Публикации

Новое построение габаритного ряда многооборотных многопоточных электроприводов запорной арматуры с выдвижным шпинделем

09.08.2012

Рис. 1. Базовая конструкция клиновой задвижки с выдвижным шпинделем и присоединительным фланцем для электропривода

Тульский государственный университет совместно с Мичуринским заводом "Прогресс" при финансировании со стороны Минобрнауки РФ создал пятигабаритный ряд универсальных управляемых электроприводов, охватывающий диапазон выходных моментов 100…10000 Н*м. Ряд позволяет сократить номенклатуру применяемых в отрасли приводов со 150 конструкций до пяти в многовариантном исполнении в каждом габарите.

ВВЕДЕНИЕ

Для управления потоком рабочей среды на трубопроводах различного диаметра широко применяются задвижки с выдвижными шпинделями, важнейшими энергетическими машинами в составе которых являются многооборотные электроприводы. Преобразуя параметры мощностного потока по скорости и моменту, они обеспечивают, с одной стороны, заданную скорость поступательного движения рабочих органов через параметры резьбовой гайки, размещенной в цилиндрическом узле бугеля задвижки, а с другой стороны, – время перестановки запорного органа (клина или шибера) из положения "открыто" в положение "закрыто". Ход шпинделя зависит от диаметра транспортной трубы и конструкции уплотнения в задвижке. Базовая конструкция клиновой задвижки с присоединительным фланцем под электропривод представлена на рис.  1. Она выпускается различными российскими арматуростроительными заводами.

Наиболее ответственным узлом задвижки (рис. 1) является узел бугеля, где размещаются присоединительный фланец привода и винтовая кинематическая пара "приводная гайка-шпиндель". Его размеры по диаметру , а также форма и размеры присоединительного фланца, параметры резьбы винтовой кинематической пары (средний диаметр, ход и шаг), диаметр транспортной трубы и давление транспортируемой среды в ней и другие параметры, включая соосность штока арматуры и выходного вала электропривода и опорный реактивный момент на присоединительном фланце, однозначно определяют габариты привода. Так, при диаметре транспортной трубы-магистрали в диапазоне 50 мм ≤ DN ≤ 125 мм минимальный диаметр кольца узла бугеля d5 из условия встраиваемости надежной винтовой кинематической пары "приводная гайка–шпиндель" не может быть меньше 100 мм. 

Что касается формы и размеров присоединительных фланцев на задвижке и электроприводе, то они могут быть как квадратной формы b x b= 100 x 100 мм по ГОСТ, так и круглой формы F10 с диаметром кольца бугеля d6 ≥ 100 мм по ISO 5210, причем присоединительные фланцы всегда перпендикулярны к оси шпинделя и выполнены в форме квадратов, описанных вокруг окружностей диаметром, равным диаметру кольца бугеля. Таким образом, становится очевидным, что исходными данными для проектирования многооборотных электроприводов являются основные параметры запорной промышленной трубопроводной арматуры как разновидности одноцикловых реверсивных винтовых технологических машин, работающих по циклу: "открыто – закрыто".  

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ  

Основным функциональным силовым органом в этих машинах наряду с клином и шибером является винт-шпиндель с параметрами его трапецеидальной, как правило, однозаходной резьбы Trdp x hp (ГОСТ 24738-81), где dp – наружный диаметр резьбы, мм; hp – ход (шаг у однозаходной) резьбы, мм. Диаметр резьбы устанавливается пропорционально действующей на шпиндель осевой нагрузке в момент закрытия арматуры. Как известно, эта осевая нагрузка зависит от силовых соотношений в резьбе и варьируется в широких пределах: от 40 кН до 1100 кН и более, что соответствует типам присоединительных фланцев F10…F40 по ISO 5210, и соответственно, вариации входных полезных моментов на задвижках с выдвижным шпинделем в диапазоне TBX = 100…1000 H*м. Наибольшее распространение и предпочтение получили следующие типы и размеры однозаходных резьб: Tr 20 x 4; Tr 24 x 5; Tr 30 x 6; Tr 40 x 6; Tr 44 x 8; Tr 50 x 8; Tr 60 x 8; Tr 65 x 10, а также двухзаходная резьба Tr 100 x 24 (P12) и др. Они распространены в задвижках с номинальным диаметром транспортной трубы от 50 мм до 700 мм при давлении в трубе 16, 40, 63, 160 и 250 атм. В таблицах 1…5 эти задвижки систематизируются по присоединительным габаритам и диаметру кольца в узле бугеля. 

