматических позиционеров был сигнал по давлению в диапазоне 0,2…1,0 бар, применяют Серию Р (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_p_e.pdf). Стоит отметить, что большинство российских сахарных заводов применяют стандартизированный сигнал управления по току 4…20 мА, такие позиционеры называются электропневматическими и встречаются в сериях Е, СС600R, YT1000R. Кодировки позиционеров Камоцци: ERD#NAF#N#53 – для привода двустороннего действия.

ERS#NAF#N#53 – для привода одностороннего действия.

CC600RN15S0 – для привода двустороннего и одностороннего действия.

Позиционер серии Р.

Позиционер серии СС600R.

6. ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕВЫХ ДАТЧИКОВ В СОСТАВЕ ТПА Использование сигнала обратной связи на позиционерах обычно не предусмотрено, хотя и является возможным, т.к. служба КИПиА отслеживает параметры среды не по положению затвора, а по па# раметрам внешнего контура регулирования, в который он включен: температура среды, концентрация раствора, показания расходомера, плотность. Другое дело – знание о крайних открытом или закрытом положе# ниях запорной арматуры, часто является критически важным для исключения аварий и технологического процесса в целом. Как следствие, практически все приводы, установленные на запорных элементах, снабжаются датчиками положения. Чаще всего это механические выключатели, собранные в едином блоке и установлен# ные по стандарту Namur на верхнюю часть привода. Эти блоки получили название Свитчбоксы (от англ. «switch#box») и могут быть выполнены в корпусе из технополимера – Серия SBT и алюминиевом корпусе – Серия SBA200M2. На некоторых заводах предпочитают механическому типу выключателей индуктивные, как более устой# чивые к вибрационным нагрузкам Серии SBA200I23, SIP702L0#2H (http://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_accessorize_01.pdf). Свитчбокс SBA%200I23 в алюминиевом корпусе.

Свитчбокс SBT%012H0%2H в корпусе из технополимера.

Сложные жесткие рабочие среды на сахарных заводах очень часто приводят к фатальным ошибкам при выборе и установке запорных и регулирующих элементов. Компания Камоцци является надежным многолетним поставщиком ТПА для более чем 50 сахарных заводов в России. Отраслевые инженеры Камоцци помогут не только в под# боре аналогов элементов, но предложат улучшенные технические решения как в области материалов и уплотнений, так и типов запорной и регулирующей арматуры и приводов управления, обеспечив высокие требования к наработке на отказ, ремонто# пригодности и ресурсу. Учебно#научный центр ООО «Камоцци Пневматика» Тел./факс: (495) 786#65#85 www.camozzi.ru did.camozzi.ru

¹ 3/32 2020

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

HPD

19

Bauer TorqueControl4.0 – 130 лет опыта, воплощенные в интеллектуальном приводе Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором был изобретен еще в 1889 году. 130 лет спустя электродвигатели этого типа являются наиболее популярным стандартным решением в промышленных отраслях. Технология TorqueControl4.0 от Bauer позволила преобразовать асинхронный мотор*редуктор пассивного типа в интеллектуальный привод, осуществляющий обмен важными данными по каналу ввода*вывода. Интегрирование мотор*редукторов в промышленный интернет вещей (IIoT) повышает точность и экономичность работы операторов, одновременно снижая затраты на электроэнергию и обслуживание. Преимущества IIoT хорошо известны производственникам из разных стран мира – они инвестируют средства в интеллектуаль# ные предприятия с целью совершенствования производственных процессов. Тем не менее, у большинства компаний малого и среднего бизнеса недостаточно средств для полного переоборудования предприятий. Сегодня, когда стало возможным интегрирование традиционных пассивных технологий в интел# лектуальную сеть, многие производственники задают вопрос: «Как модернизировать суще# ствующую инфраструктуру на моем предпри# ятии?» Когда наш давний клиент задал нам именно этот вопрос, компания Bauer Gear Motor вступила в эпоху четвертой промышленной революции (Industry4.0). Инженер#разра# ботчик Саймон Сиболд (Simon Seybold) рассказывает: «Один из наших давних и посто# янных клиентов попросил нас найти альтер# нативу механическим предохранительным муфтам. Ему нужно было решение, которое обеспечило бы более эффективный контроль крутящего момента и управление конвейер# ными системами. В идеале решение должно было повышать производительность при работе и сокращать время реагирования при перегрузке по крутящему моменту. Нам очень скоро стало ясно, что для выполнения этих требований необходимо реализовать электронное решение, которое, кроме того, еще и позволит обмениваться данными в реальном времени с другими устройствами в облаке через канал ввода/вывода».

