RU167619U1 - TWO SPEED FLYWHEEL FOR PIPELINE FITTINGS - Google Patents
TWO SPEED FLYWHEEL FOR PIPELINE FITTINGS Download PDFInfo
- Publication number
- RU167619U1 RU167619U1 RU2014143891U RU2014143891U RU167619U1 RU 167619 U1 RU167619 U1 RU 167619U1 RU 2014143891 U RU2014143891 U RU 2014143891U RU 2014143891 U RU2014143891 U RU 2014143891U RU 167619 U1 RU167619 U1 RU 167619U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- wheel
- shaft
- speed
- gearing
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 claims description 14
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 241000380131 Ammophila arenaria Species 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/44—Mechanical actuating means
- F16K31/60—Handles
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Предлагаемый двухскоростной маховик является комбинацией в едином конструктивном исполнении обычного маховика с двухскоростным приводом большого передаточного отношения (10-20) и КПД, в габаритах применяемых маховиков и с обычной посадкой на вал арматуры, привода арматуры или иного приемника момента. Маховик содержит цельную сборку 1 из обода, спиц, возможно рукоятки и корпуса, которая по сути является водилом двухколесной планетарной передачи K-H-V внутреннего зацепления. Эта сборка 1 обкатывает большое колесо 2 по малому колесу 3, неподвижно установленному на цапфе в торце корпуса ступицы 1. С большого колеса усиленный момент передается на параллельный вал маховика 4 и далее на вал 6 приемника момента 5. На малом колесе 3 условно показан двухпозиционный стопор - переключатель скорости 7, связывающий неподвижно малое колесо 3 с корпусом 5 приемника выходного момента на пониженной передаче или на прямой передаче связывающий колесо 3 с корпусом ступицы 1 (или непосредственно с валом 6). Передача K-H-V может быть воплощена в вариантах зубчатых зацеплений по различным точным (эвольвентным), приближенным и кусочно-гладким кривым, а также в различных вариантах цевочного зацепления и зацепления с промежуточными телами. Применение маховика практически ко всем типам трубопроводной арматуры делает управление всегда двухскоростным и дает значительное уменьшение требуемого ручного усилия с одновременным уменьшением времени открытия/закрытия. Более того, применение маховика в случаях непосредственного управления арматурой или в комбинации с ручными приводами, или в составе ручного дублера кардинально меняет сложившуюся картину типов и модельных рядов приводных устройств:The proposed two-speed flywheel is a combination in a single structural design of a conventional flywheel with a two-speed drive of a large gear ratio (10-20) and efficiency, in the dimensions of the used flywheels and with the usual fit on the valve shaft, valve drive or other torque receiver. The flywheel contains an integral assembly 1 of a rim, spokes, possibly a handle and a housing, which is essentially a carrier of a two-wheeled planetary gear K-H-V of internal gearing. This assembly 1 rolls in the big wheel 2 along the small wheel 3, which is fixedly mounted on the axle in the end face of the hub housing 1. From the big wheel, the amplified moment is transmitted to the parallel shaft of the flywheel 4 and then to the shaft 6 of the torque receiver 5. A two-position stop is conventionally shown on the small wheel 3 - a speed switch 7, which connects the motionless small wheel 3 to the housing 5 of the output torque receiver in a lower gear or in direct gear, and connects the wheel 3 to the hub housing 1 (or directly to the shaft 6). K-H-V transmission can be embodied in gearing variants according to various exact (involute), approximate and piecewise-smooth curves, as well as in various variants of pinion gearing and gearing with intermediate bodies. Application of the flywheel to almost all types of pipe fittings makes control always two-speed and gives a significant reduction in the required manual force while reducing the opening / closing time. Moreover, the use of a flywheel in cases of direct control of valves or in combination with manual actuators, or as part of a manual understudy cardinally changes the current picture of types and models of actuating devices:
- Диапазон управления маховиком (без привода) расширятся до 1000 Нм.- The flywheel control range (without drive) will expand to 1000 Nm.
- При средних и больших нагрузках комбинации с односкоростными приводами по сравнению с существующими приводами одновременно уменьшают требуемое ручное усилие и время открытия/закрытия в 1.5-2 раза.- At medium and heavy loads, combinations with single-speed drives compared to existing drives simultaneously reduce the required manual force and opening / closing time by 1.5-2 times.
- Соотношение применения червячно-спироидных и передач с меньшими потерями (конических, гипоидных.) в пользу последних.- The ratio of the use of worm-spyroid and gears with less loss (conic, hypoid.) In favor of the latter.
- Применение в ручном дублере может существенно упростить конструкцию привода и уменьшить время открытия/закрытия в экстремальной ситуации.- Application in a manual backup can significantly simplify the design of the drive and reduce the opening / closing time in an extreme situation.