Таблица 1

Исходные данные для проектирования электроприводов первого габарита

Габарит Основные параметры запорной арматуры с выдвижным шпинделем как технологической машины Входные параметры редукторного электропривода
№ задв. Тип и обозн. клиновой задв.по ТУ (ОСТ) Диаметр магист-ральной трубы DN, мм Давл. в трубе PN, МПа Диаметр кольца в узле бугеля D, мм Форма и габарит присо-едине-ния bxb (квадрат), ммxмм Тип присо-едине-ния Диаметр и пара-метры резьбы шпин-деля, Trdxh, ммxмм Ход шпин-деля, Sш, мм Расч.макс. крутящ. момент на гайке, Tг, Нм Число об. гайки за время полного цикла N = Sш/h Частота вращ. гайки nг, об/мин (по ГОСТ 22309-73) Время открытия/ закрытия, tо = tз = 60N/n, с, при nг = 24 мин-1 Расч. полезн. мощн. на гайке Pпmax, кВт Общий ориент. к.п.д. электро-привода, hобщ Ном. мощн. эл. двига-теля, Pдв, кВт Редуктор с ручным дублером
Общее пере-даточное число редук-тора, uред Общее пере-даточное число ручного дублёра uд Число испол-нений в одном габа-рите
1 2 10  11  12  13  14  15  16  17  18  19 
1 1.1 ЗКЛП 50-16 50 1.6 100 100x100 АК Tr20x4 64 100 16 24; 12 40 0,25 0,50 0,5 (0,37) uред = nдв/ nг = ua1hb1 uhb2b1 uд = uкп uhb2b1 2
1.2 ЗКЛП 50-25 50 2,5 Tr20x4 68 17 42,5
1.3 ЗКЛП 50-40 50 4 Tr20x4 68 17 42,5
1.4 ЗКЛП 50-63 50 6.3 Tr24x5 80 16 40
1.5 ЗКЛП 80-16 80 1,6 Tr24x5 100 20 50
1.6 ЗКЛП 100-80-16 80 1,6 Tr24x5 100 20 50
1.7 ЗКЛП 80-25 80 2,5 Tr24x5 100 20 50
1.8 ЗКЛП 80-40 80 4 Tr24x5 100 20 50
1.9 ЗКЛП 100/80-40 80 4 Tr24x5 100 20 50
1.10 ЗКЛП 80-63 80 6,3 Tr24x5 90 18 45
1.11 ЗКЛП 100-16 100  1,6 Tr24x5 120 24 60
1.12 ЗКЛП 100-25 100 2,5 Tr24x5 120 24 60
1.13 ЗКЛП 100-40 100 4 Tr24x5 120 24 60
1.14 ЗКЛП 125-16 125 1,6 Tr24x5 135 27 67,5
1.15 ЗКЛП 150/125-16 125 1,6 Tr24x5 135 27 67,5

*) В таблице приведены задвижки ОАО "БАЗ" (г. Благовещенск, Башкортостан).