Механические ограничители крутящего момента защищают силовую передачу от сбоев при достижении определенного кру# тящего момента. Большинство из них осна# щаются датчиками, предупреждающими оператора о возникновении перегрузки. Однако в таких ситуациях требуется частичная разборка и последующая сборка механичес# кой муфты, что увеличивает простои. Кроме того, механическая система является авто# номной и отличается очень ограниченным диапазоном управления – возможно только включение или выключение. Технология TorqueControl4.0 от Bauer представляет собой интеллектуальное реше# ние для электронного управления, которое позволяет без больших затрат интегрировать все работающие от электрической сети мотор#редукторы Bauer в сеть Industry 4.0 без подключения преобразователя частоты. Система позволяет оператору точно зада# вать крутящий момент перегрузки в широком диапазоне и постоянно отслеживать рабо# чие характеристики. Это позволяет прово# дить профилактическое обслуживание при возникновении аномалий. Более того, при обнаружении перегрузки центральный кон# троллер может передавать данные на про# изводственную линию и переключать все оборудование в режим ожидания до устра# нения перегрузки. Затем, после решения проблемы, выполняется простой перезапуск системы по команде из сети. Благодаря возможности подключения TorqueControl4.0 к сети Industry 4.0 через канал ввода#вывода

Технология TorqueControl4.0 позволяет без больших затрат интегрировать все работающие от электрической сети мотор%редукторы Bauer в сеть Industry 4.0 без использования преобразователя частоты.

впервые в истории можно контролировать характеристики стандартных мотор#редукто# ров в реальном времени и немедленно реа# гировать на все изменения. Это, в свою оче# редь, повышает функциональность и произ# водительность мотор#редуктора, позволяет выполнять плавный пуск и остановку, а так# же оптимизирует магнитный момент двигателя независимо от нагрузки – благодаря чему КПД двигателя существенно повышается при частичной нагрузке. «Технология TorqueControl4.0 позволяет не только отслеживать рабочее состояние, часы работы, температуру и цикл нагрузки – она позволяет выполнять независимое от# ключение крутящего момента и получать такие важные данные, как сила тока, напря# жение или мощность. Можно задать пара# метры отключения привода при перегрузке. Быстрое реагирование, всего за несколько миллисекунд, позволит избежать поврежде# ния силовой передачи. Кроме того, опера# тор может ограничить пусковой ток так же, как и при традиционном плавном пуске. Непрерывный мониторинг точки нагрузки позволяет регулировать напряжение для эффективной работы привода даже при час# тичной нагрузке. По нашим расчетам в отдель# ных случаях это позволит повысить произво# дительность двигателей на 25%», – отмечает Саймон Сиболд. Технология TorqueControl4.0 реализована в клеммной коробке двигателя, т.е. двигатель сохраняет стандартную степень защиты IP. Система разработана для широкого спектра применений с потребительской мощностью до 2,2 кВт. Она особенно подходит для выпол# нения работ, включающих перемещение материалов, внутреннюю транспортировку или выполнение процессов под начальной нагрузкой, для которых требуется высокий КПД и плавная подача мощности. Технология TorqueControl4.0 позволяет интегрировать любые мотор#редукторы с электроприводом в IIoT без необходимости использования преобразователя частоты. Передача данных в центральную диспетчер# скую существенно повышает производитель# ность всей производственной линии. Это по# зволяет производственникам адаптировать существующие технологии к современным требованиям XXI века. Изображения, распространяемые в данной публикации, разрешается использовать только вместе с данной копией. Все права защищены.

