Новые разработки есть, но заводов нет

В феврале 2015 отметил свой 80-летний юбилей один из ведущих экспертов в области российской гидравлики В.К. Свешников. Уже несколько лет он сотрудничает с нашим изданием, и мы рады присоединиться к многочисленным рядам его коллег и учеников и поздравить юбиляра. Причем поздравить не только с Днем рождения…

Уважаемый Владимир Константинович, примите самые искренние поздравления с круглой датой, а также с выходом в свет электронной версии 6-го издания справочника "Станочные гидроприводы". Насколько изменился справочник в новой редакции? Стоит ли ждать его бумажной версии?

Основная проблема в нашей стране с ее специфическим отношением к машиностроению - это не написать и даже не издать техническую книгу (есть еще такие чудаки), а донести ее до заинтересованного читателя. Появится ли бумажная версия - не знаю, это зависит от успеха реализации версии электронной. Что касается изменений, то их много. Даже тем, у кого имеется 5-е издание, я рекомендовал бы приобрести 6-е, поскольку оно сильно переработано и обновлено с учетом мировых достижений в развитии гидроприводной техники за период 2008 -2014 гг. Существенно расширены сведения об импортной гидравлике. По каждому из компонентов приведены полные технические данные аналогов инофирм, наиболее авторитетных на российском рынке, включая основные параметры, габаритные и присоединительные размеры, расшифровки кодовых обозначений и особенности эксплуатации. Подробно описаны современные насосы и гидродвигатели, аппаратура, в том числе ввертного монтажа, аппараты связи с электронными системами управления, комплектные электрогидравлические приводы, приборы, кондиционеры рабочей среды и др. Особое внимание уделено проблемам энергосбережения и снижения шума. Книга предназначена для специалистов-гидравликов, а также преподавателей и студентов втузов.

Вам приходится анализировать большое количество информации о новинках гидрорынка. Интеллектуализация - одно из главных направлений развития техники. Стандартными опциями становятся датчики, контроллеры, интерфейсы связи. Расширяются функциональные возможности гидроаппаратов, способность мониторинга их состояния…Что из новых продуктов достойно наибольшего внимания? Каковы основные тенденции развития мировой гидравлики?

Вы уже частично ответили на поставленные вопросы. Если говорить по-крупному, главные тенденции сегодня - это интеллектуализация, энергосбережение и экология. Если раньше про гидравлику говорили: "Сила есть, ума не надо!", то сегодня точнее будет: "Большая сила ума запросила!". "Умные" электронные устройства преимущественно цифрового управления, датчики обратной связи (ДОС), промышленные компьютеры и контроллеры, средства коммуникации (полевые шины), развитые программные продукты вывели гидравлику на качественно новый уровень, позволяя успешно решать все более амбициозные задачи. Во многих случаях электронные устройства располагаются непосредственно в гидравлических компонентах, образуя мехатронные узлы высокой степени интеграции.

Современные насосы имеют до 30-ти различных управляющих механизмов, которые повышают гибкость управления и энергоэффективность, причем опережающее развитие получают LS-регуляторы (с чувствительностью к нагрузке). Оснащение насосов пропорциональными гидроаппаратами, а также датчиками давления и подачи (p/Q-регулирование) позволяет обеспечить самые разнообразные законы регулирования в зависимости от управляющей программы. Дальнейшее расширение рабочих характеристик насосов достигается путем введения частотного регулирования, при котором частотный преобразователь изменяет частоту вращения приводного электродвигателя. В результате существенно снижаются потери мощности и шум. Идея эта не нова — она широко применяется в мобильных машинах, а также описана еще в 3-м издании нашего справочника (1995 г., стр. 374), однако ее реализация на основе современной элементной базы сегодня широко рекламируется (например, система Sytronix Bosch Rexroth или NEO WiFi итальянской компании Motive Srl со встроенным инвертором).

Мотоинвертор NEO Wi-Fi итальянской компании Motive Srl

"Интеллектуальные" гидроцилиндры оснащаются встроенными ДОС, среди которых можно отметить индуктивные сенсоры конечных положений и линейные датчики серии BTL Balluff, а также высокоточные системы абсолютного контроля перемещения штока CIAMS (Bosch Rexroth) и Intellinder (Parker), построенную на оптико-электронных технологиях. Фирмой Weber Hydraulik разработаны гидроцилиндры аутригеров мобильных машин со встроенными датчиками силы, обеспечивающими надежную защиту от опрокидывания.