ПЕРВЫЙ ГАБАРИТ 

Первые 15 типов клиновых задвижек, перечисленных в таблице 1, следует комплектовать первым наименьшим габаритом электроприводов с присоединительным квадратным фланцем АК 100 x 100 мм (или цилиндрическим фланцем F10 по ISO 5210 с наружным диаметром dф = 125 мм). Привод оснащен электродвигателем мощностью 0,37 (0,5) кВт и универсальным асинфазным пятипоточным редуктором со строго фиксированным межосевым расстоянием в рабочих зацеплениях (aw = const) и одним комплектом трех сменных зубчатых колес быстроходной ступени za1  = za2 + 2zg1 = zg2 – 2 и zb1 = zb2– 2, где za1; za2; zb1; zb2; zg1; zg2 – числа зубьев малого и большого центральных колес и сателлитов соответственно быстроходной и тихоходной ступеней. При стандартной комплектации привод обеспечивает частоту вращения приводной гайки г = 24 мин -1 (первое исполнение).

При комплектации привода на частоту вращения приводной гайки nг = 12 мин-1 завод-изготовитель по заказу потребителя вместо стандартных зубчатых колес в быстроходной ступени изготавливает и использует вышеуказанный комплект сменных колес (второе исполнение). По заказу потребителя электропривод может поставляться в двух исполнениях в одном габарите: на 24 и 12 оборотов в минуту, то есть с запасным комплектом сменных колес.

Заметим, что наибольший диаметр транспортной трубы в приводных клиновых задвижках ЗКЛП с электроприводом первого габарита составляет DN = 125 мм при максимальном ходе шпинделя Sш = 135 мм. Это позволяет свободно размещать выдвижную часть шпинделя задвижки внутри пустотелых движущихся частей универсального редуктора электропривода, если высота редуктора между фланцами крепления запорной арматуры и приводного двигателя составляет Hp ≥ 200 мм. Внешний дизайн такого электропривода с двухступенчатым многопоточным зубчатым редуктором на базе планетарной передачи"3k – 2g – h" [1] приведен на рис. 2а и 2б. 

Рис. 2 a. Базовая конструкция электропривода запорной арматуры с выдвижным шпинделем [5]
Рис. 2 b. Кинематическая схема силовой трансмиссии электропривода запорной арматуры с выдвижным шпинделем [1]

ВТОРОЙ ГАБАРИТ 

Этот габарит следует из систематизации серийных задвижек по диаметру кольца бугеля, представленной в таблице 2. Диаметр кольца бугеля у представленных здесь 14-ти задвижек составляет D = 122 мм, а присоедиительный квадратный фланец – 122 x 122 мм (или F12 по ISO 5210 с диаметром фланца dф = 150 мм). Наибольший диаметр шпинделя определяется размером резьбы приводной гайки Tr 30 x 6. Частота вращения гайки шпинделя по ГОСТ 22309-73 составляет 50 и 25 мин-1 при максимальном расчетном моменте на приводной гайке 250 ± 25% H•м (ISO 5210). Полезная мощность на входе задвижки равна 1,3 кВт. Наибольший диаметр транспортной трубы в клиновых задвижках этой группы 250 мм при давлении 16 атм и ходе шпинделя Sш = 288 мм. Диаметр отверстий в пустотелых звеньях редуктора привода должен быть на 5 мм больше диаметра шпинделя (dш = 30 мм). Как видим, выдвижная часть шпинделя в приводе составляет 288 мм, а поэтому главной отличительной особенностью электропривода второго габарита при исполнении его по принципу рис. 2 является пустотелый вал ротора приводного двигателя с диаметром отверстия в роторе dо = 35 мм. Как и в предыдущем случае, редуктор (пятипоточный) снабжается своим возможным комплектом сменных колес быстроходной ступени с аналогичным соотношением чисел зубьев с разностью в два зуба и гарантирует безопасное двукратное изменение параметров мощности без изменения размеров корпуса. Резервирование в конструкции электроприводов возможности увеличения допускаемого нагрузочного момента, благодаря многопарности зацеплений, практически не влияет на габаритно-массовые параметры электроприводов, является исключительно важным их достоинством по ресурсо- и энергосбережению, многократно повышая надежность привода в целом.  