Copyright ©2014%2020 DMA Europa Group Ltd. www.dmaeuropa.com www.bauergears.com

20

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

HPD

21

WITT 4.0 ДЛЯ ИНДУСТРИИ 4.0: ЦИФРОВИЗАЦИЯ В ДЕЙСТВИИ Вот уже 75 лет компания Witt*Gasetechnik, расположенная в Виттене, обеспечивает безопасность и эффективность промышленного использования газов. Газосмесители и анализаторы, регуляторы давления и клапаны – продукцию Witt можно найти в промышленном применении по всему миру. Но даже после трех четвертей века Витт все еще молод и современен. Персонал отдела исследований и разработок постоянно совершенствует и расширяет ассортимент продукции, тем самым реагируя на меняющиеся требования. Являясь инновационным лидером в области газовых технологий, Витт некоторое время назад запустил проект по оцифровке технологии безопасности газовых систем. Первоклассные промышленные клапаны с интегрированной высокотехнологичной сенсорной техникой и электронными компонентами – такова концепция WITT 4.0. Наряду с «умными» предохранительными клапанами, постепенно поднимаются на новый технический уровень и другие группы продукции. Например, интеллектуальные купольные регуляторы давления Witt, способные измерять давление и температуру газа, вычислять расход и передавать его в сеть в режиме реального времени, теперь являются неотъемлемой частью каталога продукции. ПЕРВЫЙ "УМНЫЙ" КУПОЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ 757 LE/S Купольные регуляторы давления имеют огромное значение для качества многих рабочих процессов: они обеспечивают посто# янное давление газа независимо от колебаний расхода, температуры и давления на входе. Однако до сих пор они не были подключены к цифровой сети, как почти все клапаны в газовой технологии. Выпущенный компанией Witt#Gasetechnik первый в мире купольный регулятор давле# ния 757 LE/S с интегрированной цифровой сенсорной технологией можно рассматри# вать как важную веху в создании цифровых сетей систем газовых технологий. Интеллектуальный купольный регулятор давления Witt измеряет входное и выходное давление, а также температуру газа на входе и выходе. До сих пор эти значения можно было измерять только с помощью дополни# тельных внешних датчиков и преобразовате# лей, которые должны были быть установлены отдельно в трубопроводе. Эта первая интег# рация позволяет получить гораздо более компактное, надежное и экономичное реше# ние. Еще одно уникальное преимущество: программное обеспечение в контроллере рассчитывает расход газа на основе записан# ных данных и предоставляет пользователю дополнительную ценную информацию о состоянии газовой установки. «Модель 757 LE/S – это первый регулятор давления с полностью интегрированной измерительной электроникой», # подчеркивает Эндрю Смарт, менеджер по продажам Witt. «Запатентованная собственная разработка содержит все датчики, необходимые для контроля регулирования давления и газоснаб# жения: для максимальной точности, после# довательности и безопасности в рабочем процессе». Измеренные и рассчитанные данные отображаются в режиме реального времени на небольшом дисплее клапана и через сете#

757 LE/S Smart

вое соединение отправляются в нужное место. Например, данные могут передаваться через телеметрические системы из баллонов с криогенным газом. Это позволяет ответ# ственным лицам быстро вмешаться в случае необходимости. Это обеспечивает макси# мальную эксплуатационную надежность, точ# ность технологических процессов и высокий уровень прозрачности. Несмотря на встроенные датчики, куполь# ный регулятор давления чрезвычайно ком# пактен, его также можно легко установить в трубопровод позднее. Купольные регуляторы давления Витт характеризуются превосходной стабильно# стью давления. При использовании купольных регуляторов давления других производителей кривая давления обычно падает, т.е. чем боль# ше газа потребляется, тем ниже становится доступное давление. С контроллерами Witt кривая давления остается практически неизмен# ной во всем возможном диапазоне отбора. Они также очень быстро реагируют на изменения давления на входе. Потери давления также чрезвычайно малы. Здесь регуляторы Witt также существенно отлича# ются от других регуляторов на рынке. Регуляторы 757 LE/S – это совершенно новое поколение клапанов для «Индустрии 4.0». ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН Предохранительные клапаны незаменимы в установках, работающих под давлением, для обеспечения качества и защиты человека и машины от несчастных случаев. Предохра# нительные клапаны Witt подпружинены и имеют прямое действие. Они автоматически сбрасывают избыточное давление с сосудов, трубопроводов и установок до того, как про# исходит авария. Если давление опускается ниже опасного порога, они автоматически закрываются снова. Новые интеллектуальные клапаны могут сделать еще больше: состояние клапана постоянно контролируется встроенными датчиками и передается по оптическим и цифровым сигналам. Предохранительный клапан для газов со встроенной сенсорной техникой и коммуникационным интерфейсом SV805 – это нововведение от Witt также доступно потребителю. Таким образом, специалист по газовой технике вносит важный вклад в сетевое взаимодействие и цифровиза# цию арматуры на пути к "Промышленности 4.0".