Заявленное устройство может быть применимо в иных случаях ручного управления различными технологическими процессами, в частности в маховиках транспорта и сельхозмашин, в лебедках, штурвалах и т.п. The claimed device may be applicable in other cases of manual control of various technological processes, in particular in the flywheels of transport and agricultural machinery, in winches, steering wheels, etc.
Description
Область техникиTechnical field
Предлагаемое техническое решение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, конкретнее к маховикам (F16K 31/60), и может быть использовано как односкоростной маховик-усилитель или как двухскоростной маховик с переключением режима с усилением входного момента на пониженной передаче на режим прямой передачи без усиления.The proposed technical solution relates to mechanical engineering, namely to valve engineering, more specifically to flywheels (F16K 31/60), and can be used as a single-speed flywheel-amplifier or as a two-speed flywheel with mode switching with amplification of the input moment in low gear to direct transmission without gain.
Устройство может устанавливаться на:The device can be installed on:
- шпиндель или ходовую гайку трубопроводной арматуры;- spindle or running nut of pipe fittings;
- вал ручного привода арматуры;- the shaft of the manual valve drive;
- вал ручного дублера механизированного привода.- a shaft of a manual backup of a mechanized drive.
Маховик применим к полнооборотной и неполнооборотной, запорной, регулируемой и дросселирующей арматуре с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Применение также возможно в иных случаях передачи ручного усилия на вал приводимого устройства с функцией усиления входного момента, например в лебедках или штурвалах.The flywheel is applicable to full-speed and part-turn, shut-off, adjustable and throttle valves with extendable and non-extendable spindles. Application is also possible in other cases of transferring manual force to the shaft of a driven device with a function of amplifying the input torque, for example, in winches or helms.
ТерминологияTerminology
В материалах заявки используются следующие понятия:The following concepts are used in the application materials:
«Приемник, приводимое устройство» - трубопроводная арматура, ручной привод трубопроводной арматуры, ручной дублер привода трубопроводной арматуры, иной механизм или устройство, которое приводится в действие маховиком.“Receiver, driven device” - pipe fittings, manual drive of pipe fittings, manual backup drive of pipe fittings, another mechanism or device that is driven by a flywheel.
«Большое колесо» - колесо большего диаметра двухколесной зубчатой планетарной передачи внутреннего зацепления типа K-H-V."Big wheel" - a larger-diameter wheel of a two-wheeled gear planetary gear of internal gearing type K-H-V.
«Малое колесо» - колесо меньшего диаметра двухколесной зубчатой планетарной передачи внутреннего зацепления типа K-H-V."Small wheel" - a wheel of a smaller diameter of a two-wheeled gear planetary gear of internal gearing type K-H-V.
Отметим, что под понятие планетарной передачи внутреннего зацепления типа K-H-V согласно уровня техники прежде всего попадают передачи с собственно зубчатым зацеплением по различным кривым (эвольвентное, Новикова, конхоидное, притближенное и т.п.). К этому же типу относятся передачи с цевочным зацеплением также по различным циклоидальным кривым. При этом цевочным колесом и так называемой звездочкой могут быть как большое, так и малое колесо. К планетарной передаче типа K-H-V относятся также так называемые планетарные передачи с промежуточными телами, в которых контакт между большим и малым колесами происходит через шарик или ролик. В некоторых случаях к таким передачам совершенно необоснованно добавляют прилагательное «волновая», так как в такой передаче нет специально деформируемого звена. Таким образом, заявка относится к любым указанным вариантам передачи одного типа K-H-V, сутью которых является обкатка одного колеса по другому с передачей момента на параллельный вал, но с нюансами сцепления этой пары колес.Note that under the prior art, the concept of planetary gearing of internal gearing of the K-H-V type includes gears with gearing proper along various curves (involute, Novikova, conchoid, approximate, etc.). The gear type with a pinion gear also along various cycloidal curves belongs to the same type. In this case, the sprocket wheel and the so-called asterisk can be both a large and a small wheel. K-H-V type planetary gears also include so-called planetary gears with intermediate bodies, in which the contact between the big and small wheels occurs through a ball or roller. In some cases, the adjective “wave” is completely unreasonably added to such transfers, since there is no specially deformable link in such a transfer. Thus, the application relates to any of the specified transmission options of one type K-H-V, the essence of which is the running of one wheel over another with the transmission of torque to a parallel shaft, but with the nuances of the clutch of this pair of wheels.