Таблица 2

Исходные данные для проектирования электроприводов второго габарита

ГабаритОсновные параметры запорной арматуры с выдвижным шпинделем как технологической машиныВходные параметры редукторного электропривода
№ задв.Тип и обозн. клиновой задв.по ТУ (ОСТ)Диаметр магист-ральной трубы DN, ммДавл. в трубе PN, МПаДиаметр кольца в узле бугеля D, ммФорма и габарит присо-едине-ния bxb (квадрат), ммxммТип присо-едине-нияДиаметр и пара-метры резьбы шпин-деля, Trdxh, ммxммХод шпин-деля, Sш, ммРасч.макс. крутящ. момент на гайке, Tг, НмЧисло об. гайки за время полного цикла N = Sш/hЧастота вращ. гайки nг, об/мин (по ГОСТ 22309-73)Время открытия/ закрытия, tо = tз = 60N/n, с, при nг = 24 мин-1Расч. полезн. мощн. на гайке Pпmax, кВтОбщий ориент. к.п.д. электро-привода, hобщНом. мощн. эл. двига-теля, Pдв, кВтРедуктор с ручным дублером
Общее пере-даточное число редук-тора, uредОбщее пере-даточное число ручного дублёра uдЧисло испол-нений в одном габа-рите
1210 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
22.1ЗКЛП 50-1605016 122 122x122 БTr30x669 25011,5 50; 2514 1.3 (0,65) 0,50 2,2 (2,2) uред = nдв/ nг = ua1hb1  uhb2b1 uд = uкп uhb2b1 2
2.2ЗКЛП 80-1608016Tr30x6841417
2.3ЗКЛП 100/80-1608016Tr30x6841417
2.4ЗКЛП 100-631006,3Tr30x61262125
2.5ЗКЛП 100-160 10016 Tr30x6 12020 24
2.6ЗКЛП 150/125-631256,3Tr30x61382328
2.7ЗКЛП 150-161501,6Tr30x61682834
2.8ЗКЛП 150-251502,5Tr30x61622732
2.9ЗКЛП 150-401504Tr30x61622732
2.10ЗКЛП 150-631506,3Tr30x61682834
2.11ЗКЛП 200-162001,6Tr30x62223643
2.12ЗКЛП 200-252002,5Tr30x62223744
2.13ЗКЛП 200-402004,0Tr30x62223744
2.14ЗКЛП 250-162501,6Tr30x62884858

*) В таблице приведены задвижки ОАО "БАЗ" (г. Благовещенск, Башкортостан).

ТРЕТИЙ ГАБАРИТ 

Этот габарит многооборотных электроприводов на рис. 2 рекомендуется устанавливать на третью группу задвижек с выдвижным шпинделем, охватывающую 15 типоразмеров (см. таблицу 3). Диаметр кольца бугеля у этих задвижек одинаков и составляет D ≥ 200 мм, а присоединительный квадратный фланец – 200 x 200 мм (аналог по ISO 5210 отсутствует). Наибольший диаметр шпинделя в задвижках определяется его резьбой Tr 44 x 8 и не превышает 44 мм. Частота вращения гайки шпинделя по ГОСТ 22309-73 составляет 50; 25 и реже 6,0 мин-1при максимальном расчетном моменте на приводной гайке 625...700 H•м (ISO 5210). Полезная мощность на входе задвижки равна: 3,65 кВт при частоте вращения 50 мин-1; 1,83 кВт при частоте вращения 25 мин-1 и 0,45 кВт при частоте 6 мин-1. Наибольший диаметр транспортной трубы в этой группе равен 500 мм при давлении 16 атм и ходе шпинделя Sш = 528 мм. Поэтому диаметр отверстий в пустотелых звеньях привода этого габарита должен быть не менее do = 55 мм (при dш = 50 мм). При этом, как и во втором габарите, вал ротора двигателя – пустотелый с диаметром отверстия 55 мм. Габарит электропривода с девятипоточным редуктором на базе передачи "3k – 2g – h" допускает три исполнения привода при неизменном редукторе (aw= const) за счет двух комплектов сменных зубчатых колес быстроходной ступени. Первый комплект: za1 = za2 + 2, zg1 = zg2 – 2, zb1 = zb2 – 2, а второй комплект za1 = za2 + 6, zg1 = zg2 – 6 и zb1 = zb2 – 6. Третий габарит также допускает установку трех разных по мощности электродвигателей при обязательном выполнении отверстия одного диаметра в их роторах, а также не исключает для универсализации установку одного наибольшего по мощности электродвигателя с резервированием части его установленной мощности в приводе. 