Витт разместил интеллектуальную функ# цию в чрезвычайно компактной коробке, которая постоянно подключена к клапану. Открытие клапана сигнализируется немед# ленно, визуально красным/зеленым диодом непосредственно на клапане и в цифровом виде сигналом NPN/PNP об открытии. Пользователь всегда проинформирован о состоянии системы. Такая прозрачность позволяет осуществлять вмешательство на ранних стадиях и значительно повышает уровень безопасности установки. Новый SV805 с интеллектуальной опцией может использоваться для всех технических газов и выпускается из латуни или нержаве# ющей стали. Давление открытия индивиду# ально регулируется в диапазоне от 0,5 до 45 бар. Сертификат TUV о правильно настро# енном давлении открытия поставляется изго# товителем. Допустимый диапазон темпера# тур составляет от –30°C до +60°C. Компо# нент может быть установлен в любом поло# жении. SV805 с интеллектуальной опцией соответствует Директиве по оборудованию, работающему под давлением 2014/68/EU, категория III, модуль B и D.

SV805 Smart

«Теперь, когда обратная связь возможна, пользователь всегда знает, накапливается ли в системе критическое давление, и может реагировать соответствующим образом», # говорит менеджер по продажам Эндрю Смарт, подчеркивая важность новой функци# ональности. «В этом случае, больше инфор# мации означает большую безопасность». Но дополнительная информация ценна не только для поиска и устранения неисправностей. Интеллектуальные предохранительные клапаны Witt также предоставляют необхо# димые данные, чтобы доказать, что система работает бесперебойно и, следовательно, безопасно. www.wittgas.com kampschulte@wittgas.com

22

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

¹ 3/32 2020

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊ À - ÏÐÈÂÎÄÛ

23

БАЛЛОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ОТ CAVAGNA GROUP Ïðîãðåññ, äîñòèãíóòûé â ðàçâèòèè ñîâðåìåííîé òåõíîëîãèè ìåòàëëîîáðàáîòêè, ñâàðêè è ðåçêè ìåòàëëîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ãàçîñâàðî÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ, äèêòóåò íîâûå òðåáîâàíèÿ ê âûñîêîé òî÷íîñòè, íàäåæíîñòè, äîëãîâå÷íîñòè è êà÷åñòâó âûïóñêàåìûõ ìàøèí è ïðèáîðîâ. Ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü, òðåáóåò íåïðåðûâíîãî óñëîæíåíèÿ è ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ïðèìåíÿåìîãî â òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññàõ îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ðåäóöèðîâàíèÿ è ïîääåðæàíèÿ äàâëåíèÿ òåõíè÷åñêîãî ãàçà (êèñëîðîä, àðãîí, àöåòèëåí, àçîò, äâóîêèñü óãëåðîäà, à òàêæå ãàçîâûå ñìåñè íà èõ îñíîâå). Âûñîêàÿ òî÷íîñòü ðåãóëèðîâêè è ïîääåðæàíèÿ çàäàííîãî ðàñõîäà è ðàáî÷åãî äàâëåíèÿ, ïðè èñïîëüçîâàíèè ñîâðåìåííûõ ðåãóëÿòîðîâ äàâëåíèÿ, ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûìè ðåäóêòîðàìè, ñóùåñòâåííî ýêîíîìèò ãàç è âåäåò ê ñíèæåíèþ ñåáåñòîèìîñòè ïðîäóêöèè çàêàç÷èêà. Ïðè ýòîì ñëåäóåò îòäåëüíî îòìåòèòü, ÷òî ðàçâèòèå ñîâðåìåííîé òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà ðåãóëÿòîðîâ âåäóùèìè ìèðîâûìè ïðîèçâîäèòåëÿìè, òàêèìè êàê íàïðèìåð Cavagna Group (Èòàëèÿ), ïðèîáðåòàåò îñîáîå çíà÷åíèå â ñâÿçè ñ ïðîáëåìàìè êà÷åñòâà, ïðîèçâîäèòåëüíîñòè òðóäà è ýêîíîìèêè.  äàííîì ñëó÷àå, íîâàÿ ëèíåéêà áàëëîííûõ ðåãóëÿòîðîâ äàâëåíèÿ Cavagna Group äëÿ äàâëåíèÿ 200 è 300 áàð óâåðåííî çàíèìàåò ëèäèðóþùèå ïîçèöèè êàê íà ìåæäóíàðîäíîì ðûíêå, òàê è, íà÷èíàÿ ñ 2020 ã, íà ðûíêå ÐÔ è ñòðàí ÒÑ. Ê ñóùåñòâåííûì ïðåèìóùåñòâàì ðåãóëÿòîðà äàâëåíèÿ Cavagna Group ñåðèé 5200, 5200UHP, 6000D, 6000, 8500 ìîæíî îòíåñòè ñëåäóþùèå: • èñïîëüçîâàíèå ìàññèâíîãî ëàòóííîãî êîðïóñà, ÷òî ñíèæàåò ðèñêè îáìåðçàíèÿ ïðè óâåëè÷åíèè ñêîðîñòè ïîòîêà ãàçà;