Уровень техникиState of the art
Стандарты определяют маховик трубопроводной арматуры как орган управления в форме колеса в едином конструктивном исполнении, состоящий из обода, спиц и ступицы. Национальные нормативы ограничивают диаметр обода до 1 м, поперечное сечение обода до 40 мм и усилие на ободе до 450 Н (общемировой стандарт 360 Н). Предпочтительные значения соответствуют 0.4 м по диаметру и 200 Н по прилагаемому усилию, что дает предпочтительный момент маховика 40 Нм. Поворот маховика по часовой стрелке должен соответствовать закрытию арматуры, а против часовой стрелки - открытию. Для передачи момента маховик неподвижно закрепляется на валу приемника и использует его опоры. Допускается в едином конструктивном исполнении комбинировать маховики с другими элементами.Standards define the handwheel of pipe fittings as a wheel-shaped control in a single design, consisting of a rim, spokes and a hub. National regulations limit the rim diameter to 1 m, the cross section of the rim to 40 mm and the rim force to 450 N (global standard 360 N). Preferred values correspond to 0.4 m in diameter and 200 N in the applied force, which gives a preferred flywheel moment of 40 Nm. Turning the handwheel clockwise should correspond to the closing of the valve, and counterclockwise to the opening. To transmit torque, the flywheel is fixedly mounted on the receiver shaft and uses its supports. It is allowed to combine flywheels with other elements in a single design.
Нормативы ограничивают применение маховика без привода до нагрузки 250 Нм, которая при предпочтительном диаметре маховика требует усилия 625 Н. Без дополнительных ухищрений длительная нагрузка такой величины среднему человеку практически не под силу. Известно, что для арматуры типа задвижек с большим перепадом величины момента в цикле открытия/закрытия необходим двухскоростной режим. Иначе либо усилие, либо время открытия/закрытия арматуры будет чрезмерным.The standards limit the use of a flywheel without a drive to a load of 250 Nm, which, with a preferred diameter of a flywheel, requires a force of 625 N. Without additional tricks, an average person can hardly afford a long-term load of this size. It is known that for valves such as valves with a large difference in the magnitude of the moment in the open / close cycle, a two-speed mode is required. Otherwise, either the force or the opening / closing time of the valve will be excessive.
Тем самым вполне очевидна актуальность создания двухскоростного маховика трубопроводной арматуры с возможностью усиления входного момента в режиме пониженной передачи.Thus, the relevance of creating a two-speed flywheel of pipeline valves with the possibility of amplifying the input moment in the low gear mode is quite obvious.
Известны маховики в едином конструктивном исполнении, устанавливаемые на вал приемника, в которых, наряду с прямой функцией передачи на вал приложенного к ободу ручного усилия, решаются задачи двухскоростного режима. Так, в патенте RU 2416051 маховик выполнен сдвоенным для управления переключением ступеней привода. В патенте RU 132855 подобной цели служит маховик с возможностью осевого перемещения вдоль оси вала. Недостатком таких маховиков является отсутствие возможности усиления момента самим маховиком.Known flywheels in a single design installed on the receiver shaft, in which, along with the direct function of transferring the manual force applied to the rim to the shaft, the tasks of the two-speed mode are solved. So, in patent RU 2416051 the flywheel is made double to control the switching of the drive stages. In patent RU 132855, a flywheel with the possibility of axial movement along the axis of the shaft serves a similar purpose. The disadvantage of such flywheels is the inability to strengthen the moment by the flywheel itself.
В патентах CN 203477567 и RU 2022194 маховики могут усиливать входной вращательный момент, однако в этих решениях маховики выполнены не в едином конструктивном исполнении, не «сидят на валу», а неразделимо связаны с элементами конструкции арматуры или привода. Такая зависимость противоречит принятому определению маховика и мировой классификации изделий трубопроводной арматуры.In patents CN 203477567 and RU 2022194, the flywheels can increase the input torque, however, in these solutions the flywheels are not made in a single design, do not “sit on the shaft”, but are inseparably connected with the structural elements of the valve or actuator. This dependence contradicts the accepted definition of a flywheel and the world classification of pipeline fittings.
В прототипе - патенте SU 1196597 - маховик выполнен в едином конструктивном исполнении, устанавливается на вал приемника, а его внутреннее устройство обеспечивает возможность усиления вращательного момента. Однако использование кинетической энергии скользящих по ободу грузов малоэффективно и сомнительно из-за возможности искрообразования.In the prototype - patent SU 1196597 - the flywheel is made in a single design, is mounted on the receiver shaft, and its internal device provides the possibility of amplification of the torque. However, the use of the kinetic energy of goods sliding along the rim is inefficient and doubtful due to the possibility of sparking.
