ПРИВОД ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ СО СМЕННЫМ КРОНШТЕЙНОМ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использовано в различных конструкциях управления трубопроводной арматурой - кранами, задвижками и вентилями.
Известен привод управления трубопроводной арматурой, содержащий маховик ручного управления и размещенную в корпусе коническую зубчатую передачу, конические колеса которой закреплены на валах, установленных в подшипниках, маховик соединен входным валом с ведущим колесом, а шпиндель трубопроводной арматуры кинематически связан выходным валом с ведомым колесом, отличающийся тем, что коническая передача выполнена в виде гипоидной передачи, оси колес которой расположены в параллельных плоскостях, ведущее колесо выполнено заодно с входным валом, выполненным ступенчатым и размещенным в ступенчатой гильзе, по краям которой встроены втулки двух подшипников скольжения разного диаметра, причем втулка с большим диаметром расположена со стороны конического колеса, а втулка с меньшим диаметром - со стороны маховика, при этом выходной вал выполнен полым, а корпус снабжен полой крышкой с каналом, соосным выходному валу (RU №52621).
Известен привод трубопроводной арматуры, содержащий корпус, смонтированную на нем коническую передачу, например гипоидную, ведущее колесо которой выполнено заодно с входным валом, управляемым маховиком, установленным на подшипнике скольжения в гильзе, соединенной с корпусом, а ведомое колесо закреплено на полом выходном валу с торцевой кулачковой муфтой и установлено в корпусе на подшипнике качения и крышку, имеющую стакан для размещения в нем выдвижной части шпинделя, отличающийся тем, что полый выходной вал с противоположного кулачковой муфте конца снабжен опорой, взаимодействующей с согласованной проточкой, выполненной в крышке, а входной вал снабжен резьбой взаимодействующей с нажимной гайкой, коаксиально установленной в подшипнике скольжения и опирающейся на торец гильзы (RU №59184, прототип).
Недостатками известных приводов являются низкая степень унификации, препятствующая преобразованию ручного привода в привод с электродвигателем, низкий КПД, обусловленный консольной схемой расположения опор входного (ведущего) вала, неоптимальным выполнением опоры выходного вала с противоположного кулачковой муфте конца, большие затраты потребляемой энергии, недостаточные надежность и ресурс работы.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного привода управления трубопроводной арматурой и расширение арсенала приводов управления трубопроводной арматурой.
Технический результат полезной модели состоит в повышении степени унификации, повышении КПД, снижении затрат энергии, повышении надежности, увеличении ресурса работы.
Сущность полезной модели состоит в том, что привод трубопроводной арматуры содержит корпус, с закрепленной на нем крышкой и размещенную в корпусе коническую зубчатую передачу, состоящую из установленных в подшипниках ведущего вала-шестерни и ведомого зубчатого колеса, соединенного с выходным валом, связанным с запорным органом арматуры, при этом вал-шестерня установлен в двух радиальных подшипниках качения, размещенных по обе стороны от его зубчатого венца, и в упорном подшипнике качения, размещенном в дополнительно установленном съемном кронштейне и зафиксированном упором, установленным в канавку вала-шестерни.
Предпочтительно, ведущий вал-шестерня установлен в двух радиальных роликовых подшипниках качения один из которых размещен в крышке корпуса, а второй - во втулке, дополнительно установленной между кронштейном и крышкой корпуса.
В разных случаях реализации съемный кронштейн выполнен с цилиндрическим пояском на краю, а ведущий вал-шестерня - с прямобочными шлицами для соединения со штурвалом ручного управления, в других случаях - съемный кронштейн снабжен фланцем, а ведущий вал-шестерня - кулачковой муфтой для соединения с электродвигателем.
При этом выходной вал установлен в двух радиальных подшипниках качения, размещенных по обе стороны от ведомого зубчатого колеса, и снабжен муфтой с торцовыми кулачками для передачи крутящего момента запорному органу трубопроводной арматуры и шпонкой для фиксации привода на присоединительном фланце трубопроводной арматуры, а кронштейн снабжен центрирующим кольцом.
Коническая передача может быть выполнена в виде конической гипоидной передачи или коническая передача может быть выполнена в виде конической передачи с винтовыми зубьями.
На чертеже фиг.1 изображен вид спереди привода трубопроводной арматуры с ручным маховиком, на фиг.2 - разрез по фиг.1, на фиг.3 - вид сверху по фиг.1, на фиг.4 - вид спереди привода трубопроводной арматуры с электродвигателем, на фиг.5 - разрез по фиг.4, на фиг.6 - вид сверху по фиг.4,
Привод собран в корпусе, состоящем из основания 1 корпуса и крышки 2 корпуса, соединенных болтами 3. В корпусе привода размещена коническая зубчатая передача, состоящая из ведущего вала-шестерни 4 и ведомого зубчатого колеса 5. Ведущий вал-шестерня 4 установлен в двух радиальных роликовых подшипниках 6, 7 качения, размещенных по обе стороны от его зубчатого венца, и упорном подшипнике 8 качения. Подшипник 6 установлен в крышке 2 корпуса, подшипник 7 установлен во втулке 9. Упорный подшипник 8 установлен в съемном сменном кронштейне 11 и зафиксирован на валу-шестерне 4 упором 12, установленным в канавку 13 вала-шестерни 4. Центрирующее кольцо 14 служит для центрирования съемного (сменного) кронштейна 11 относительно втулки 9.