• âûñîêóþ òî÷íîñòü ïîêàçàíèé, äàæå ïðè íåáîëüøîì ðàáî÷åì äàâëåíèè è ðàñõîäå ãàçà; • íàëè÷èå âñòðîåííîãî ãàçîâîãî ôèëüòðà íà âõîäå, ÷òî îáåñïå÷èâàåò íàäåæíîñòü åãî ýêñïëóàòàöèè; • íàëè÷èå âûñîêîòî÷íîãî ãåðìåòè÷íîãî êàïñóëüíîãî êëàïàíà, ÷òî ïîâûøàåò ÊÏÄ è ñðîê ñëóæáû ðåãóëÿòîðà; • èñïîëüçîâàíèå ïðåäîõðàíèòåëüíîãî êëàïàíà íà êîðïóñå óñòðîéñòâà, êîòîðûé íàäåæíî çàùèùàåò ðåãóëÿòîð îò ðåçêîãî ðîñòà èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ, áëàãîäàðÿ ÷åìó äîñòèãàåòñÿ âûñîêàÿ áåçîïàñíîñòü ïåðñîíàëà è áåçàâàðèéíîñòü ïðîèçâîäñòâà. Ìàíîìåòðû äèàìåòðîì 63 ìì G1/4", ñ ëåãêî ÷èòàåìîé øêàëîé, ñîîòâåòñòâóþò Åâðîïåéñêèì ñòàíäàðòàì DIN EN 562 è EN ISO 5171. Óëó÷øåííàÿ çàùèòà ìàíîìåòðîâ, ïðèìåíÿåìûõ íà íåêîòîðûõ ñåðèÿõ ðåãóëÿòîðîâ, ñ ïîìîùüþ óñòàíîâëåííûõ íà íèõ çàùèòíûõ ðåçèíîâûõ êîæóõîâ, ïîçâîëÿåò çàùèòèòü ðåãóëÿòîð îò ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé.

Äîïîëíèòåëüíûé ìàõîâèê ñ ïëàâíûì õîäîì, ïîçâîëÿåò ïðèîñòàíîâèòü ïîäà÷ó ãàçà ê îáîðóäîâàíèþ âî âðåìÿ ïåðåðûâîâ â ðàáîòå, îñòàâëÿÿ ðåãóëÿòîð ïîä äàâëåíèåì. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ñðîê ñëóæáû ìåìáðàíû, ïðè ìíîãîêðàòíûõ è êðàòêîâðåìåííûõ ïåðåêðûòèÿõ ïîäà÷è ãàçà, íå èñïûòûâàåò íàãðóçîê ïîä ìàêñèìàëüíûì äàâëåíèåì ãàçà â áàëëîíå, à ñåäëî êëàïàíà íå èçíàøèâàåòñÿ. Òàêàÿ îïöèÿ ìíîãîêðàòíî óâåëè÷èâàåò ñðîêè ýêñïëóàòàöèè ìåìáðàíû è ðåäóêòîðà. Íåðåãóëèðóåìûé ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí, èìåþùèé çàïàñ ïî ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè (ñòàíäàðò ISO 2503),

îáåñïå÷èâàþùèé ïàññèâíóþ çàùèòó, ðàñïîëîæåí íà çàäíåé ñòîðîíå ðåãóëÿòîðà äëÿ ëó÷øåé çàùèùåííîñòè îò ïîâðåæäåíèé. Öâåòîâàÿ èäåíòèôèêàöèÿ ïî òèïó ãàçà íà ìàõîâèêå äîïîëíèòåëüíîãî âåíòèëÿ è íà ðóêîÿòêå (ðåãóëèðóþùåì âèíòå), ïîçâîëÿåò èçáåæàòü îøèáêè ïðè íàïðÿæåííîé ðàáîòå è ñîîòâåòñòâóåò Åâðîïåéñêèì è Ðîññèéñêèì ñòàíäàðòàì.

