Обслуживание вакуумного насоса стола: фильтр, пластины, вода и подключение на 380 В

Какой насос стоит на станке

Выбор насоса и расчёт расхода разобраны в статье про вакуумный стол для ЧПУ. Здесь о том, что у насоса изнашивается и что с ним делать.

Фильтр на входе

Фильтр защищает рабочую камеру от пыли МДФ и фанеры. Busch для своих пластинчатых насосов требует при запылённом газе ставить перед насосом фильтр 5 мкм и мельче. В серии R5 на входе стоит сетка, а картриджный фильтр идёт опцией и заказывается отдельно.

Практики описывают три приёма. Первый: фильтр с большой площадью, например автомобильный, вместо маленького штатного, и чистка раз в месяц. Второй: перед сухим пластинчатым ставят влагоотделитель-отстойник, потому что влага из охлаждающей жидкости или с мокрого сырья быстро ломает графитовые пластины. Третий: проверка хомутов и подсосов вместе с чисткой фильтра: у одного оператора после неё вакуум вырос примерно на 40 процентов.

Засорённый фильтр выдаёт себя падением вакуума и нагревом. В таблице неисправностей руководства Busch R5 вакуум не достигает обычного при засорении входной сетки или фильтра, а насос дымит при засорении выхлопных фильтров. При чистке в воздух поднимается мелкая пыль МДФ со связующими смолами, поэтому работают в респираторе и перчатках.

Масляный пластинчатый насос

В руководстве Busch для масляной серии R5 интервалы такие: уровень масла проверяют каждый день, входной фильтр, если он стоит, каждый месяц, а масло, масляный фильтр и фильтры выхлопа меняют не реже чем через 4000 часов или год, при пыли и загрязнении через 2000 часов или полгода. Это ориентир одной серии, у вашего насоса регламент может быть другим. У Becker, по описаниям практиков, смазку подают шприцем через латунные штуцеры; интервалы берут из паспорта.

Чаще всего нарушают три правила.

• Не возить и не наклонять насос с маслом. Busch предупреждает, что масло из наклонённого насоса затекает в цилиндр, а запуск с избытком масла в цилиндре ломает пластины сразу. Перед перевозкой масло сливают.
• Уровень масла смотрят через окно каждый день. Недостаток масла греет насос и роняет вакуум; после пуска уровень проверяют ещё раз.
• Чёрное масло значит, что интервал слишком длинный. Ему нужна промывка и замена, а не доливка.

На рабочем режиме Busch советует измерить и записать ток двигателя как эталон: его рост при той же нагрузке потом выдаёт засорение или износ. Операторы Becker после ремонта тоже замеряют токи, а на каждый насос ставят отдельный пускатель.

Сухой пластинчатый: пластины

Пластины сухого насоса изнашиваются в работе. Смазывать камеру нельзя: в руководстве Busch для сухой серии SECO прямо сказано не наносить в неё ни масло, ни смазку. Интервал зависит от материала пластин: при циркониевых пластины проверяют и внутренние фильтры меняют каждые 8000 часов или раз в год, при EK-60 каждые 3000 часов или раз в год. Раз в месяц корпус очищают от пыли и проверяют входной фильтр. Предельная высота пластины в этой серии 27 мм у моделей SV 1010 и 1016 и 33 мм у более крупных: при такой высоте и ниже пластины меняют.

Практики добавляют два совета. Кто подтачивал графитовые пластины по размеру, менял их не все сразу, чтобы насос не перегревался; но производитель поставляет пластины комплектом (в руководстве SECO их семь). И второе: заскрипевший подшипник нельзя оставлять до конца смены, выгоревший двигатель дороже подшипника. Для Becker при круглосуточной работе называли замену пластин и подшипников раз в 6–12 месяцев.

Перегрев Becker, о котором писали владельцы, давал и перетянутый редукционный клапан на вакууме, поэтому его не затягивают до упора.

Водокольцевой насос: вода

Пластин здесь нет, но вода работает как рабочая деталь. Busch для водокольцевых моделей требует перед пуском довести уровень до оси вала и не включать насос без подачи воды: без неё он выходит из строя за короткое время. При длительной работе с давлением на входе выше 300 гПа абсолютных рекомендуют циркуляционный насос, выше 400 гПа он обязателен.

Практики советуют лить чистую воду, лучше дистиллированную, и никогда растворители. Для чугунного исполнения у Busch есть цифры: карбонат кальция меньше 300 мг/л (иначе накипь), pH 6,5–9,5, хлориды меньше 700 мг/л, общее содержание солей меньше 1000 мг/л, частицы в воде и газе не крупнее 0,1 мм. Лабораторный анализ в мастерской не нужен, но из цифр видно, что жёсткая вода оставляет накипь, а пыль из трассы должен задерживать фильтр.