Таблица 3

Исходные данные для проектирования электроприводов трерьего габарита

ГабаритОсновные параметры запорной арматуры с выдвижным шпинделем как технологической машиныВходные параметры редукторного электропривода
№ задв.Тип и обозн. клиновой задв.по ТУ (ОСТ)Диаметр магист-ральной трубы DN, ммДавл. в трубе PN, МПаДиаметр кольца в узле бугеля D, ммФорма и габарит присо-едине-ния bxb (квадрат), ммxммТип присо-едине-нияДиаметр и пара-метры резьбы шпин-деля, Trdxh, ммxммХод шпин-деля, Sш, ммРасч.макс. крутящ. момент на гайке, Tг, НмЧисло об. гайки за время полного цикла N = Sш/hЧастота вращ. гайки nг, об/мин (по ГОСТ 22309-73)Время открытия/ закрытия, tо = tз = 60N/n, с, при nг = 24 мин-1Расч. полезн. мощн. на гайке Pпmax, кВтОбщий ориент. к.п.д. электро-привода, hобщНом. мощн. эл. двига-теля, Pдв, кВтРедуктор с ручным дублером
Общее пере-даточное число редук-тора, uредОбщее пере-даточное число ручного дублёра uдЧисло испол-нений в одном габа-рите
1210 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
33.1ЗКЛП 250-1252502,5200200x200ВTr40x62887004850; 25; 61153,6 (1,8; 0,44)0,505,5 (2,2; 1.1)uред = nдв/ nг = ua1hb1 uhb2b1uд = uкп uhb2b13
3.2ЗКЛП 300-163001,6Tr40x632454130
3.3ЗКЛП 200-632006,3Tr40x62223789
3.4ЗКЛП 250-402504Tr40x628848115
3.5ЗКЛП 300-253002.5Tr40x633055132
3.6ЗКЛП 350-163501,6Tr40x637863151
3.7ЗКЛП 400-164001,6Tr40x642671170
3.8ЗКЛП 100-25010025Tr44x81201536
3.9ЗКЛП 150/125-16012516Tr40x61502560
3.10ЗКЛП 150-16015016Tr24x51803072
3.11ЗКЛП 250-632506,3Tr44x82803584
3.12ЗКЛП 300-403004Tr40x634257137
3.13ЗКЛП 400-254002,5Tr40x642671170
3.14ЗКЛП 400-404004Tr50x843254130
3.15ЗКЛП 500-165001,6Tr50x852866158

*) В таблице приведены задвижки ОАО "БАЗ" (г. Благовещенск, Башкортостан).

ЧЕТВЕРТЫЙ ГАБАРИТ 

Этот габарит многооборотных электроприводов (рис. 2) запорных органов с выдвижным шпинделем по рис. 1 должен устанавливаться на группу из 10 типов задвижек, приведенных в таблице 4 (габарит 4). Диаметр кольца бугеля у этих задвижек одинаков и составляет D = 285 мм, а присоединительный квадратный фланец – 285 x 285мм (или F30 по ISO 5210). Наибольший диаметр шпинделя в этих задвижках определяется его однозаходной резьбой, в основном Tr 65 x 8 и реже – Tr 70 x 10. Частота вращения гайки шпинделя регламентируется ГОСТ 22309-73 и составляет 50; 25 и 6,0 мин-1 при максимальном расчетном моменте на приводной гайке 1750 H•м, поэтому полезная мощность на входе задвижки зависит от скорости вращения гайки и составляет соответственно 9,2; 4,6; 1,1 кВт. Естественно, что это обстоятельство в целях энерго-, ресурсосбережения необходимо учитывать при выборе установленной мощности приводного электродвигателя привода, который должен оснащаться либо девяти-, либо двенадцатипоточным редуктором. Ее следует назначать по полезной мощности для среднего скоростного режима (25 мин-1), а требуемые другие скоростные режимы электропривода (50 мин-1 и 6 мин-1) обеспечивать за счет снижения выходного момента и увеличения скорости (при nвых= 50 мин-1), или наоборот (при nвых= 6 мин-1) – двумя комплектами сменных зубчатых колес быстроходной ступени. В связи с размерами шпинделя задвижки (dш= 70 мм) вал ротора электродвигателя выполняется пустотелым с диаметром отверстия dо= 75 мм.   