Передовыми фирмами выпускаются практически все типы гидроаппаратов (в том числе прогрессивного ввертного монтажа) с пропорциональным электроуправлением. Особый прогресс отмечается в развитии пропорциональных и дросселирующих гидрораспределителей (ДГР). Самые современные аппараты фирм Moog, Eaton Vickers и Bosch Rexroth имеют встроенные электронные системы управления, могут комплектоваться датчиками перемещения золотника, давления и температуры, интерфейсом на базе различных полевых шин (CANopen, Profibus, EtherCAT), сервисным разъемом для подключения к ноутбуку с целью изменения параметров, диагностики, устранения возможных отказов и перезагрузки параметров настройки в случае замены аппарата, реализуя принцип Plug&Play. Гидрораспределители IAC-R Bosch Rexroth со встроенным осевым контроллером способны успешно решать разнообразные локальные задачи управления. Применяются встроенные архиваторы, позволяющие анализировать изменение параметров в процессе длительной эксплуатации. Новые высокодинамичные аппараты фирм Yuken и Parker способны отрабатывать частоты до 250...400 Гц; давление 35 (31,5) МПа. На наш взгляд, перспективным является освоение разработанной ЭНИМСом новой гаммы полностью цифровых гидроаппаратов с управлением от задающего шагового электродвигателя. Среди новинок гидравлики можно отметить также очень интересную идею раздельного регулирования открытия рабочих кромок ДГР с целью снижения энергетических потерь и улучшения динамики следящих гидроприводов.

Альтернатива пропорциональным аппаратам - цифровой гидрораспределитель с задающим шаговым двигателем (ЭНИМС)

Продолжает развиваться перспективное направление создания так называемых электрогидростатических приводов (ЕНА). В отличие от электромеханических аналогов взамен сложных, дорогих и сравнительно малонадежных исполнительных механизмов, связывающих электрический серводвигатель с нагрузкой (редукторов, шариковинтовых передач, муфт и др.), здесь установлены гидроцилиндр, насос с реверсом по потоку и простейшие предохранительные клапаны, причем пуск, останов, изменение направления и скорости движения обеспечиваются серводвигателем. Для точного позиционирования может устанавливаться четырехкромочный ДГР, работающий вблизи нулевого положения при минимальной частоте вращения насоса (≈100...200 мин^-1). При увеличении скорости движения цилиндра система управления производит опережающее открытие рабочих кромок золотника ДГР, а скорость ограничивается подачей насоса, зависящей от частоты его вращения. Таким образом, обеспечивается плавный переход от дроссельного регулирования к объемному, что позволяет сократить энергетические потери и значительно снизить шум. В результате получаем автономный узел, соединяемый с системами питания и управления только электрическими проводами и практически не нуждающийся в техобслуживании в процессе длительной эксплуатации. Следует подчеркнуть, что приводы ЕНА соответствуют всем указанным выше основным тенденциям развития, причем экологический аспект достигается за счет надежного исключения наружных утечек и значительного снижения шума. Интересно отметить, что аналогичные работы, выдаваемые сегодня за писк моды, проводились отечественными специалистами в области рулевых авиационных гидросистем (Ермаков С.А. и др.) уже в начале 90-х годов прошлого века, однако из-за ведомственной разобщенности не получили развития в общепромышленных гидроприводах.

Поражает воображение изобилие встроенных или портативных (гидротестеры) диагностических устройств, вырабатывающих исчерпывающую информацию о состоянии гидропривода, в том числе о чистоте рабочей жидкости и содержании в ней воды. Фирма Eaton Vickers предложила даже устанавливать в заделки ответственных рукавов высокого давления тензодатчики, выдающие в диагностическую систему сигнал: "Я скоро разорвусь. Требуется замена!"

Фото 3 рукава LifeSense (Eaton Vickers) с установленными в заделки тензодатчиками

Какую долю в вашем справочнике занимает продукция российских предприятий?

Нельзя сказать, что у нас все совсем плохо. Многие отечественные компоненты вполне работоспособны, но зачастую морально устарели и не имеют современного товарного вида. В справочнике приведены полные сведения о пластинчатых насосах ОАО "Гидропривод", аксиально-поршневых гидромашинах ОАО "Шахтинский завод "Гидропривод" и ОАО "Пневмостроймашина", радиально-поршневых насосах ООО "Коммунар" и гидромоторах ОАО "Агрегатный завод", а также героторных гидромоторах ОАО "Омскгидропривод". В разделе гидроаппаратуры содержатся описания гаммы гидрораспределителей ОАО "Гидроаппарат", клапанов, дросселей и регуляторов расхода ОАО "Гидравлик", шаровых кранов ЗАО "Гирас", гамм модульных вставных и стыковых гидроаппаратов РУП "Гомельский завод "Гидропривод", а также пропорциональных гидроаппаратов РУП ГСКТБ ГА (Беларусь). Описаны современные ДГР ОАО "Павловский машиностроительный завод "Восход" и ОАО "Родина", аккумуляторы ОАО "Агрегатный завод", гаммы уплотнений группы компаний ЭЛКОНТ и ОАО "ЭрДжиСи-трейд", приборы отечественных товаропроизводителей, некоторые современные разработки ЭНИМСа.