Êëèìàòè÷åñêîå èñïîëíåíèå ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ðåãóëÿòîð â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò -30°C äî +60°C. Ðàñøèðåííûé äî 24 ìåñÿöåâ ãàðàíòèéíûé ñðîê ñâèäåòåëüñòâóåò î ïîâûøåííîé îòâåòñòâåííîñòè èçãîòîâèòåëÿ, â òå÷åíèè âñåãî ïåðèîäà ýêñïëóàòàöèè, è ãàðàíòèðóåò áåñïåðåáîéíóþ ðàáîòó ðåãóëÿòîðà íà ïðîèçâîäñòâå çàêàç÷èêà. Âñå ýòî äåëàåò ðåãóëÿòîðû äàâëåíèÿ ñåðèé 5200, 5200UHP, 6000D, 6000, 8500 áîëåå ïðèâëåêàòåëüíûìè ïî ñðàâíåíèþ ñ àíàëîãàìè ïðåäñòàâëåííûìè íà ðûíêå ÐÔ è ñòðàí ÒÑ.

ООО «ФАРГАЗ РУС» +7 (960) 580 70 00 +7 (495) 926 08 51 info@fargaz.com trade@fargaz.com www.fargaz.com

24

HPD

à ÈÄÐÀÂËÈÊÀ - ÏÍÅ ÂÌ ÀÒ ÈÊÀ - ÏÐÈÂÎÄÛ

¹ 3/32 2020

CytroForce – выходи за границы Разработки Bosch Rexroth вывели гидравлический привод на совершенно новый уровень. В ноябре компания презентовала автономный привод CytroForce, устанавливающий новые стандарты удельной мощности, энергоэффективности и бесшумной работы. Революционная концепция CytroForce позволяет сжимать ранее громоздкие конструкции в "умную" компактную ось, предоставляющую усилие, перемещение и точное позиционирование. Привод постав# ляется готовым к работе, а это означает, что даже те клиенты, которые не имеют опыта в области гидравлики, могут извлечь преимущества гидропривода при впечатляюще низких затратах. Благодаря повышению производительности, приводы CytroForce, которые спроектированы в соответствии с критериями класса защиты IP65, позволяют переосмыслить области применения гидравлики. Различные конфигурации CytroForce#M доступны с ходом до 1,0 м, имеют усилие до 1200 кН и максимальную скорость до 0,8 м/с. Точность позиционирования составляет 10 мкм, а повторяемость – 5 мкм. И это только начало, диапазон характеристик будет расширен с новыми продуктами серии CytroForce. Разработанный для производительного и экономичного промыш# ленного оборудования, CytroForce остается понятным и удобным в использование на каждом этапе жизненного цикла. После выбора конфигурации, всего несколько дней требуется для предоставления технической документации и CAD#файлов. Производство и доставка привода обычно занимает 12#14 недель, затем Вы можете просто подключить его и начать эксплуатацию. Концепция технического обслуживания также невероятно проста: с помощью сервисного комплекта, даже не являясь специалистом сервисной службы, можно брать пробы жидкости для лабораторных анализов. Сервисные комплекты доступны для всех сервогидрав# лических осей (SHA) Bosch Rexroth, включая CytroForce.

Мониторинг состояния и/или предиктивная аналитика также могут быть проведены путем подключения системы к сервису Rexroth ODiN, что значительно увеличит эксплуатационную готовность машины. Модульная система CytroForce основана на зарекомендовавшем себя регулируемом приводе Sytronix , предоставляющем энергии по требованию. В случае CytroForce к этому энергоэффективному уст# ройству, состоящему из сервопривода и гидравлического насоса фиксированного/переменного объема, подключаются гидравлический блок и дифференциальный/тандемный цилиндр. Все гидравлические компоненты и интерфейсы оптимизированы по расходу в соответ# ствии с самыми современными технологическими процессами. Это снижает уровень шума и повышает производительность при мини# мальных габаритных размерах. Вместе с емкостью для рабочей жидкости, предохранительными клапанами и датчиками, модули CytroForce образуют очень компак# тную и эффективную автономную сервогидравлическую ось с замк# нутым контуром подачи жидкости и стандартизированной концепцией привода и управления.

Bosch Rexroth Россия https://www.boschrexroth.com/ru/ru/related_links_9/news_4/cytroforce/cytroforce_1