Какие бывают конструкции клиновых опор повышенной жесткости

Трубопроводные опоры

Опоры для трубопровода – это специальные элементы, которые обеспечивают нормальное функционирование целой коммуникации. Именно на данные элементы идет весь вес от труб, по ним распространяется нагрузка по несущим конструкциям. Из-за опор возможно перемещать трубы в необходимом направлении, устанавливать из и защищать от деформаций и истирания. В настоящее время изготовители поставляют на рынок огромный выбор систем коммуникации и необходимых опорных деталей из самых разных материалов, у каждого материала есть свои особенности и параметры – об этом будет подробнее ниже.

Как эксплуатировать опоры для трубопроводов

Основная функция опорных элементов для трубопроводов в установке коммуникаций в необходимом состоянии. Также такие материалы позволяют не давать трубам изменяться под воздействием температур и звуковых волн. Причина в том, что колебания очень часто появляются при перемещении активных сред по коммуникациям.

Очень необходимо провести точно установку опорных деталей, ведь именно они будут отвечать на прочность конструкции. Если в ходе установки будут совершены неточности, то они не смогут в будущем решить необходимые задачи.

Сразу следует уточнить, что такие устройства могут применяться в самых различных отраслях, а отличаются они друг от друга по типу и по предназначению. Например, без опор невозможно проложить следующие коммуникации:

На производствах.
В ЖКХ.
На электростанциях.
В газовой и нефтяной промышленности.

Если говорить про газопровод, то в таком случае к опор выдвигаются требования еще жестче. Например, если трубопровод будет прокладываться через не самые благоприятные регионы, то без данных опор не обойтись – они защитят трубы от образования порчи в самых уязвимых точках.

Если посмотреть на ГОСТ 22130, то там опоры определяются как элемент конструкции трубопровода. Данные детали нельзя называть переходными между трубопроводами и основами.

Как уже было сказано, элементы опоры применяются для прокладывания коммуникационных систем в различных областях. Нужные и оптимальные варианты необходимо выбирать, отталкиваясь от их предназначения так, чтобы они смогли полностью передавать все виды давлений, крутящиеся состояния на землю или другие несущие элементы.

Для чего используют опоры для трубопроводов

Чтобы добиться идеальной герметичности и безвредности в использовании, необходимо соблюдать сразу несколько характеристик: выбирать необходимо трубы исключительно высочайшего качества и использовать дополнительные устройства, другим словом опоры для трубопроводов.

Если смотреть по документам, то говорить нужно не только о самостоятельно детали, а всем конструктивным деталям трубопровода.

Следует посмотреть на достоинства элементов для трубопроводов:

Способность спасти трубу от деформаций в точке соединения с конструкциями.
Обеспечения идеального положения труб.
Равное распределение нагрузки по всей системе и ее передача на землю.
Спасение от вибраций, понижения напряжения.

У данных опор, которые применяют, чтобы фиксировать трубы в одном состоянии, в настоящее время уже укрепилось понятие «подвески». Однако данный термин сейчас неграмотно применять для всех типов креплений.

Причина в том, что все имеющиеся в настоящее время конструкции опоры сейчас делятся по следующим классификациям:

По подвижности и неподвижности.
По методу монтажа.

По методу монтажа данные изделия делятся на:

Первые из вариантов прикрепляются к потолочным перекрытиям, к плиткам и различными другими методами. Такие устройства являются подвижными опорами для труб, это означает, что их можно передвигать сразу в обеих направлениях – вдоль и поперек оси. У неподвижной разновидности другая функция – они надежно фиксируют трубу в оптимальном состоянии.

Для чего применяют подвижные варианты

Они позволяют понижать коэффициент напряжения в коммуникациях.
Передают на опоры усилие реакции трубопровода. В данном случае не случается никаких перемен положения места, в котором случается передача.

Разные типы опор для трубопроводов

Опоры подразделяются на:

