Рис. 1. Типы цилиндрических червяков
Табл. 1. Число зубьев колеса и количество заходов червяка
На шаровых кранах зачастую применяются дополнительные устройства — механические редукторы. Они осуществляют передачу и преобразование крутящего момента между двигателем и исполнительным механизмом, ограничивают угол поворота в неполноповоротном устройстве, обеспечивают надежность его эксплуатации.
На больших диаметрах (от Ду 250) редукторы используются для облегчения усилий при открытии и закрытии, а на меньших диаметрах (от Ду 50) они устанавливаются во избежание гидравлического удара. Важно правильно выбрать тип редуктора в зависимости от его назначения и технических параметров запорного устройства. Рассмотрим принцип действия и особенности применения на примере червячного редуктора.
Червячный редуктор передает движение между скрещивающимися осями. Главным элементом механизма является винт, напоминающий червяка, отсюда и название этого редуктора. Достоинствами червячного редуктора являются возможность получить большое передаточное число в одной ступени, небольшие размеры, компактность и крутящий момент.
Отметим также плавность хода и самоторможение при определенных передаточных числах без применения тормозных устройств. Есть и обратная сторона медали — подобные механизмы обладают небольшим КПД из-за потерь на трение скольжения в зацеплении. Червячные редукторы могут быть одноили многоступенчатыми (однотипными по типу передачи или комбинированными), а передачи — с цилиндрическими и глобоидными червяками, спироидные, тороидные и тороидно-дисковые.
Активно используются редукторы с цилиндрическими и глобоидными червяками, хотя ранее зачастую применялись передачи с цилиндрическим червяком. Цилиндрический червяк имеет форму винта с резьбой, а по форме поверхности витка подразделяется на архимедовый, конволютный и эвольвентный. Архимедовый червяк (рис. 1а) в осевом сечении витка имеет трапецеидальный профиль, очерчен в торцовом сечении архимедовой спиралью; конволютный червяк (рис. 1б) имеет прямолинейные очертания витка в нормальном сечении; эвольвентный червяк (рис. 1в) имеет прямолинейный профиль при сечении витка плоскостью, касательной к основному цилиндру червяка, а при сечении плоскостью, перпендикулярной к оси, дает эвольвенту.
Определение числа заходов червяка и количества зубьев колеса в червячной передаче варьируется от одного до четырех и от 26 до 80. При использовании редуктора с нестандартными передачами значение определяется по табл. 1. Развитие технологий в машиностроении коснулось и редукторов: на основе классических механизмов были сконструированы электроприводы для трубопроводной арматуры.
Вместе с этим необходимо сохранить надежность уже проверенных временем механизмов. Важно внимательно отнестись к выбору редуктора для определенного вида запорной арматуры во избежание нанесения ущерба из-за ремонтов изделий и внеплановых простоев.