Задача, технический результатTask, technical result
В основу настоящего предложения поставлена задача объединения основной функции маховика, как органа прямой передачи управляющего воздействия от человека к машине, с дополнительной функцией редуцирования момента при условии соблюдения указанных нормативных требований и сохранения стандартной концепции маховика в виде обособленного устройства с узлом посадки на вал приемника.The basis of this proposal is the task of combining the main function of the flywheel, as an organ of direct transmission of control from a person to a machine, with the additional function of reducing the moment, provided that the specified regulatory requirements are met and the standard concept of the flywheel is maintained in the form of a separate device with a mounting unit on the receiver shaft.
Техническим результатом является работа маховика в режиме прямой передачи без усиления входного момента, а также в режиме понижающей передачи с усилением входного момента, иными словами, работа в двухскоростном режиме.The technical result is the operation of the flywheel in the direct transmission mode without amplification of the input torque, as well as in the downshift mode with the amplification of the input torque, in other words, operation in the two-speed mode.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 показана кинематическая схема предлагаемой конструкции маховика, представляющая собой размещенную в ступице маховика поставленную на малое колесо типовую планетарную передачу типа K-H-V.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of the proposed flywheel design, which is a typical planetary gear type K-H-V placed on a small wheel placed in a flywheel hub.
На фиг. 2 (выноске фиг. 1) показан пример двухпозиционного управляемого стопора переключения режимов работы маховика, выполненного в виде составного линейно перемещаемого штифта в гнездах фиксируемых звеньев.In FIG. 2 (callout of Fig. 1) shows an example of a two-position controlled stopper for switching the operating modes of the flywheel, made in the form of a composite linearly movable pin in the sockets of the fixed links.
На фиг. 3 (выноске фиг. 1) показан пример двухпозиционного управляемого стопора переключения режимов работы маховика, выполненного в виде поворотного кулака, взаимодействующего с пазами фиксируемых звеньев.In FIG. 3 (callout of Fig. 1) shows an example of a two-position controlled stopper for switching the flywheel operating modes, made in the form of a rotary fist interacting with the grooves of the fixed links.
На фиг. 4 показана аналогичная фиг. 1 кинематическая схема маховика с использованием другого механизма передачи момента на параллельный вал.In FIG. 4 shows a similar view to FIG. 1 kinematic diagram of a flywheel using another mechanism for transmitting torque to a parallel shaft.
На фиг. 5 показан пример реализации кинематической схемы фиг. 4.In FIG. 5 shows an example implementation of the kinematic diagram of FIG. four.
Раскрытие, сущность предложенияDisclosure, the essence of the proposal
Поставленная задача решается тем, что:The problem is solved in that:
двухскоростной маховик для трубопроводной арматуры, содержащий узел посадки маховика на вал приемника вращающего момента, то есть на вал трубопроводной арматуры, на вал привода трубопроводной арматуры или на вал ручного дублера привода, содержащий цельную сборку из обода, спиц, корпуса ступицы, и возможно рукоятки, содержит в корпусе ступицы планетарную передачу внутреннего зацепления типа K-H-V с неподвижным малым колесом и с обкатываемым по нему большим колесом, а сборка из обода, спиц, корпуса ступицы и возможно рукоятки является водилом этой планетарной передачи;a two-speed flywheel for pipe fittings, comprising a flywheel fitting assembly on the torque receiver shaft, i.e., on the pipe fittings shaft, on the pipe fittings drive shaft or on the manual backup shaft of the drive, comprising an integral assembly of a rim, spokes, hub housing, and possibly a handle, contains in the hub housing a planetary gear of the internal gearing of the KHV type with a fixed small wheel and a large wheel rolled around it, and the assembly of the rim, spokes, the hub housing and possibly the handle is a carrier m of this planetary gear;
одно колено водила, в виде нижнего торца корпуса ступицы, установлено в опоре вращения на цапфе малого колеса по его оси;one carrier knee, in the form of the lower end of the hub housing, is installed in the rotation support on the axle of the small wheel along its axis;
другое колено водила, в виде верхнего торца ступицы с цапфой, служит опорой вращения установленного в ней большого колеса по своей оси;the other knee of the carrier, in the form of the upper end of the hub with a pin, serves as a support for the rotation of the large wheel installed in it along its axis;
по центру малого колеса в цапфе в опоре вращения установлен выходной вал маховика, который жестко соединен муфтой с валом приемника момента;in the center of the small wheel in the axle in the rotation support there is installed the flywheel output shaft, which is rigidly connected by the coupling to the shaft of the torque receiver;
любой применяемый в передаче K-H-V механизм передачи момента на параллельный вал передает момент от ступицы большого колеса на выходной вал маховика в режиме понижающей передачи, когда малое колесо с цапфой неподвижно связано с корпусом приемника момента стопором, например штифтом;any mechanism used to transfer torque to the parallel shaft in the K-H-V transmission transmits the moment from the hub of the big wheel to the flywheel output shaft in the downshift mode when the small wheel with the pin is motionlessly connected to the case of the torque receiver by a stopper, for example, a pin;
а в режиме прямой передачи малое колесо неподвижно связано стопором, например штифтом, либо с корпусом ступицы, либо напрямую с валом маховика, и тогда весь маховик традиционно вращается как одно целое.and in direct transmission mode, the small wheel is motionlessly connected by a stopper, for example, a pin, either to the hub housing or directly to the flywheel shaft, and then the entire flywheel traditionally rotates as a whole.