Корпусные. Для объединения конструктивных элементов в одном пространстве, очень часто используют коробчатый корпус. Производят его из стали или сваривают от самостоятельных деталей. Опоры корпусные устанавливают на балке, у них есть ребра жесткости, их можно дополнять подушками, хомутиками и бугелями. Если используется корпус, то трубы поднимаются на высоту от 10 до 20 сантиметров. Это позволяет намного проще устанавливать опоры и обслуживать их в ходе эксплуатации. Также, если сравнивать цену на гнутый уголок и на сортамент разных металопрокатов, то первый вариант будет намного выгоднее, его резонно применять для снижения цены конструкций.
Бескорпусные. Данный тип считается классическим, он выглядит как ложемент из стали в листах, который обладает изогнутой форму, в соответствии с типом снаружи и с диаметром труб. Зачастую деталь носит название «подушки». Также он может снабжаться хомутом в виде круга, полукруга или ленты и пластиной опоры, в которой имеются дырочки для возможности фиксации. Конструкция очень легка, а на ее производство необходимо затратить минимум материалов и усилий. Именно поэтому бескорпусные варианты являются самыми дешевыми из всех применяемых в сфере строительства трубопроводов.
Трубчатые. Если вести речь о данных разновидностях, то можно заметить вертикальное положение трубок, сваренных с плиткой со специальными дырочками для проведения монтажа. Чтобы сделать контактную площадь больше, на торце вверху опоры проделывают седлообразных рез при помощи лазера или фрезы, которая по виду будет схожа с основной трубой. В процессе изготовления данных вариантов производители следуют стандарту ОСТ 36-146-88. Также такой тип очень необходим для систем, у которых имеется диаметры от 5,7 сантиметров до 63 и с температурой среды максимум 450 градусов Цельсия. В настоящее время можно выделить в общем 4 разных типа выполнения. На элементах данных типах материалов располагается маркировка ТР, а в процессе изготовления применяют стали нержавеющую, конструкционную и углеродистую.
Тавровые. Данные детали могут обладать различной конструкцией и производиться в двух вариантах. Первый – это приварной. В таком случае часть тавра ставится на одну полку, а с торцов приваривают пластины, вверху проделывается радиусный срез, который соответствует диаметру трубы, чтобы фиксация трубопровода была наиболее качественной. Второй вид – хомутовые. Если весьти речь о хомутах полосовых и ленточных, которые приваривают сверху металла, при этом непременно должны иметься специальные дырки для крепления. Такие виды опор имеют маркировки ТП и ТХ. Элементы трубопроводов могут соединяться самыми разными методами, только так возможно достичь идеальной неподвижности узла.
Хомутовые. Опоры встречаются очень часто при применении подвижных и нет методов объединения. В таком случае могут применяться следующие типы хомутов для крепления: прутковые, полосные, ленточные, плоские, бугельные, а также крепления на корпусе, с бескорпусными конструкциями опоры, на опоры приварные и скользящие. Хомут должен очень крепко обхватывать трубопровод по всему диаметру, а одновременно с ним возможно применять прокладки из самых разных материалов. также в данном методе крепления может быть одинаковая степень подвижности конструкции по всей оси. Модель в традиционном варианте часто прозывают перевернутой конструкцией в форме буквы U, у которой есть ребра жесткости и нет их. Такие элементы применяют для трубопроводов, диаметр которых 5,7—37,7 миллиметров, бугельный же вид можно применять для диаметров от 37,7 до 140,2 миллиметров. Также стоит обратить внимание, что сборочные единицы могут иметь разнообразные маркировки, а связано это с тем, что при их создании следуют сразу нескольким установками.
Приварные. Конструкции опоры скользящие и подвижные могут прикрепляться плотно исключительно к основанию или стойкам или сразу же к основанию и трубе. Приварные элементы делят на данные виды: скользящие направляющие, скользящие неподвижные, стальные, неподвижные, скользящие, уголковые, на балке с проушинами.
Вертикальных трубопроводов. Если следовать ОСТ 36-17-85, то важно изготавливать опорные конструкции технологических трубопроводов, направленных по вертикали, и обвязку линий. Зачастую в данном случае говорят о полосовом, прутковом и бугельном хомутах, которые присоединяются на углах или в гнутом корпусе. В бумагах данные конструкции обозначаются как ВП, зачастую эти модели являются неподвижными. В этом случае главными параметрами являются материалы, используемые при изготовлении, диаметр, длины, температура и возможное давление среды.
Бугельные. Бугель – это одна из разновидностей хомутов, у которой имеются специальные крепления или шпильки. Данные модели в это же время классифицируются по конструкции сборочных единиц и делятся на: трубчатые, полосовые, корпусные, штампованные, штампосварные. Установка таких деталей осуществляется следующим образом: трубы прокладываются на специальную подушку или ложемент, в котором имеются отверстия для шпилек. После этого вверху на резьбу притягивают бугель. Для того, чтобы в будущем было проще зажать трубу, рекомендуется использовать механизмы, лапки, траверс, хомуты или балки.
Катковые. Вариант отличается от остальных своей конструкцией и некоторыми параметрами: у них имеются от двух и более опорных площадей, устанавливают их между опорами подшипников, может происходить осевое перемещение трубопровода на необходимую величину, трубы могут смещаться на 5 сантиметров в сторону. Также стоит учитывать, что можно производить одно- и двухуровневые детали с единственным катком и некоторым количеством блоков. Компании-изготовители создают специальные обоймы для трубопроводов на энергетических станциях. Такие детали качения дают возможности намного снизить коэффициент трения, а из-за этого и скорость износа деталей всех конструкций. В ходе этого увеличивается и срок службы, а сборочные элементы будет проще монтировать и ремонтировать.
Боковые. Отличаются конструкцией, они имеет в своем составе пластину и ложемент, который непременно наделен сразу некоторым количеством ребер жесткости, помогающие дополнительном усилению. Такие варианты отличаются от приварных опор исключительно положением на плоскости, так как ее прикрепляют на идеальную вертикальную площадь, благодаря этому она позволяет компенсировать нагрузки на боковые линии, однако не принимает на себя никаких усилий вертикальных. На данных элементах стоит маркировка Т10 и подходить они будут для труб от 19,4 до 142 сантиметров диаметром.
Лобовые. Если обратить внимание на расположение лобовых элементов относительно потока среды и тела трубы, то они устанавливаются в проекции поперек. Изделия возможно поделить на виды, отталкиваясь от материала, применяемого для производства: щитовые изготавливаются из железобетона, очень часто у них есть сразу несколько ребер жесткости; упорные – это два упора, которые могут быть в вертикальной или горизонтальной плоскости по обеим сторонам трубопроводов, также могут быть 4 упора по всем сторонам. Детали с двумя опорами монтируются, когда у конструкции маленькие нагрузки на оси, а детали с 4 опорами будут оптимальны для более серьезных нагрузок. Также, если это требуется, то можно усилить конструкции дополнительными полукольцами и ребрами.
Неподвижные. Данная разновидность требуется, если необходимо устранить все подвижности конструкции относительно опорных балок и основания. Изготовители предлагают несколько вариантов данного рода конструкций, которые могут применяться для конкретных условий использования. Среди них, например, лобовые и боковые, сварные и стальные, корпусные и бескорпусные. Для данных элементов применяется маркировка НОП. Данные виды идеально брать для монтажа с трубами от 3,2 до 142 сантиметров в диаметре и подходят такие элементы для трубопроводов, на которые оказываются большие нагрузки.
Подвижные. Если очень важно обеспечить несколько степеней подвижности для трубопроводов относительно основания или несущей конструкции, то могут применяться разнообразные подвижные модели, например, хомутовые, приварные и бескорпусные. При производстве данного вида опор предприятия должны руководствоваться ГОСТ и ОСТ. Помимо этого, также должны браться во внимание технические условия конкретных предприятия, чертежи Т—ММ—26—05 и иные необходимые документы.
Скользящие. Данный тип подвижных деталей позволяет добиться одной степени свободы в направлении оси. В тако случае может быть несколько методов выполнения, например: стальные и приварные, прокладные и в футляре, с плоским хомутом, бескорпусные и так далее. Чтобы трубы изнашивались медленнее и служили намного дольше, используются специальные антифрикционные прокладки, катки и блоки.
Регулируемые. Данную разновидность активно используют, если важно очень точно и ровно провести позиционирование самостоятельных участков на трубопроводе по вертикали. Сразу необходимо уточнить, что данные конструктивные детали обязательно должны быть передвижными клиновыми упорами. Сборочные единицы могут обладать маркировками ОР, а при производстве обязательно необходимо следовать стандартам ТУ 5263—003—93646692. Ложемент также является еще одной очень важной деталью конструкции опоры. Он поднимается и опускается при передвижении клиновых упоров, которые присоединяются к пластинам при помощи специальных соединений.
Диэлектрические. Данные детали очень важны, чтобы защищать конструкции от разных видов тока. Для этого применяют специальные прокладки из разнообразного диэлектрического сырья, например, из паронита, у которого отличные антифрикционные характеристики.
Для арматуры. В ОСТ 36—17—85 прописаны специальные правила изготовления конструкций под установки арматуры ОКА. Если смотреть с технической стороны вопроса, то это 4 ребра жесткости, которые соединяются друг с другом при помощи сварки крестообразным образом. Устанавливают их на специальную опорную пластину. Наверху ребра жести проделывают тот же внешний контру, что и на монтируемой арматуре.
Разгрузочные. Такая конструкция очень нужна, когда необходимо компенсировать гидроудары, разные виды нагрузок, которых невозможно будет избежать при постоянном функционировании насосного и компрессного устройств. Такие элементы включают в себя патрубок и несколько свободных степеней, расположенных относительно основания. При создании данной разновидности важно руководствоваться СНиП 3.05.05—84, а на готовых изделиях устанавливается обозначение ГПА.