Уплотнения поршня PBM (ЭРДЖИСИ-ТРЕЙД)

В одном из свежих немецких обзоров нашей промышленности встретился такой текст: "российское станкостроение в бóльшей степени страдает не от дефицита новых разработок, а от медленного трансферта результатов научных исследований в серийное производство...". Как это можно прокомментировать?

Есть такой грех. Ранее мы уже говорили об истории с отечественными электрогидростатическими приводами. Сейчас трудно в это поверить, но первый в мире токарный станок с ЧПУ (кстати, с электрогидравлическими приводами подач) был изготовлен по техдокументации ЭНИМС и удостоен высшей награды Гран-при на всемирной выставке в Брюсселе (1958 г.). В 1950 г. там же, в ЭНИМСе, был создан первый в мире автоматический завод поршней. Мало кто знает, что электроимпульсные станки для проволочной вырезки были разработаны в России супругами Лазаренко. Сейчас мировые лидеры делают чудеса пятикоординатной вырезки, а у нас такие станки не производятся вообще. В начале 80-х годов мы были мировыми лидерами в области оборудования и технологий электрофизикохимической обработки (40% от мирового производства 1983 г.), причем я участвовал в создании этих станков и защищал диссертацию по их следящему гидроприводу. К сожалению, эти и многие другие пионерские достижения полностью утеряны. В советские годы заводы всячески уклонялись от хлопот с новой техникой, а теперь есть новые разработки, но нет заводов. Впрочем, может быть это наш менталитет - кинуть идею, а потом пусть ее доводят другие?

Если говорить об импортозамещении, то покупка патентов или серьезных производств не удавалась нам и ранее, а на развитие научных центров и кадров требуется значительное время. Как решать эту задачу?

Позволю себе не согласиться. По-моему, в гидравлике достаточно положительного опыта закупки лицензий. В качестве примера могу привести Елецкий завод "Гидропривод", для которого Минстанкопром закупил в 80-е годы у фирмы Rexroth лицензию на производство регулируемых пластинчатых насосов НПлР на давление до 16 МПа вместе с технологическим оборудованием и уникальным испытательным стендом, который так и не был толком запущен. Однако насосы были успешно освоены в производстве, и выпускаются по сей день. Аналогичный случай с гаммой гидрораспределителей, лицензия на которую была закуплена у той же фирмы для Ульяновского завода "Гидроаппарат", причем по сравнению с ранее выпускавшимися моделями удалось обеспечить значительный прогресс. По лицензии Rexroth выпускались аксиально-поршневые насосы Шахтинским заводом, а ряд оборонных предприятий освоили насосы "Зауер" и "Константин Раух". Конечно, мы понимаем, что лицензию, тем более, вместе с технологическим оборудованием фирмы продают на устаревшую, снимаемую с производства продукцию, но для технически отсталых стран это все же большой шаг вперед. Насколько мне известно, послевоенная Япония совершила существенный прорыв в техническом развитии именно за счет покупки лицензий. Возможно это выход и для нас (если кто-то еще продаст). Другой выход - интенсивно развивать собственное производство на базе оставшихся специализированных предприятий, например Ковровского электромеханического завода и ПМЗ "Восход".

Какова ныне ситуация в России с образованием будущих гидравликов?

