Т. 328, № 3

Расчет нагрузочной способности полуобкатной плоскоконической передачи приводов запорной арматуры

Актуальность работы. Современные приводы запорной арматуры, основанные на использовании червячных и спироидных передач, имеют крайне низкий к.п.д. (порядка 0,3), при кратковременном режиме работы имеют высокий страгивающий момент, что приводит к необходимости использования электроприводов повышенной мощности, а при внедрении передач в условиях Крайнего Севера систем дистанционного управления запорной арматуры к выходу из строя электродвигателей в связи с их отказами вследствие «прихватов» как шаровых кранов, так и червячных или спироидных передач. Обеспечить требуемую работоспособность и надежность работы запорной арматуры в отмеченных условиях эксплуатации позволяют приводы, разработанные на основе плоскоконических прецессирующих передач. К настоящему времени для этих передач построены математические модели процессов формообразования зубьев колес, исследована геометрия их контактирования в зацеплении. Показано, что с позиций технологического обеспечения процессов изготовления зубьев колес передач, обеспечения требуемых геометро-кинематических характеристик контакта, наиболее эффективными являются полуобкатные плоскоконические передачи с продольной модификацией поверхности зубьев колеса. В то же время для реализации процесса проектирования плоскоконических передач необходимо уметь определять их нагрузочную способность по критерию обеспечения контактной прочности. Принципиальной сложностью решения данной задачи является наличие в зацеплении плоскоконической передачи нескольких пар зубьев, число которых зависит от геометрии поверхностей зубьев, величины передаваемого крутящего момента, изгибной и контактной податливости зубьев в зацеплении. Цель исследования: разработка методики расчета несущей способности передачи по величине передаваемого крутящего момента из условия обеспечения контактной прочности при известной геометрии зубьев колеса и шестерни полуобкатной плоскоконической передачи, заданных механических характеристиках материала колес. Методы исследования: теория пространственных передач зацеплением, методы строительной механики раскрытия статической неопределимости систем с односторонними связями, численные методы решения систем трансцендентных уравнений. Результаты. Для проектирования приводов запорной арматуры нефтегазопроводов на основе полуобкатных плоскоконических передач разработана методика их проверочного расчета на контактную прочность при заданной величине крутящего момента. Методика проиллюстрирована на примере расчета нагрузочной способности соосного редуктора с передаточным отношением 65 привода шарового крана ДУ-300.

Ключевые слова:

полуобкатные плоскоконические передачи, локализованные контакты, многопарные контакты, контактные напряжения, нагрузочная способность, электронный ресурс,

Авторы:

Сызранцев Владимир Николаевич

Пазяк Андрей Александрович

Скачать PDF