Неподвижная опора для труб и как она устроена

Неподвижные элементы необходимо использовать тогда, когда нужно сделать жесткие и крепкие крепления для системы. Так получится защитить систему от сдвигов в любых направлениях.

Неподвижные детали используются при установке трубопроводов, которые могут монтировать несколькими способами наружным или внутренним.

В ходе установки участков систем конструкции опоры надежно прикрепляются при помощи каркасов железобетона. Необходимо понимать, что крайний вариант должен находиться на удалении, разделяя системы коммуникации на различные сегменты. Протяженность сегментов будет зависеть от характеристик монтируемых на них компенсаторов.

В ходе как наружной, так и подземного прокладывания систем коммуникаций широко используют неподвижные конструкции. Если для установки под землей применяют метод бесканальный, то важно выбирать опоры с очень хорошей гидроизоляцией. Зачастую функцию крайнего элемента выполняет полиэтиленовая оболочка. Если вести речь о монтаже снаружи, то рекомендовано использовать оцинкованный гидроизолятор.

При проведении неподвижной установки необходимо применять следующие детали:

Труба из стали.
Лист из стали. Который получен посредством горячей прокатки.
ППУ.
Лента термостойкая.
Центратор.
Оболочка из полиэтилена.

Для создания неподвижных опор из стали для трубопроводов применяют наиболее крепкие и надежные марки данного металла.

В данном случае берут листы стали, а могут они быть всего 3 видов, в зависимости от качества:

Обыкновенного.
Низколегированного.
Конструкционного.

Центратор – это элемент, который используется для упрощения процесса отцентровки торца перед объединением разных элементов трубопроводов. В настоящее время данные элементы бывают двух типов:

Отталкиваясь от названия, такие элементы могут быть:

Звенными.
Эксцентриковыми.
Гидродомкратными.

Первый тип используется для проведения отцентровки труб, сечение которых находится в диапазоне от 5,7 до 22,4 миллиметров. Они отличаются от других вариантов высокой невосприимчивость. К пониженным температурам, так как при их создании применяют специальные стали, невосприимчивые к морозам. Эксцентриковые центраторы могут применяться при проведении работ с трубами, у которых различные сечения. Последний вид используется только при проведении отцентровки труб очень большого веса или, если на конструкции имеются деформации. Данные устройства могут сообщать усилие в 12 тонн.