Вторая причина отказов — температура. Давление пара воды ограничивает глубину вакуума, а когда давление на входе приближается к давлению пара, возникает кавитация.

Для зажима Busch называет 150–500 гПа абсолютных. При 60 °C насос уже упирается в нижнюю границу этого диапазона, а при 70 °C глубже 312 гПа не откачать. В одном из обсуждений вода в насосе нагревалась до 70 градусов; воду меняют или охлаждают раньше. Кавитацию слышно по треску: по руководству Busch, при таком звуке проверяют давление, а вакуум не регулируют дросселем на входе. Ежемесячно проверяют температуру воды, шум, течи и вибрацию, ежегодно осматривают сетку на входе.

Если насос хранят при температуре ниже 5 °C, Busch требует слить рабочую жидкость или добавить антифриз. Горячую воду из насоса сливают только после остывания: ожог тоже бывает.

Боковой канал

У бокового канала нет ни масла, ни трущихся пластин, изнашиваются подшипники. Руководство Busch для серии SAMOS SB отмечает, что влага и конденсат в потоке укорачивают их срок, а при примесях в среде нужен фильтр на входе; корпус в работе нагревается до 160 °C. При запуске от частотника выбирают режим постоянного момента, не вентиляторный. Для зажима этот тип подходит не всегда: на странице применений Busch зажиму отведено 150–500 гПа абсолютных, а боковой канал отнесён к подъёму и пылеудалению.

Подключение двигателя на 380 В

Звезда или треугольник. На шильдике трёхфазного двигателя две пары напряжений. Меньшему соответствует «треугольник», большему «звезда»: Busch в схемах подписывает так же. Шильдик 220/380 В: в сети 380 В двигатель включают звездой. Шильдик 380/660 В: в сети 380 В включают треугольником, как в одном из обсуждений водокольцевого насоса. Ошибка в одну сторону сжигает двигатель: на шильдике 220/380 В обмотка, включённая треугольником в сеть 380 В, получает напряжение, на которое не рассчитана. В другую сторону двигатель 380/660 В, включённый звездой в сеть 380 В, не развивает момент и греется под нагрузкой.

Ток и защита. Номинальный ток берут с шильдика. Для оценки: насос с двигателем 5,5 кВт при 380 В, cosφ около 0,85 и КПД около 0,87 потребляет примерно 11 А (5500 / (1,732 × 380 × 0,85 × 0,87)). Пусковой ток при прямом пуске выше номинального в 5–8 раз у типичных двигателей, то есть около 55–90 А, поэтому автомат берут с характеристикой, которая на пуске не срабатывает: Busch для своих насосов советует характеристику D. Кроме автомата нужна защита двигателя от перегрузки по EN 60204-1, например тепловое реле, настроенное по номинальному току, и запирающийся выключатель на линии.

Число пусков. Для масляных моделей R5 Busch допускает не более 30 пусков в час, для сухих SECO и водокольцевых Dolphin 12, равномерно в течение часа. Поэтому насос стола держат включённым на смену, а не запускают на каждую деталь.

Направление вращения. Неверное направление может быстро разрушить насос, предупреждает Busch; у водокольцевых вода при этом пойдёт обратно в систему. Проверяют так: кратко включают двигатель и смотрят вентилятор двигателя перед остановкой; для боковых каналов проводят листом бумаги у выхода (воздух должен выдуваться). Если вращение обратное, меняют местами любые два фазных провода при обесточенной линии. Стрелка направления отлита или наклеена на корпусе насоса.

Общие вопросы по вводу питания, мощности и защите разобраны в статье про электричество для станков с ЧПУ в цехе, а помехи при пуске двигателей в статье про сбои станка при пуске шпинделя.

Чем не дышать и что куда сливать

Выхлоп у разных насосов разный. У масляного это масляные пары и капли, особенно при забитых фильтрах выхлопа. У сухого с графитовыми пластинами в воздухе возможна пыль износа. У водокольцевого выходит влажный воздух, который, по опыту одной мастерской, увлажняет цех. Практики советуют вывести выхлоп наружу трубой. При чистке фильтров и замене пластин надевают респиратор.

Отработанное масло, пропитанные фильтры и изношенные пластины не выбрасывают в бытовой мусор: Busch требует сдавать специальные отходы по местным правилам. Воду водокольцевого насоса после работы с МДФ считают загрязнённой смолами и пылью, поэтому перед сливом в канализацию уточняют требования водоканала.