Таблица 4

Исходные данные для проектирования электроприводов четвертого габарита 

ГабаритОсновные параметры запорной арматуры с выдвижным шпинделем как технологической машиныВходные параметры редукторного электропривода
№ задв.Тип и обозн. клиновой задв.по ТУ (ОСТ)Диаметр магист-ральной трубы DN, ммДавл. в трубе PN, МПаДиаметр кольца в узле бугеля D, ммФорма и габарит присо-едине-ния bxb (квадрат), ммxммТип присо-едине-нияДиаметр и пара-метры резьбы шпин-деля, Trdxh, ммxммХод шпин-деля, Sш, ммРасч.макс. крутящ. момент на гайке, Tг, НмЧисло об. гайки за время полного цикла N = Sш/hЧастота вращ. гайки nг, об/мин (по ГОСТ 22309-73)Время открытия/ закрытия, tо = tз = 60N/n, с, при nг = 24 мин-1Расч. полезн. мощн. на гайке Pпmax, кВтОбщий ориент. к.п.д. электро-привода, hобщНом. мощн. эл. двига-теля, Pдв, кВтРедуктор с ручным дублером
Общее пере-даточное число редук-тора, uредОбщее пере-даточное число ручного дублёра uдЧисло испол-нений в одном габа-рите
1210 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
44.1ЗКЛП 150-25015025 285 285x285 ГTr60x8184 175023 50; 25; 655 9,2 (4,6; 1,1) 0,70 1.1 (5,5; 1,5) uред = nдв/ nг = ua1hb1  uhb2b1 uд = uкп uhb2b1 3
4.2ЗКЛП 200-25020025Tr60x82162765
4.3ЗКЛП 200-16020016Tr60x82322970
4.4ЗКЛП 250-16025016Tr65x102803379
4.5ЗКЛП 400-63 4006,3 Tr70x10 43043 103
4.6ЗКЛП 500-405004Tr60x852866158
4.7ЗКЛП 500-255002,5Tr60x852866158
4.8ЗКЛП 600-166001,6Tr60x860876182
4.9ЗКЛП 600-256002,5Tr60x860876182
4.10ЗКЛП 700-167001,6Tr65x1074074178

*) В таблице приведены задвижки ОАО "БАЗ" (г. Благовещенск, Башкортостан).