В монографии [1] на стр. 11, рис. 6 изображены кинематические схемы двухколесной планетарной передачи внутреннего зацепления типа K-H-V, детально рассмотренной в книге в вариантах эвольвентного и цевочного зацепления. Передача содержит эксцентриковый вал, неподвижный корпус с установленным в нем большим колесом, обкатывающееся по нему малое колесо с вариантами механизма W передачи усиленного момента на параллельный вал. Однако входной и выходной вал вращаются в противоположных направлениях, что противоречит нормативам по управлению арматурой.In the monograph [1] on page 11, fig. Figure 6 shows the kinematic diagrams of a two-wheeled planetary gear of internal gearing of the K-H-V type, which is described in detail in the book in the variants of involute and pinion gearing. The transmission contains an eccentric shaft, a fixed housing with a large wheel installed in it, a small wheel rolling around it with variants of the mechanism W for transmitting the amplified moment to the parallel shaft. However, the input and output shaft rotate in opposite directions, which contradicts the standards for valve control.
В книге приведены чертежи различных конструкций передач и редукторов этого типа в вариантах зубчатого эвольвентного и цевочного зацеплений. Показано, что The book contains drawings of various designs of gears and gearboxes of this type in versions of gear involute and pinion gears. Shown, that
высокий КПД на уровне простой цилиндрической передачи и компактные осевые размеры.high efficiency at the level of a simple cylindrical gear and compact axial dimensions.
На фиг. 1 и выносках (фиг. 2 и фиг. 3) показана кинематическая схема предлагаемого двухступенчатого маховика в режиме усиления входного момента, поставленная на неподвижное малое колесо и для примера с механизмом W в виде двойной шарнирной муфты по рис. 6 из [1].In FIG. 1 and callouts (Fig. 2 and Fig. 3) shows the kinematic diagram of the proposed two-stage flywheel in the input torque amplification mode, mounted on a fixed small wheel and, for example, with the W mechanism in the form of a double articulated coupling according to Fig. 6 from [1].
Маховик содержит цельную сборку 1 из обода, спиц, корпуса ступицы. Для ускоренного вращения маховик иногда содержит обычную рукоятку (Рукоятка не включена в формулу и не показана на чертежах). В корпусе ступицы сборки 1 установлены звенья планетарной передачи внутреннего зацепления типа K-H-V в варианте неподвижного малого колеса. Сборка 1 по сути является водилом этой передачи. Одно колено водила 1 - нижний торец корпуса ступицы - установлено в опоре вращения на цапфе малого колеса 3 по его оси. Другое параллельно смещенное колено водила 1 - верхний торец ступицы с цапфой - служит опорой вращения установленного на ней большого колеса 2 по своей оси. По центру малого колеса в цапфе в опоре вращения установлен выходной вал маховика 4, который жестко соединен с валом 6 приемника момента 5.The flywheel contains an
В режиме понижающей передачи усиленный момент от цапфы большого колеса 2 на выходной вал 4 передается с помощью любого применяемого механизма 8 передачи момента на параллельный вал (см. [1] на стр. 11, рис. 6). В этом режиме неподвижность малого колеса 3 с цапфой обеспечивается стопором 7, например, в виде штифта в гнездах цапфы малого колеса 3 и приемника момента 5 (стопор на фиг. 1 показан условно, детально на фиг. 2 и фиг. 3).In the downshift mode, the amplified moment from the axle of the
В режиме прямой передачи малое колесо 3 с цапфой неподвижно связывается стопором 7, например кулачком (выноска фиг. 3), с пазом корпуса ступицы 1.In direct transmission mode, the
В этом случае маховик вращается как одно целое с валом 4 на валу приемника момента 6, то есть традиционно обеспечивается скоростной режим прямой передачи.In this case, the flywheel rotates as a unit with the
В более сложном для исполнения варианте, не включенном в формулу, малое колесо 3 может также связываться непосредственно с валом маховика 4 (стопор не показан).In a more complicated embodiment, not included in the formula, the
Работа устройстваDevice operation
Маховик работает следующим образом.The flywheel works as follows.