Если вести речь про внутренние разновидности, то они отличаются следующим: при помощи них можно проводить продолжительную сварку труб с внутренней стороны. В итоге швы получаются более высокого качества. Также в конце число швов будет увеличиваться во много раз. Однако у такого рода изделий имеются и недостатки, а самый главный – это большой вес, поэтому при их перевозке нельзя обойтись без специальных приспособлений.

Неподвижные опоры применяются для трубопроводов, которые применяются в:

Газо- и нефтепроводах.
Различных коммуникациях на производстве.
Атомных и тепловых электростанциях.

Помимо этого, именно такие неподвижные детали используются для прокладывания коммуникаций на территориях с очень низкими температурами, благодаря этому значительно увеличивается срок службы полной конструкции.

Таким образом элементы монтируются в системах, которые могут применяться в разных отраслях. Они позволяют разделять систему на разные участки, в которые монтируются компенсаторы сильфонные. Последний вариант используется для спасения труб от разных изменений и деформаций, которые могут происходить при понижении температурного режима.

Неподвижные опорные конструкции труб прикрепляют к платформам, а при применении профессиональных крепежей присоединяются к трубам. Чтобы повысить прочность, очень близко к торцам хомутов прикрепляют пластины из металла сваркой.

Почему скользящие опорные конструкции стоит использовать под трубопроводами

Скользящие конструкции очень важно использовать, если системы коммуникаций протягиваются под землей. Так можно обеспечить свободное передвижение трубопроводов по горизонтали или вертикали. Также данные устройства защищают цельную конструкцию от стираний или других повреждений.

Без скользящих опор невозможно будет обойтись в ходе установки систем, которые могут перенимать на себя нагрузки в период перепадов температур в разные сезоны, ведь в такое время трубы могут увеличиваться и сужаться в нескольких плоскостях.

С помощью скользящий вариантов можно легко обеспечить необходимую надежность, уравновесить их передвижение в пространстве, которое случается в случае резких перепадов температур.

У скользящих разновидностей имеются следующие элементы:

Основа, которую может играть уголок.
Держатель для трубы из металла в форме полукруга.
Прокладка.
Элементы для крепления (гайки, болты).

На рынке можно встретить подвижные модели следующих разновидностей:

Жесткие.
Упругие.
Постоянного усилия.

Жесткие типы моделей также делятся на:

Направляющие.
Жесткие подвески.
Опоры скольжения.

Первый вид не дает возможность системам коммуникации перемещаться в разных направлениях. Второй вид дает возможность добиться маленькой подвижности общей конструкции. Последний вид не дает трубам передвигаться вниз по вертикали. Другой тип опорной конструкции может обладать той же прочностью только при том условии, если труба будет передвигаться вертикально. В таком случае будет действовать закон: чем выше нагрузка на опору, тем дальше будет двигаться труба. Стоит заметить, что опора постоянного усилия сможет справляться с разными нагрузками.

Чтобы не дать данным деталям покрываться ржавчиной, их покрывают грунтовым составом в некоторое количество слоев слоев, также могут покрывать грунтовой эмалью. Однако наиболее надежной защиты можно добиться при помощи порошкового покрытия или цинка.

В большинстве своем в качестве сырья для производства данных элементов выбираются прочные углеродистые стали. Однако ее необходимо заменять на низколегированные сорта, когда ясно, что трубопроводы будут использоваться в условиях с огромными перепадами температуры.

Скользящие опоры классифицируются не по их стоимости, а по особенностям конструкции. В данном случае выделяют:

Элементы крепежа на кронштейнах.
Хомутовые.
Шариковые.
Диэлектрические.
Катковые.

Из-за того, что в конструкции используются катки, вся конструкция дает возможности понизить силу трения основания и ее верхушки. Стоит заметить, что трение возникает в процесс передвижения трубопроводов.

Диэлектрики скользящие используются для таких труб, которые производятся из:

Углеродистой стали.
Низкоуглеродистой стали.

Важно заметить, что эти конструкции необходимо изолировать при использовании специального материала – пароните в листах, в которых находится:

Каучук.
Асбест.
Дополнительные смеси в виде порошка.

Для создания шариковых элементов скольжения применяют сталь, при этом они выступают специальными элементами для крепления. Все дело в том, что они дают возможность трубе передвигаться одновременно в продольном и поперечном направлениях. Именно из-за этого варианты зачастую монтируют на станциях разного назначения и на теплотрассах.

В большинстве своем скользящие элементы изолируют от кожухов металлических специальной гидроизоляцией. С внутренней стороны трубы и изоляционный материал промазывают профессиональными смазками, которые защищают от трения. После этого все сваривают и крепко стягивают при помощи хомутов. Также очень важно, что в процессе установки данного рода конструкций легко можно обойтись без профессиональных инструментов. Благодаря этому весь процесс работы проходит быстрее.

Какой должен быть зазор между опорами для труб

Однако, если знать все типы опор и приобрести все необходимые детали, этого будет недостаточно. Чтобы провести все работы точно и грамотно, необходимо четко рассчитать расстояние между такими конструкциями, так как только при правильных расчетах система будет функционировать четко. Дистанция рассчитывается по требованиям, которые прописаны в установленных документах, а также по информации об области, где будет использоваться трубопровод, его массу и иные характеристики.

