РЕДУКТОР ЗАПОРНОЙ И ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЙ АРМАТУРЫ С ПЕРЕДАЧЕЙ ЧЕРВЯЧНОГО ТИПА

Полезная модель относится к средствам управления, а именно включающим устройствам, содержащим, по крайней мере, одну шестерню и зубчатую рейку, и могут применяться в составе трубопроводной арматуры, для управления шаровыми кранами, дисковыми затворами, гермоклапанами, а также для механического дублирования используемых гидро- и пневмоприводов.
Из уровня техники известен привод запорно-регулирующей арматуры (RU 46066 U1, МПК F16K 31/54, опубл. 10.06.2005), содержащий корпус, с размещенной в нем спироидной передачей, ведомый элемент которой связан с исполнительным механизмом. Передача имеет большое число зубьев, одновременно передающих нагрузку, и зубчатое колесо из закаленной стали, что в совокупности обеспечивает высокую прочность передачи и, как следствие, высокую стойкость устройства к перегрузочным вращающим моментам.
К недостаткам привода следует отнести компоновочные ограничения, не позволяющие минимизировать размеры передачи из-за ограниченности наибольшего диаметра сквозного отверстия в выходном валу, необходимого для размещения приводного вала (штока) арматуры, а также вследствие необходимости размещения на входном и выходном валах подшипников, имеющих относительно большие размеры из-за повышенных на 20-30% по сравнению с традиционной ортогональной червячной цилиндрической передачей сил, действующих в зацеплении.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели и выбранным в качестве прототипа признаны червячные редукторы(Редукторы GS // AUMA. URL: https://www.auma.com/ru/produkcija/nepolnooborotnye-reduktory/ reduktory-gs/ (дата обращения: 23.02.2021).), использующиеся для автоматизации неполнооборотной и специальной арматуры [1, с. 83].
Главным недостатком известных редукторов трубопроводной арматуры являются их невысокая стойкость к перегрузкам, обусловленная необходимостью применения для их изготовления червячных колес из бронзы или чугуна - материалов, обеспечивающих стойкость заеданию в контакте. Применение для этой цели более прочной закаленной стали практически неизбежно ведет к заеданию передачи. Это обусловлено наличием в традиционном червячном зацеплении зоны в районе средней плоскости колеса с крайне неблагоприятными ухудшенными свойствами [2]. Вторым недостатком традиционной ортогональной червячной цилиндрической передачи, применяемой в прототипе, является относительно небольшое - от двух до трех зубьев, одновременно передающих нагрузку. В совокупности эти недостатки не позволяют повысить запас прочности устройства при действии перегрузочных вращающих моментов, характерных для управления арматурой и, соответственно, вызывает необходимость увеличения редуктора в тех случаях, когда требуется указанный большой запас прочности.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение запаса прочности редуктора запорной и запорно-регулирующей арматуры.
Указанная задача решена тем, что редуктор запорной и запорно-регулирующей арматуры содержит червячную цилиндрическую передачу с усеченным колесом, имеющим диаметр от 1,8 до 2,0 от межосевого расстояния передачи, ширину венца, измеренную вдоль его оси от 0,3 до 0,4 от диаметра вершин витков червяка и смещенным относительно межосевой линии передачи на величину от 0,1 до 0,2 от диаметра вершин витков червяка. При этом профиль червяка выполнен выпуклым, дополнительно проведена продольная и профильная модификация зубьев колеса, а само колесо выполнено из закаленной стали.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков редуктора, является повышение его прочности, за счет повышения количества зубьев, одновременно передающих нагрузку, и улучшения в сравнении с традиционной ортогональной червячной цилиндрической передачей условий контакта между зубьями червяка и колеса.
Конструкция редуктора поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан внешний вид устройства при управлении им шаровым краном или дисковым затвором; на фиг. 2 показан внешний вид устройства при механическом дублировании им гидро- или пневмопривода.
Редуктор запорной и запорно-регулирующей арматуры с передачей червячного типа устроен следующим образом.
1
2
Его основой является червячная цилиндрическая передача, включающая в себя цилиндрический червяк 1, установленный в корпусе 2 редуктора посредством подшипников, связанный червячной передачей с усеченным стальным червячным колесом 3 смещенным вдоль своей оси относительно межосевой линии ОО и установленным, в свою очередь, в корпусе 2 посредством подшипников. Колесо 3 выполнено с возможностью передачи вращения выходному валу-переходнику 4, имеющему отверстие под шток арматуры для передачи последнему вращения (возможно конструктивное исполнение выходного вала-переходника 3 и колеса 4 как единой детали).
Редуктор запорной и запорно-регулирующей арматуры с передачей червячного типа работает следующим образом.
Первоначально редуктор устанавливают на запорной арматуре, затем на входной вал (цилиндрический червяк 1) надевают маховик ручного управления или соединяют этот вал с выходным валом электропривода (на фигурах условно не показаны). При работе редуктора червяк 1 передавая вращение, зацепляется с усеченным стальным червячным колесом 3, передающим вращение выходному валу-переходнику 4.
Благодаря относительно большим межосевому расстоянию и диаметру колеса в предлагаемом устройстве возможно размещение большого центрального отверстия в выходном валу при сравнительно небольших размерах редуктора. Кроме того, колесо в предлагаемом устройстве является более плоским (имеющим меньшую ширину венца), чем в прототипе, что способствует большей компактности устройства.
Таким образом, рассмотренная в настоящей заявке конструкция редуктора обеспечивает значительное повышение его прочности, что одновременно позволяет обеспечить его стойкость к большим перегрузочным вращающим моментам при минимизации его размеров и массы.
Список использованных источников:
1. Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура. Справочное пособие. - Машиностроение. Ленинград. 1981, 368 с.
2. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. - М.: Наука, 1968, С. - 391-392, §77.