ПЯТЫЙ ГАБАРИТ 

Пятый габарит многооборотных электроприводов запорных органов с выдвижным шпинделем по рис. 1 устанавливается на задвижки двух фирм БАЗ и ПТПА (табл.  5) и может быть рекомендован для любых других задвижек с аналогичными параметрами, в том числе и шиберных. Привод односкоростной (рис. 2) с двенадцати- или шестнадцатипоточным асинфазным редуктором. Он легко может быть переведен на две и более выходные скорости (например, 10 и 5 мин-1) по аналогии с другими габаритами. Диаметр кольца бугеля у этих задвижек в основном D = 360 мм, а присоединительный квадратный фланец – 360 x 360 мм (или F35 по ISO 5210 с диаметром фланца dф = 415 мм). Наибольший диаметр шпинделя у задвижек этой группы определяется диаметром резьбы приводной гайки: однозаходной Tr 100 x 12 или двухзаходной Tr 100 x 24 (P12). Привод комплектуется электродвигателем мощностью 15 кВт с пустотелым валом ротора с диаметром отверстия do = 120 мм. Во всех вышеуказанных габаритах электроприводов для запорной арматуры с выдвижным шпинделем в качестве силовой трансмиссии используется неделимая двухступенчатая асинфазная многопоточная передача с многопарными выпукло-вогнутыми контактами зубьев в зацеплениях [1, 2, 3]. Основным габаритным параметром в передачах такого типа является межосевое расстояние в рабочих зацеплениях, величина которого регламентируется ГОСТ 6636-89. В пяти габаритах многооборотного электропривода рекомендуется использовать следующий стандартный ряд межосевых расстояний: aw = 50; 63; 80; 100 и 125 мм при стандартных модулях рабочих зацеплений m = 0,8, 1,0 и 1,25 мм. Заметим, что представленный на рис. 2 многооборотный электропривод относится к третьему габариту. Ввиду универсальности макетного образца электропривода, обеспечивающего пятивариантное исполнение в одном габарите, реальное межосевое расстояние в макете составляет aw = 88 мм при модуле рабочих зацеплений m  = 1 мм. Из-за двенадцатипоточного исполнения макет позволяет воспроизводить максимальный выходной крутящий момент Tвых = 8500 H•м при частоте вращения выходного вала, nг= 8 мин-1, что подтверждено заводскими испытаниями [5]. Известно, что основными показателями конкурентоспособности современной машиностроительной продукции является, с одной стороны, универсальность и унификация изделия, а с другой, её удельные масса и рыночная цена [2]. Семьдесят типоразмеров задвижек разного диаметра транспортной трубы и разного давления в ней комплектуются всего пятью габаритами многопоточного асинфазного электропривода с минимальной удельной массой qm = 0,03...0,035 кг/Н•м и менее на единицу воспроизводимого выходного момента. К примеру, удельная масса лучших образцов электроприводов мировых лидеров в производстве приводов запорной арматуры составляет: qm = 0,098 кг/Н•м у фирмы ROTORK, q= 0,045 кг/Н•м у фирмы AUMA.  

Таблица 5

Исходные данные для проектирования электроприводов пятого габарита 

ГабаритОсновные параметры запорной арматуры с выдвижным шпинделем как технологической машиныВходные параметры редукторного электропривода
№ задв.Тип и обозн. клиновой задв.по ТУ (ОСТ)Диаметр магист-ральной трубы DN, ммДавл. в трубе PN, МПаДиаметр кольца в узле бугеля D, ммФорма и габарит присо-едине-ния bxb (квадрат), ммxммТип присо-едине-нияДиаметр и пара-метры резьбы шпин-деля, Trdxh, ммxммХод шпин-деля, Sш, ммРасч.макс. крутящ. момент на гайке, Tг, НмЧисло об. гайки за время полного цикла N = Sш/hЧастота вращ. гайки nг, об/мин (по ГОСТ 22309-73)Время открытия/ закрытия, tо = tз = 60N/n, с, при nг = 24 мин-1Расч. полезн. мощн. на гайке Pпmax, кВтОбщий ориент. к.п.д. электро-привода, hобщНом. мощн. эл. двига-теля, Pдв, кВтРедуктор с ручным дублером
Общее пере-даточное число редук-тора, uредОбщее пере-даточное число ручного дублёра uдЧисло испол-нений в одном габа-рите
1210 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
55.1ЗКЛП 250-25025025 360 360 ДTr65x10270 380027 1014 10,0 0,70 15,0 uред = nдв/ nг = ua1hb1  uhb2b1 uд = uкп uhb2b1 2
5.2ЗКЛП 600-406004 285  285   ГTr65x10620 3800 6217
5.3ПТ11001-100010001,6 360 360х360 Д Tr90x24х121080 6480 4517
5.4ПТ11001-120012001,6Tr100x24х121248  100005225
5.5ПТ11015-800 8002,5 Tr80x10 820  490082 24
5.6ПТ11015-100010002,5Tr100x24х121056  100004428
5.7ПТ11083-7007004,0Tr100x24х12720  93003034
5.8ПТ11009-1200М12006,4Tr100x24х121248 100005232
5.9ПТ11009-400М40010Tr85x12480 21204032
5.10ПТ11009-500М150010Tr90x12600 58005034
5.11ПТ11009-700М70010Tr100x24х12720 9000 3043
5.12ПТ11009-1000М100010Tr100x24х121056 9900 4444