Рассчитываются значения по данным из специальной таблицы составителя А. А. Николаева. Таким образом выходит, что для распределения горизонтально в таблице предлагаются данные формулы для расчета: если минимальный диаметр трубы составляет 2 сантиметра, а максимальная возможная температура среды – 65 градусов, то опоры будут удаляться на шаг 6 сантиметров. В таком случае необходимо следовать такому правилу, что с увеличением диаметра трубы будет использоваться и больший шаг.

По аналогичному же принципу рассчитывается, когда планируется делать вертикальное размещение. Например, у магистрали диаметр равен 4 сантиметрам, а максимальная температура составляет 20 градусов, тогда один участок будет равен длине примерно 140 сантиметров. Если температура в системе будет равняться 70 градусом, то длина сегмента будет уменьшена до 113 сантиметров.

Расставляя неподвижные детали, обязательно должны браться во внимание схематические параметры систем. Очень часто такого рода конструкции монтируют недалеко от ответвлений основной магистрали, запорных арматур и на территорию. Однако в текущем случае обязательно должны учитываться характеристики установленных в системе компенсаторов.

Для неподвижных элементов шаг считается по следующей формуле:

∆L – это способность установленного компенсатора, указанная в миллиметрах.
а – коэффициент линейного увеличения стенок из стали при изменениях температуры, указывается в миллиметрах, деленных на метр, умноженный на температуру.
L – это общая длина труб, которая исчисляется в метрах.
t – температура рабочей системы.
tро – температура вокруг систем коммуникации.
0,9 – погрешность.

Для расчета расстояния скользящих крепежных элементов очень важно брать во внимание области применения системы. Причина в том, что для трубопроводов с холодными средами такой шаг будет в несколько раз больше, чем для систем с более теплыми средами.

Основные нормы и стандарты

В настоящее время есть несколько государственных стандартов, которые действуют на две разные категории элементов:

ГОСТ 14911—82 действует на подвижные конструкции стальные.
ГОСТ 16127—78 распространяется на элементы с маркировками ПМ, ПГ, ПМВ, ПГВ.

Если упоминать отраслевые параметры и характеристики на сборочные единицы для присоединения трубопроводов, то документов больше. В основном действуют ОСТы:

108.275.24 для труб на разных электростанциях.
24.125.154 для труб на тех же станциях, но сделанных из специальных марок стали.
36—94 для подвижных деталей магистралей.
36—104 для коммуникаций из стали тех систем, которые функционируют при пониженных температурах.
36—146 для серий с маркировками с различными маркировками для труб от 5,7 до 142 сантиметров диаметром.

Также выделяют несколько менее значимых стандартов, которые могут использоваться для создания уже обозначенных моделей.

Отдельно стоит посмотреть на чертежи Т-ММ-26-05, в который прописаны все возможные типы подвижных и нет конструкций. В бумагах НТС 65—06 также возможно увидеть некоторые необходимые чертежи и технические установки, а предназначаются они для изготовления деталей с маркировками ПО и НПО.

Почему стоит обратиться к нам за помощью

Мы очень трепетно относимся ко всем нашим покупателям и проводим все заказы любого объема.

На нашем производстве мы способны обрабатывать самые разные материалы, например:

Цветные металлы.
Чугун.
Нержавеющую сталь.

В процессе составления заказов наши менеджеры используют все популярные методы механической обработки. На нашем производстве только инновационные устройства, которые дают возможность максимально быстро выполнять работы.

Чтобы заготовка стала идеальной для заказчика, наши работники применяют только специальные оборудования, которые можно использовать для ювелирной заточки инструментов при проведении очень сложных операций. В ходе производства даже самый прочный металл становится очень пластичным, что позволяет создавать любые заготовки.

Если вы обратитесь к нашим специалистам, то сможете получить материалы, изготовленные по требованиям ГОСТ и всех иных нормативов. На всех этапах мы контролируем качество изделий, чтобы получать на выходе высококачественный продукт.

Огромный опыт наших специалистов дает возможность получать на выходе отличное и качественное изделие, которые будет отвечать всем требованиям. Также мы отталкиваемся от мощностей и смотрим только на инновационные наработки.

Мы принимает заказы по всей России. Если вы хотите оформить заказ на металлообработку, то наши специалисты помогут вам и выслушают все требования.

Остались вопросы?

Оставьте заявку для консультации с нашим ведущим специалистом!

Прокрутить вверх

aquaoptim Контакты:
Адрес: 2-ой Верхний Михайловский пр-д, д.9, стр.2, офис 401 115419 Москва ,

Телефон: +7(495)225-99-45 , Электронная почта: pr@yandex-team.ru zakaz@aquaoptim.ru snab@aquaoptim.ru dostavka@aquaoptim.ru

Какие виды задвижек бывают

Для обеспечения плановой и бесперебойной работы магистрали необходимо четко понимать, какие существуют типы задвижек для трубопроводов, каким образом они монтируются на трубы и как их правильно эксплуатировать.