В режиме усиления момента на пониженной передаче стопор 7 фиксирует малое колесо 3 относительно корпуса приемника 5. При вращении водила за обод сборки 1, In the mode of amplification of the moment in low gear, the
второй конец водила 1 обкатывает большое колесо 2 по неподвижному малому колесу 3. Большое колесо 2 при этом медленно поворачивается относительно собственной оси в направлении вращения обкатки. То есть при неподвижном малом колесе в K-H-V передаче входной и выходной валы вращаются в одном направлении. Это медленное вращение колеса 2 передается механизмом 8 на выходной вал маховика 4 и далее на вал 6 приемника момента 5.the second end of the
В режиме прямой передачи без усиления момента стопор 7 фиксирует колесо 3 относительно сборки 1. Так как колесо 2 находится всегда в зацеплении с 3, то момент от усилия на ободе передается через стопор колесу 2, далее механизму 8 и выходному 4.In the direct transmission mode without amplification of the moment, the
В режиме прямой передачи стопор 7 может фиксировать напрямую вал 4. Результат тот же. Выбор варианта фиксации делается по конструктивным причинам. В формулу включен первый вариант как предпочтительный.In the direct transmission mode, the
Таким образом, в любом случае достигается заявленный технический результат - работа маховика в режиме прямой передачи без усиления входного момента и в режиме понижающей передачи с усилением входного момента. Thus, in any case, the claimed technical result is achieved — the operation of the flywheel in the direct transmission mode without amplification of the input torque and in the mode of lower transmission with amplification of the input torque.
Осуществление предложения, промышленная применимостьProposal implementation, industrial applicability
Из уровня техники хорошо известны средства, методы и конструкции промышленного применения планетарных передач типа K-H-V по схеме рис. 6 из [1] с разными видами зубчатых зацеплений: эвольвентные передачи, цевочные передачи и передачи с промежуточными телами (см. [1], [2]). Поэтому возможность промышленного применения таких передач в маховике по схеме фиг. 1 с идентичными отработанными основными узлами конструкции вполне очевидна.The means, methods and designs for the industrial use of planetary gears of the K-H-V type according to the scheme of Fig. 6 from [1] with different types of gears: involute gears, pinion gears and gears with intermediate bodies (see [1], [2]). Therefore, the possibility of industrial use of such gears in the flywheel according to the scheme of FIG. 1 with identical worked out main structural units is quite obvious.
На фиг. 4 показана аналогичная фиг. 1 кинематическая схема, но в варианте переноса момента механизмом параллельных кривошипов, а также с использованием полых валов 4 и 6 и центральных отверстий в 1и 2 для пропуска выдвижного шпинделя арматуры.In FIG. 4 shows a similar view to FIG. 1 is a kinematic diagram, but in the variant of torque transfer using a parallel crank mechanism, as well as using
На фиг. 5 показан пример реализации предложения по кинематической схеме фиг. 4 и с применением подшипников скольжения в опорах вращения. Стопор 7 в режиме прямой передачи показан условно.In FIG. 5 shows an example implementation of the proposal for the kinematic diagram of FIG. 4 and with the use of sliding bearings in the rotation bearings. The
Обозначение позиций, работа устройства и технический результат по фиг. 4 и фиг. 5 полностью аналогичны таковым по фиг. 1.Designation of positions, operation of the device and the technical result of FIG. 4 and FIG. 5 are completely similar to those of FIG. one.
Оценочно в габаритах предпочтительного размера маховика компонуется передача на выходной момент примерно до 1000 Нм. В этом диапазоне момента при доступной стоимости предлагаемый маховик может заместить соответствующие ручные приводы с обычными маховиками, а также часть обычных маховиков для уменьшения ручного усилия и одновременно времени работы открытия/закрытия арматуры.Estimated in dimensions of the preferred size of the flywheel, transmission at an output moment of up to about 1000 Nm is arranged. In this moment range at an affordable cost, the proposed flywheel can replace the corresponding manual drives with conventional flywheels, as well as part of the conventional flywheels to reduce manual effort and at the same time the opening / closing time of the valve.
Для нагрузки более 1000 Нм весьма эффективна комбинация двухскоростного маховика с односкоростными приводами, превращающая привод в двухскоростной.For loads of more than 1000 Nm, a combination of a two-speed flywheel with single-speed drives is very effective, turning the drive into a two-speed one.