На мой взгляд, ситуация удручающая. Во-первых, престиж инженерных специальностей и тем более гидравлики нулевой - кое-как набирают "троечников". Во-вторых, требуется кардинальное изменение программы и методики обучения. Берем современное методическое пособие по гидравлике и гидроприводу для обучения студентов специальности "Многоцелевые гусеничные и колесные машины", для которых гидравлика - это профилирующий предмет, учитывая практически 100%-ю гидрофикацию мобильной техники. Половина пособия (152 стр.) посвящена элементарным струйкам, гидростатике, кинематике и динамике жидкости, местным сопротивлениям, воздействию потока на преграду, а оставшаяся часть - весьма поверхностному описанию компонентов объемного и гидродинамического приводов, а также основ пневматики. Где молодой специалист по современным гусеничным и колесным машинам будет применять свои теоретические познания в элементарных струйках? Сравнив отечественное методическое пособие с соответствующим изданием фирмы Parker "Гидрооборудование мобильных машин", которое мне довелось редактировать пару лет назад, мы увидим, что в последнем вопросам гидростатики и гидродинамики посвящены всего неполных пять страниц из 315-ти. Зато подробно описана элементная база, правили построения и расчета гидросистем, их энергоэффективности, особенности эксплуатации, рабочие жидкости, устройства кондиционирования и другие важные вопросы. Учитывая указанные выше тенденции развития гидроприводов, я бы добавил основы динамического расчета, элементы электронного управления, основные способы компьютерного моделирования и соответствующие программные продукты. Сразу возникает вопрос "А где же найти такого "всезнающего" преподавателя?". Возможно, это будут привлеченные специалисты с других кафедр, но во всех случаях у нас есть великие помощники: персональный компьютер и Интернет. Уже сравнительно давно существуют развитые программные продукты (например, пакет Matlab с расширением Simulink), позволяющие смоделировать систему автоматического управления и получить ее переходные процессы с помощью удобного интерфейса, причем имеется возможность изменения параметров модели и оперативного наблюдения за полученными результатами по принципу "а что, если?". Пользовательский интерфейс системы HydroCAD адаптирован для специалистов по гидроприводу. Существуют компьютерные программы моделирования характера движения потока рабочей жидкости по каналам гидроагрегатов. Например, для изучения правильности заполнения рабочей камеры насоса в режиме всасывания через 3-D модель канала пропускается виртуальный поток и при увеличении его скорости на экране можно наблюдать линии тока, завихрения и, наконец, появление пузырьков кавитации. Хорошо разработаны компьютерные программы, позволяющие определять внутренние напряжения в тяжелонагруженных деталях, выполнять трассировку каналов гидроблоков с последующей передачей на механическую обработку (CAD-CAM) и многие другие.

Обязанность преподавателя - как минимум сообщить слушателям о наличии таких программных продуктов, желательно показать их возможности на лабораторных занятиях, а далее пользователи могут более глубоко разобраться с ними самостоятельно, поскольку компьютерная грамотность теперь закладывается уже с детского сада.

Сегодня появляются жалобы на компании, которые начинают "хулиганить" с ценами - повышать стоимость продуктов намного более роста курса евро. Сталкивались ли вы с подобным?

К сожалению, таких фактов достаточно, а мы сами перестали производить даже заливочные горловины для баков.

На поставщиков каких стран стоит сфокусировать внимание в нынешней ситуации? В частности, как вы оцениваете потенциал Белоруссии?

На сегодняшний день я бы по всем товарным группам отдал предпочтение Италии.

Что касается Белоруссии, то ее гидравлический потенциал достаточно высок. Мощными предприятиями, разрабатывающими и выпускающими самое современное высококачественное оборудование, еще с советских времен являются ГСКТБ ГА и Гомельский завод "Гидропривод"; существуют также ООО "Хорда-Гидравлика" (аксиально-поршневые гидромашины) и АО "Гидромаш" (г. Кобрин). Республика выпускает большую номенклатуру мобильных машин преимущественно с импортной комплектацией, поэтому на ближайшие годы ставится задача импортозамещения. С этой целью в Минской области создается крупнейший холдинг "Салео", объединяющий четыре завода. Уже освоен выпуск насосов-дозаторов и рукавов высокого давления. В трехлетний период продукция холдинга должна полностью заместить импортную гидравлику и еще около 40% поставляться на экспорт. Думается, что эти амбициозные планы вполне реальны.

Насосы-дозаторы: с открытым центром, линией "LS", двухобъемные (холдинга САЛЕО)

Каковы минусы и плюсы разрыва отношений с украинскими предприятиями?

Плюс - переход под нашу юрисдикцию крупнейшего предприятия по производству пневмооборудования в Симферополе. Минусов много. В советские годы Украина имела крупный гидравлический потенциал. В республике существовал головной Всесоюзный НИИ промышленных гидроприводов - ВНИИГидропривод и ряд крупных специализированных заводов. Монопольными производителями шестеренных насосов являлись заводы "Гидросила" (Кировоград) и ВЗТА (Винница), фильтров - НЗСФО (Николаев) и БЗФО (Брянка). Разрыв отношений лишает нас возможности приобретения вполне современных шестеренных и аксиально-поршневых гидромашин завода "Гидросила", а также гидравлических фильтров. Кстати, сейчас в России только УАП "Гидравлика" (г. Уфа) выпускает фильтры, приспособленные для авиации и малопригодные для общемашиностроительного применения.

В заключение хочется отметить, что практически все новые продукты, о которых велась речь в настоящем интервью, нашли отражение в 6-м издании справочника "Станочные гидроприводы".