Какие бывают задвижки для трубопроводов

Задвижки для трубопроводов различаются по множеству параметров:

Конструктивным особенностям.
Виду приводного механизма.
Материалу изготовления.
Габаритным и присоединительным размерам.
Типу присоединения к трубопроводу.
Рабочей среде и температурным режимам.
Климатическому исполнению.
Герметичности.
Клиновой конструкции.
Проходному диаметру.
Типу уплотнений.
Максимальному рабочему давлению.

Основными конструктивными элементами выступают:

Корпус с крышкой, изготовленный из металла — черной или нержавеющей стали, алюминия, чугуна, латуни. Он — основа задвижки и помещается в магистраль. Крышка же предназначена для регулировки перемещения запорного элемента.
Запорный механизм. Заслонка выполнена в виде клина, шибера, диска — в зависимости от типа задвижки. Она изготавливается из металла и комплектуется эластичными уплотнениями для повышения герметичности узла.
Привод, управляющий перемещением заслонки в узле. В зависимости от вида задвижек различают устройства с маховиком (на выдвижном или невыдвижном штоке), механическим редуктором, гидро-, пневмо- или электроприводом.

По технологии изготовления корпуса задвижки подразделяются на литые, сварные, кованые и ковано-сварные.

Виды задвижек по типу выдвижения:

С выдвижным шпинделем. Изделия, в которых шпиндель выведен за пределы

корпуса и не имеет контакта с рабочей средой. Это обеспечивает лучшую ремонтопригодность, коррозионную стойкость и длительный срок службы. Однако, это сильно увеличивает строительную высоту, поскольку при открытии прохода шпинделю необходимо выйти из задвижки на длину, превышающую диаметр трубопровода. Кроме того, повышается масса изделия — этот параметр нужно учитывать при проектировании магистрали.

С невыдвижным шпинделем. Устройства с подобной конструкцией отличаются невыдвижным ходовым узлом гайка-шпиндель, непосредственно контактирующим с рабочей средой внутри задвижки. Такие изделия устанавливаются на трубопроводы, переносящие неагрессивные среды, нефть и т. п., поскольку при их эксплуатации нет возможности проконтролировать состояние сальников и шпинделя, а также провести необходимый ремонт без снятия и разборки задвижки. У них малая строительная высота, а, значит, их целесообразно устанавливать в труднодоступных местах.

Выдвижные и невыдвижные задвижки различаются по принципу работы. Первые, как уже говорилось выше, совершают движение вверх-вниз, перекрывая поток. Шпиндель вращается вокруг своей оси — в этом случае приводная гайка расположена прямо в клине.

Типы задвижек по варианту подсоединения к трубопроводу:

Приварные — такие устройства имеют патрубки, равные по диаметру размеру трубы, к которой они будут приварены. Врезка осуществляется аргонодуговой сваркой.
Фланцевые — имеют фланцы на концах патрубков, монтируются на трубопроводах с помощью стяжки с ответными фланцами. Распространенный тип присоединения, обеспечивающий быстрый монтаж/демонтаж арматуры.
Муфтовые — этот тип встречается на задвижках с условным проходом до DN50.

Типы задвижек для трубопроводов по конструктивному исполнению затвора
Клиновые задвижки

Этот тип задвижек отличается наличием затвора клиновидной формы, расположенный между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия основывается на перекрытии потока жидкости или газа клином, перемещающимся перпендикулярно оси. Клиновые задвижки различаются по жесткости клинового затвора: жесткий, обрезиненный, двухсторонний, упругий.

Жесткий клин. Такие изделия отличаются простотой конструкции, жесткостью, надежностью и герметичностью. Они требует точной подгонки клина и уплотнений. Клин изделия шарнирно смонтирован на шпиндель в верхней части крышки и спускается по корпусным направляющим, из-за чего система может функционировать с высокими перепадами давления. Основные недостатки задвижки такого типа — возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и довольно сложный ремонт.

Двухдисковый клин подразумевает наличие двух размещенных под углом дисков, соединенных между собой разжимной деталью. Такая конструкция позволяет устройству самостоятельно выравниваться при примыкании к седлам, исключая возможность заклинивая и обеспечивая высокую герметичность затвора.

Двухклиновые задвижки отличаются сложностью конструкции и существенно дороже других исполнений, однако, у них более длительный срок эксплуатации, седельные поверхности меньше изнашиваются, а для закрытия условного прохода не требуется применять больших усилий. Они оснащаются выдвижным шпинделем, могут иметь кольцевые уплотнения на дисках для повышенной герметизации проходного отверстия.

Упругий клин. Разновидность заслонки с двухдисковым клином, в которой привод разделен на две части, между которыми размещен пружинящий элемент, способный деформироваться. Такая конструкция позволяет уплотнениям передвигаться под углом друг к другу, обеспечивая лучший контакт с седлом. Изделия с упругим клином не требуют высокоточной подгонки, исключают заклинивание при перепадах температур, но поверхности клина сильно стираются.

Шиберные задвижки

В шиберных задвижках дисковый затвор и седла расположены параллельно. Принцип действия прост — при опускании шиберный механизм герметично перекрывает (словно разрезает) условный проход за счет давления среды. Это наиболее простой тип задвижек, который зачастую устанавливается в канализационных системах, пульпопроводах и иных трубопроводах с густой средой, не требующей повышенной герметичности. Их легко обслуживать и ремонтировать.