Так для передаточного отношения 240 КПД червячной или спироидной одноступенчатой передачи составляет менее 0.25, двухступенчатой червячно-червячной 0.49 (см. [3], стр. 24-30). При использовании маховика с передаточным отношением 15.5 и червячной или спироидной передачи с передаточным отношением 15.5 общий КПД передачи увеличится с 0.25 до 0.68×0.92=0.63. Это почти чем в 2 раза больше, чем КПД одноступенчатого привода, и почти в 1.5 раза больше чем КПД лучшего двухступенчатого. Исключительно важно также, что на прямой передаче маховика значительно уменьшается и время открытия/закрытия арматуры. Из показанного примера видно, что резко изменяются требования к односкоростному приводу: в 10-20 раз уменьшается передаточное отношение, но при той же нагрузочной способности. В большом диапазоне моментов можно заменить передачи с большими потерями (спироидные, червячные) на передачи с большим КПД.So for a gear ratio of 240, the efficiency of a worm or spiroid single-stage transmission is less than 0.25, and that of a two-stage worm-worm is 0.49 (see [3], pp. 24-30). When using a flywheel with a gear ratio of 15.5 and a worm or spyroid gear with a gear ratio of 15.5, the total transmission efficiency will increase from 0.25 to 0.68 × 0.92 = 0.63. This is almost 2 times more than the efficiency of a single-stage drive, and almost 1.5 times more than the efficiency of the best two-stage drive. It is also extremely important that in direct transmission of the flywheel, the opening / closing time of the valve is also significantly reduced. It can be seen from the example shown that the requirements for a single-speed drive change sharply: the gear ratio decreases 10-20 times, but with the same load capacity. In a large range of moments, it is possible to replace gears with large losses (spiroid, worm) with gears with high efficiency.
Варианты, зависимые пунктыOptions, dependent items
В варианте применения по п. 2 предлагается в качестве подшипников опор вращения использовать подшипники скольжения (см. фиг. 5). Это наряду с достижением основного технического результата по п. 1 позволяет уменьшить габариты и повысить коррозионную стойкость.In the application according to
В варианте применения по п. 3 предлагается для арматуры с выдвижным шпинделем вал маховика выполнить полым, а в верхнем торце корпуса ступицы, в малом колесе и в механизме передачи момента на параллельный вал выполнить центральные отверстия (см. фиг. 5). Основной технический результат по альтернативным пунктам очевидно тот же. Дополнительный технический результат - в возможности пропуска шпинделя.In the application according to
Относительно вида зацепления. В варианте применения по п. 4 предлагается в качестве зацепления планетарной передачи K-H-V использовать передачу с преимущественно зубчатым зацеплением, которое, как известно, может иметь различные формы контура зацепления (эвольвенты, конхоиды, приближенные кривые, кусочно-гладкие и т.п). Дополнительный технический результат зубчатого зацепления состоит в меньшей требуемой точности изготовления.Regarding the type of engagement. In the application according to
Возможно использовать K-H-V передачу с цевочным зацеплением [1] или передачу K-H-V с зацеплением с промежуточными телами [4]. Эти варианты так же очевидно приводят к достижению основного технического результата, однако в формулу полезной модели они не включены. Дополнительный технический результат цевочного зацепления состоит в повышенной нагрузочной способности. Дополнительный технический результат передачи с промежуточными телами состоит в повышенной компактности.It is possible to use a K-H-V gearbox with a pinion gear [1] or a K-H-V gearbox with a gear with intermediate bodies [4]. These options also obviously lead to the achievement of the main technical result, however, they are not included in the utility model formula. An additional technical result of the pin gearing consists in increased load capacity. An additional technical result of transmission with intermediate bodies is increased compactness.
В варианте применения по п. 5 предлагается использовать двухпозиционный переключаемый стопор 7 с рукояткой. На выноске А фиг. 2 в режиме пониженной передачи показан вариант конструкции двухпозиционного переключаемого стопора с осевым линейным перемещением двойного штифта 7 в соответствующих гнездах замыкаемого малого колеса 3 с корпусом приемника 5 и корпусом ступицы 1. При перемещении штифта 7 вверх двойной штифт 7 выходит из гнезда корпуса 5 и входит в гнездо корпуса ступицы 1. Тем самым маховик переключается на режим прямой передачи. Дополнительный технический результат состоит в упрощении и удобстве переключения.In the application according to
На выноске А в варианте фиг. 3 также в состоянии включенного режима пониженной передачи показан вариант конструкции двухпозиционного переключаемого стопора 7 с вращением радиально расположенного кулачка 7 по оси на цапфе малого колеса 3, взаимодействующего с пазами корпуса ступицы 1 и корпуса приемника 5. При повороте кулачка 7 он также разрывает связь малого колеса 3 с корпусом приемника 5, но входит в зацепление с корпусом ступицы 1 и включает прямую передачу (показано пунктиром). Дополнительный технический результат состоит в упрощении и удобстве переключения. Основной технический результат тот же.In callout A in the embodiment of FIG. 3 also in the downshift state, a design variant of the on-off