Ведомое зубчатое колесо 5 соединено болтами 20 с полым выходным валом 21. Полый выходной вал 21 на своем нижнем конце имеет муфту с торцовыми кулачками 22 для передачи крутящего момента ходовой гайке арматуры. Полый выходной вал 21 установлен в подшипниках 23 и 24 качения, размещенных по обе стороны от ведомого зубчатого колеса.
На крышку 2 корпуса привода установлена полая крышка 25 для размещения в ней выдвижного шпинделя арматуры. Крышка 25 может быть снабжена указателем (не изображен) положения запорного органа арматуры. Шпонка 26 служит для фиксации привода на присоединительном фланце трубопроводной арматуры (не изображена).
Коническая передача может быть выполнена в виде конической гипоидной передачи или в виде конической передачи с винтовыми зубьями. Ведущий вал-шестерня 4 имеет прямобочные шлицы 16.
В варианте привода (фиг.1-3) с ручным управлением в нем установлен вариант кронштейна 11 с цилиндрическим пояском (не обозначен) на краю. На прямобочные шлицы 16 ведущего вала-шестерни 4 при этом устанавливается штурвал - маховик 27 для ручного управления. Маховик 27 крепится на валу-шестерне 4 болтом 19.
В варианте привода (фиг.4-6) с электродвигателем (не изображен) в нем установлен вариант кронштейна 11 с фланцем 15 для установки и закрепления электропривода. На валу-шестерне 4 установлена при этом кулачковая муфта 17 с кулачками 18 для соединения с валом электродвигателя.
Привод трубопроводной арматуры работает следующим образом.
Крутящий момент, развиваемый внешним механизмом (маховиком 27 или электродвигателем), передается валу-шестерне 4. Далее, через гипоидное или винтовое коническое зацепление крутящий момент передается ведомому зубчатому колесу 5, соединенному с ним болтами 20 полому выходному валу 21. Упорный подшипник 8 обеспечивает двухстороннее восприятие осевых сил, возникающих при работе зубчатых колес 4, 5 конического зубчатого зацепления. От вала 21 через торцовые кулачки 22 муфты крутящий момент передается ходовой гайке трубопроводной арматуры, которая, в свою очередь, приводит в движение запорный орган арматуры - задвижки.
Шпонка 26 воспринимает реактивный момент от передачи крутящего момента привода.
В приводе по фиг.1-3 крутящий момент, развиваемый оператором, от маховика 27 через прямобочные шлицы 16 передается валу-шестерне 4.
В приводе по фиг.4-6 крутящий момент, развиваемый электродвигателем, через кулачки 18 кулачковой муфты 17, прямобочные шлицы 16 передается валу-шестерне 4. Далее, через зубчатое коническое зацепление крутящий момент передается ведомому зубчатому колесу 5, соединенному с ним болтами 20 полому выходному валу 21 и через торцовые кулачки 22 муфты - ходовой гайке трубопроводной арматуры, которая, в свою очередь, приводит в движение запорный орган задвижки.
Применение съемного (сменного) кронштейна 11 входного вала позволяет производителю изготавливать один базовый (унифицированный) привод, который заменой минимального числа деталей 11, 17 можно преобразовывать в ручной привод (управление маховиком) или в усилитель крутящего момента с управлением от небольшого электродвигателя.
КПД привода и ресурс работы привода повышены за счет применения в приводе только подшипников 6, 7, 8, 23, 24 качения. Выходной вал 21 привода имеет улучшенную верхнюю опору в виде подшипника качения 24. Ведущий вал-шестерня 4 имеет внутреннюю и внешнюю опоры в виде подшипников 6, 7 качения. Расположение опор ведущего вала-шестерни 4 в виде подшипников 6, 7 качения по обе стороны от зубчатого венца (двухопорная схема) значительно улучшает условия работы зубьев в зацеплении. Эта схема расположения опор также улучшает условия работы подшипника 8 по сравнению с консольной схемой расположения опор. Усилие на входе привода (усилие оператора на маховике или потребная мощность электродвигателя) может быть снижено за счет увеличения передаточного отношения конической гипоидной передачи (не менее 10:1).
Таким образом, создан эффективный привод управления трубопроводной арматурой и расширен арсенал приводов управления трубопроводной арматурой.
При этом повышена степень унификации, повышен КПД, снижены затраты энергии, повышена надежность, увеличен ресурс работы.