Шланговые задвижки

Редкий тип задвижек, отличающийся отсутствием уплотнительных седел, а также необычным затворным элементом, представляющим собой гибкий шланг, сжимаемый в средней части с помощью штока. Такие задвижки имеют очень высокую коррозионную устойчивость, могут транспортировать вязкую и химически активную среду. Обычно их используют в трубопроводных системах с небольшим условным проходом, где основной средой является пульпа, примеси, шлам и т. п.

Назначение и типы задвижек по материалу изготовления

В качестве материала задвижек выступают сталь, алюминий и чугун. Рассмотрим наиболее распространенные задвижки данных типов с указанием используемых в составе материалов основных элементов и уплотнений.

Стальные задвижки на примере 30с41нж

Буква «с» в маркировке задвижки указывает на то, что она изготовлена из стали, а «нж» — что уплотнения на клиновых дисках и седлах выполнены из нержавеющей стали.

Материалы изготовления деталей и узлов:

Крышка и корпус производятся из углеродистой стали методом литья.
Шпиндель изготавливается из нержавеющей стали 20Х13 с 14% содержанием хрома. Может эксплуатироваться при температуре до 600С.
Диски и маховик — из углеродистой стали, как и корпусные детали.
Приводную гайку производят из латуни. Обычно, ЛС59-1. Этот сплав является медно-цинковым с добавлением свинца, благодаря чему гайка хорошо сопротивляется механическим повреждениям при трении поверхностей.
Клиновые уплотнения, как уже упоминалось выше, изготавливаются из нержавеющей стали марки 13Х25Т, характеризующейся высоким содержанием хрома и отличной износостойкостью. Примесь титана гарантирует повышение срока службы запирающего элемента.
Уплотнения на корпусных кольцах также выпускаются из нержавеющей стали марки 08Х21Н10Г6 с 10% содержанием Ni и 20% Cr. Это обеспечивает повышенную коррозионную стойкость изделия.

В стальных задвижках 30с41нж также имеется сальниковое уплотнение, изготовленное из терморасширенного графита. Этот материал может иметь форму шнура или кольца и препятствует выходу рабочей среды через сальник, там, где шпиндель опускается в корпус. Трубопроводная арматура использует несколько модификаций ТРГ:

ТРГ-100Л — с армированием лавсановой нитью.
ТРГ-100ЛФ — с лавсановой нитью и дополнительной фторопластовой пропиткой.
ТРГ-101Н — с армированием нержавеющей проволокой.
ТРГ-102С — в качестве армирующего элемента выступает стеклонить.

Термопластовый графит в качестве уплотнительного материала сальникового узла гарантирует высокую герметичность, не теряя своих свойств даже при воздействии высокой температуры.

Стальные задвижки широко применяются в различных областях промышленности для организации магистралей, транспортирующих воду (горячую и холодную), газ, нефтепродукты, различные химические вещества, к которым элементы задвижки коррозионностойки, а также пар. Иногда они могут использоваться для перемещения морской воды.

Уплотнения на клин и корпусные кольца наносятся методом дуговой сварки или лазерной наплавки. Оба метода представляют собой химическую реакцию, при которой основной материал изделия смешивается со сплавом из проволоки под воздействием высокой температуры. После наплавки происходит шабровка — ручная или автоматическая. Она нужна для выведения идеальных геометрических параметров клина и колец с подгонкой поверхностей относительно друг друга для повышения класса герметичности задвижки.

Чугунные задвижки на примере 30ч39р

Чугунные задвижки изготавливаются из серого чугуна и способны выдерживать разрывное давление до 370 МПа. Они предназначены для транспортировки жидкости и газа в магистральных трубопроводах.

Материалы изготовления деталей и узлов:

Основные корпусные детали (корпус, крышка, клин) выпускаются из серого чугуна.
Шпиндель производится из нержавеющей стали 20Х13.
Втулка шпинделя изготавливается из латуни или бронзы.

Что касается уплотнений, то клиновое уплотнение выполняется из EPDM. Это международное обозначение этиленпропиленового каучука. Этот материал имеет высокие физические и химические свойства, благодаря чему затвор практически не имеет механических разрушений. Он коррозионно-стойкий, способен сохранять заданные геометрические размеры даже при воздействии высокой температуры.

Также может применяться фторкаучук (при воздействии очень кислотных сред) или кремнийорганическое соединение (в случае воздействия экстремально высоких температур и их перепадов).

Какие бывают задвижки по эксплуатационным показателям

Задвижки имеют общие эксплуатационные характеристики, к которым относятся:

Проходной диаметр DN — от 15 до 1400 мм.
Номинальное давление среды Pn — от 10 до 40 атм.
Класс герметичности по ГОСТ 9544 — А, АА, В, С.
Тип подсоединения — под приварку, муфтовое, фланцевое.
Климатическое исполнение (Т1, ТпУ1, У1, ХЛ1) и показатели рабочей температуры. У чугунных задвижек климатические исполнения маркируются — У, Т, УХЛ, ОМ.
Направление подачи рабочей среды.
Тип привода — ручной, редуктор, приводной механизм.

Выбор типа задвижки под конкретную рабочую среду осуществляется исходя из стойкости используемых материалов к коррозионному положению.

Маркировка задвижек соответствует ГОСТ 4666-75 и содержит следующие данные (на примере 30с41нж):

30 — показывает, что перед нами задвижка;
с — стальной корпус;
41 — номер модели;
нж — нержавеющий материал на клине.

