Synthesis of the Pipeline Valve Drive with Automatic Switching of Speeds
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-72-77Keywords:
planetary drive, driven link, rod, strength, rigidity, shut-off valve, parametersAbstract
In the drives of the shut-off valves, planetary gears are widely used. However, their existing designs with manual speed switching are difficult to manufacture and inconvenient to operate. The drive, made on the basis of an eccentric planetary gear with flexible elements, is devoid of these disadvantages and provides automatic switching speeds depending on the load on the operating body of the valve. The most important details of this drive are flexible elements made in the form of rods rigidly embedded in the driven member. Their dimensions should provide the required strength and rigidity and correspond to the parameters of the planetary gear. The diameter of flexible elements and their length for a given number were determined based on the condition that when the mechanism is operating in the mode of direct transfer of movement from the pulley to the driven link, the radial displacement of the movable gearwheel as a result of deformation of the flexible elements does not exceed the gap between the surfaces of the tops of teeth of gearwheels in the absence of load; and when operating in the gearbox mode, it is equal to the interaxial distance of the gear. In this case, the methods of structural mechanics were used. Parameters of the planetary gear (the number of gearwheel teeth, pressure angle, gearing module, and facewidth) were determined from calculation of teeth for bending strength and with account of the eccentricity of the gearwheel with external teeth when operating in the gearbox mode. Thus, it was found that with the torque at the input shaft of the drive under 240 Nm and rational values of gearwheel tooth numbers, the length of flexible elements does not exceed 150 mm and their diameter is 13 mm. The presented structure of the shut-off pipeline valve drive with automatic switching of speeds and methods of its analysis allow for performing the rational design of the described mechanism.References
Drewniak I., Kopek I., Zawislak S. Kinematical and Efficiency Analysis of Planetary Gear Trains by Means of Various Graph-Based Approaches. Theory and Practice of Gearing and Transmissions, Mechanisms and Machine, 2016, 34, pp. 263-284.
Sondkar P., Kahraman A. A Dynamic Model of a Double-helical Planetary Gear Set. Mechanism and Machine Theory, 2013, 70, pр. 157-174.
Волков Г. Ю., Ратманов Э. В., Курасов Д. А. Адаптивная система коррекции погрешностей наклона зубьев в зубчатых передачах // Вестник машиностроения. 2013. № 3. С. 14-16.
Исследование распределения нагрузки в зацеплениях колес многопоточных планетарных передач и его влияние на технико-экономические показатели привода / Плеханов Ф. И., Вычужанина Е. Ф., Пушкарев И. А. [и др.] // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2017. Т. 20, № 2. С. 29-35.
Суриков Д. Г. Разработка методики предупреждения отказов механических трансмиссий мехатронных приводов трубопроводной арматуры // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2015. № 5. С. 233-241.
Сызранцев В. Н., Пазяк А. А. Прецессирующая передача для приводов запорной арматуры нефтегазопроводов и редукторных вставок насосов для добычи тяжелых нефтей // Известия Томского политехнического университета. 2017. Т. 328, № 2. С. 15-27.
Плеханов Ф. И., Тонких А. С., Вычужанина Е. Ф. Особенности проектирования и технико-экономические показатели планетарных передач буровых установок // Нефтяное хозяйство. 2015. № 6. С. 44-46.
Конструктивные исполнения планетарно-цевочных редукторов для высокоточных следящих систем / Иванов А. С., Ермолаев М. М., Крикунов Д. Э. [и др.] // Вестник машиностроения. 2013. № 3. С. 9-12.
Ражиков В. Н., Беляев А. Н. Методика ускоренных ресурсных испытаний планетарной зубчатой передачи k-h-v, работающей с небольшой частотой вращения // Вестник машиностроения. 2017. № 1. С. 40-43.
Ан И. К. Распределение усилий между звеньями планетарного механизма типа k-h-v // Вестник машиностроения. 2016. № 5. С. 60-63.
Плеханов Ф. И., Блинов И. А., Кутявина Л. Л. Геометрия внутреннего эвольвентного зацепления колес с малой разницей чисел их зубьев и ее влияние на нагрузочную способность планетарной передачи // Интеллектуальные системы в производстве. 2015. № 2. С. 67-70.