*) В таблице приведены задвижки ОАО "БАЗ" (г. Благовещенск, Башкортостан), а также задвижки ОАО "ПТПА" (г. Пенза).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. По определению ГОСТ Р 52720 (статья 2.1) трубопроводная арматура – это техническое устройство, т.е. технологическая машина с ручным (в прошлом) или механическим (в настоящем) редукторным регулируемым приводом с одной степенью свободы, носителем движений в которой служат либо двухзвенные рычажные, либо четырехзвенные (клиновые или шиберные задвижки) винто-рычажные реверсивные механизмы, а источником их движения и механической энергии служат приводы вращательного действия, в том числе на электрических энергоносителях.
  2. Несмотря на разнообразие конструктивного исполнения серийной ТПА с выдвижным шпинделем по диаметру и давлению в транспортной трубе и входным параметрам мощностного потока по скорости и моменту и возможности появления новых их конструкций, в рассматриваемом габарите вся гамма задвижек, выпускаемых российским арматуростроением, разделяется по типу присоединения к ней привода на пять габаритов: А, Б, В, Г и Д (рис. 1), для которых следует рекомендовать только пять габаритов универсальных унифицированных многооборотных электроприводов с одинаковым ответным присоединением при многовариантном исполнении в каждом габарите (см. табл. 1…5) за счет дискретного изменения параметров переменных кинематических связей.
  3. Учитывая главные достоинства многооборотного многопоточного привода: коаксиальное расположение геометрических осей приводного электродвигателя, входного, промежуточного и выходного валов редуктора с осью шпинделя; блочно-модульное построение и унификацию до 80% деталей изделия; многопоточный подвод механической энергии от электродвигателя к шпинделю короткими параллельными умеренно нагруженными силовыми цепями при высоком КПД; минимальные массово-габаритные параметры; технологичность и многовариантное исполнение привода в одном габарите; совершенную и надежную систему ручного, дистанционного и автоматического управления, регулирования, диагностики и защиты привода в экстремальных условиях эксплуатации, – легко спрогнозировать экономические результаты, которые могут быть получены от широкого внедрения нового электропривода в современные транспортные магистрали российского трубопроводного транспорта, получившие глобальное мировое распространение [4], и не только в них.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Патент на изобретение 2402707 Российская Федерация, МПК F16H. Двухступенчатая планетарная передача / Сидоров П.Г., Сидоров О.П., Смелов Ю.Е., Пашин А.А., Плясов А.В., Ширяев И.А. № 2008139793/11; заявл. 08.10.2008; опубл. 27.10.2010. Бюл. № 30.
  2. Многопоточные зубчатые трансмиссии: теория и методология проектирования. / Сидоров П.Г., Пашин А.А., Плясов А.В. /под ред. П.Г. Сидорова. М.: Машиностроение, 2011. – 340 с.
  3. Многооборотный электропривод трубопроводной арматуры: монография / под ред. В.Я. Распопова. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. – 322 с.
  4. Грязев М.В., Сидоров П.Г. Многооборотные зубчатые приводы. // Новый оборонный заказ (стратегии). 2011. № 4. С. 80.
  5. Р.В. Алалуев, А.В. Дмитриев, В.Я. Распопов, П.Г. Сидоров, А.В. Ушаков. Многооборотный электропривод для управления запорной арматурой трубопроводного транспорта. //Арматуростроение, Санкт-Петербург, 2012, № 2. С.54-59.  

 


По материалам: http://www.valve-industry.ru