Источники информацииInformation sources
1. В.Н. Кудрявцев, «Планетарные передачи», М., Машиностроение, 307 с., 1966 г.1. V.N. Kudryavtsev, “Planetary gears,” M., Mechanical Engineering, 307 pp., 1966
2. А.Е. Беляев, «Механические передачи с промежуточными телами», Томск, ТПИ, 1986 г.2. A.E. Belyaev, “Mechanical Transmissions with Intermediate Bodies”, Tomsk, TPI, 1986
3. В.И. Гольдфарб и др., «Спироидные редукторы трубопроводной арматуры», М., Вече, 222 с., 2011 г.3. V.I. Goldfarb et al., “Spiroid gearboxes for pipe fittings”, M., Veche, 222 pp., 2011
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143891U RU167619U1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | TWO SPEED FLYWHEEL FOR PIPELINE FITTINGS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143891U RU167619U1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | TWO SPEED FLYWHEEL FOR PIPELINE FITTINGS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU167619U1 true RU167619U1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58451484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014143891U RU167619U1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | TWO SPEED FLYWHEEL FOR PIPELINE FITTINGS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU167619U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU189234U1 (en) * | 2019-02-27 | 2019-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "МашНефтеГаз" | FULL-TURN TWO-SPEED DRIVE FOR PIPELINE ARMATURE |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU949277A1 (en) * | 1980-10-29 | 1982-08-07 | Предприятие П/Я М-5616 | Handwheel for control of pipeline fitting |
| SU1196597A1 (en) * | 1984-06-21 | 1985-12-07 | Предприятие П/Я А-7899 | Flywheel for pipeline valve manual control |
| RU2022194C1 (en) * | 1991-06-03 | 1994-10-30 | Шелепин Юрий Петрович | Manually-controlled gate |
| CN203477567U (en) * | 2013-05-17 | 2014-03-12 | 银川英奥特自控有限公司 | Bidirectional movement hand wheel mechanism |
-
2014
- 2014-10-29 RU RU2014143891U patent/RU167619U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU949277A1 (en) * | 1980-10-29 | 1982-08-07 | Предприятие П/Я М-5616 | Handwheel for control of pipeline fitting |
| SU1196597A1 (en) * | 1984-06-21 | 1985-12-07 | Предприятие П/Я А-7899 | Flywheel for pipeline valve manual control |
| RU2022194C1 (en) * | 1991-06-03 | 1994-10-30 | Шелепин Юрий Петрович | Manually-controlled gate |
| CN203477567U (en) * | 2013-05-17 | 2014-03-12 | 银川英奥特自控有限公司 | Bidirectional movement hand wheel mechanism |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU189234U1 (en) * | 2019-02-27 | 2019-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "МашНефтеГаз" | FULL-TURN TWO-SPEED DRIVE FOR PIPELINE ARMATURE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106979280B (en) | Parallel multistage planetary gear speed reduction transmission mechanism | |
| CN204592162U (en) | A kind of industrial robot high rigidity large speed ratio cycloidal reducer | |
| RU2574045C1 (en) | Reducer with floating wheel | |
| CN202203345U (en) | Compound precision cycloid decelerator | |
| CN203130928U (en) | RV double-cycloidal-pin-wheel speed reducer | |
| CN110030332A (en) | Double overdrive clutch axle sleeve output adaptive automatic transmission | |
| RU2659681C1 (en) | Two-speed hand drive of shut-off valve | |
| CN107339379B (en) | Movable three-gear speed change device of planetary transmission | |
| CN104776169A (en) | Quick-reversing clutch device | |
| CN205424055U (en) | Planetary gear and use this drive mechanism's ball valve actuating mechanism | |
| WO2017149396A3 (en) | Sequential gear shifter | |
| RU167619U1 (en) | TWO SPEED FLYWHEEL FOR PIPELINE FITTINGS | |
| CN106985963B (en) | Single-wheel drive three-speed transmission | |
| CN108953590A (en) | A kind of double shift motor executing agencies for mechanical automatic gearbox | |
| CN204533381U (en) | A kind of clutch device that can commutate fast | |
| CN106763553A (en) | A kind of many gear rotating speed change gears of twin shaft | |
| CN101808866B (en) | Supporting device | |
| CN201110352Y (en) | Micro Remote Gearbox | |
| DE102013012160A1 (en) | Stepless hub transmission for bicycles, pedelecs and e-bikes, with and without automatic adaptation of the transmission ratio to the driving speed. | |
| CN206988378U (en) | A kind of planetary transmission movable type three keeps off speed change gear | |
| CN218093224U (en) | Engine | |
| CN218093226U (en) | Engine | |
| RU2518136C2 (en) | Method for conversion of reciprocal motion of pistons in piston rotor cylinders into rotational motion of rotor and transmission mechanism | |
| RU74430U1 (en) | GEAR | |
| CN215806659U (en) | Large-torque speed reduction motor for pipeline valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181030 |