Перед «41» может стоять цифра «5» — это будет значить, что у задвижки механический редуктор в качестве привода, цифра «9» говорит, что установлен электропривод. В нашем случае у задвижки 30с41нж ручной привод (управление маховиком).

Достоинства задвижек

Вне зависимости от назначения и типа задвижки характеризуются следующими особенностями:

Простотой конструкции.
Высокими техническими параметрами (в зависимости от материала изготовления и конструктивных особенностей они могут выдерживать температуру до 565С и давление до 25 МПа).
Универсальностью и вариативностью применения — задвижки активно используются в трубопроводных системах и магистральных трубопроводах, транспортирующих любые среды.
Хорошие гидравлические параметры. Задвижки подбираются в соответствии с внутренним диаметром трубопровода, на которой они будут монтироваться. Плавное перемещение запорного механизма при перекрытии потока рабочей среды помогает избежать гидроудара в системе, а конструкция затвора и седла обеспечивает высокую герметичность перекрываемого канала среды.
Возможностью изменения потока среды в обратную сторону.
Длительным сроком эксплуатации. Все материалы узлов и деталей рассчитаны на долгосрочную службу в конкретной рабочей среде. Внутренние элементы изготавливаются из коррозионно-стойких материалов.

Впрочем, у задвижек есть и некоторые недостатки. Во-первых, это увеличение строительной высоты трубопровода (особенно если дело касается устройств с выдвижным шпинделем). Во-вторых, это быстрый износ уплотнительных элементов и обслуживание задвижек (трудоемкий ремонт в случае изделий с невыдвижным шпинделем). В-третьих, время на закрытие/открытие запорного механизма может быть длительным.

Как монтируются задвижки на трубопроводах?

Установка устройств на магистраль или трубопровод промышленного назначения осуществляется только обученными специалистами, допущенными к проведению такого типа работ. При выполнении монтажа необходимо соблюдать следующие правила установки, в зависимости от типа задвижек и их назначения:

Снимать запорную трубопроводную арматуру допускается только при отсутствии рабочей жидкости в системе. Также требуется очистить место установки и соединения труб от грязи, налета, окалины и т. п.
Непосредственно перед монтажом фланцевые задвижки должны быть проверены на качество фланцев (отсутствие трещин, царапин и иных дефектов).
Запорная трубопроводная арматура устанавливается на четко прямолинейной части магистрали во избежание перекосов и изгибов, способных вызвать протечки и напряжения в системе. При установке тяжелых узлов требуется использование жестких опор.
Не допускается приложение больших усилий к маховикам при эксплуатации из-за опасности поломок и возникновения трещин.
При монтаже не допускается падение арматуры, иные механические повреждения или удары.

На место монтажа задвижки поставляются в специальной таре, отвечающей требованиям ГОСТ 9.014–78, ГОСТ 15150-69 с вариантом защиты ВУ-0 или ВУ-1.

Опоры Шпинделя Станка

К опорам шпинделей станков предъявляются следующие специфические для металлорежущих станков требования:

Точность направления (радиального и осевого) шпинделя; в связи с этим в опорах шпинделей допускаются незначительные зазоры при большой жесткости опор.
Приспособляемость к переменным условиям работы; во многих станках опоры шпинделей должны воспринимать различные нагрузки в широком диапазоне скоростей и при частых пусках и остановках.

Кроме того, к опорам шпинделей предъявляются также требования общие для опор валов, — достаточная долговечность, малые габариты, простота изготовления (подшипников скольжения), простота и удобство сборки, регулирования и разборки и т. д.

Шпиндельные узлы металлорежущих станков в качестве опор шпинделей содержат подшипники качения и подшипники скольжения.

Подшипники качения в опорах шпинделей

Высокие требования в отношении точности вращения шпинделей большинства станков обусловливают частое применение в их опорах подшипников качения повышенных классов точности (П, В, А, С, а также промежуточных по ГОСТу 520-55). Кроме того, для уменьшения вредного влияния зазоров и повышения жесткости опор обычно применяют предварительный натяг, увеличение числа тел качения в подшипнике и др.

При выборе класса точности подшипников следует учитывать значительное увеличение их цены с уменьшением допусков на радиальное и осевое биения. Если принять цену подшипника нормального (H) класса точности за единицу, то для повышенных классов точности цена подшипника будет соответственно: Н-1; П-1,3; ВП-1,7; В-2; АВ-3; А-4; СА-7; С-10.

Поэтому при назначении класса точности подшипников целесообразно исходить из биения переднего конца шпинделя.

Одним из основных средств повышения точности подшипников качения в опорах шпинделей станков является предварительный их натяг. При этом устраняются зазоры между кольцами и телами качения и, кроме того, создаются упругие деформации, повышающие общую жесткость шпиндельного узла.

Рис. 1. Шпиндель агрегатного станка

В радиально-упорных шарикоподшипниках и конических роликоподшипниках при парной их установке предварительный натяг создается регулировкой во время сборки и не требует специальных конструктивных мероприятий (рис. 1 и 2).

Рис. 2. Узел шпинделя токарного полуавтомата: а — до модернизации; б — после модернизации

В радиальных шарикоподшипниках предварительный натяг можно создать осевым смещением внутренних колец относительно наружных. Практически это осуществляется за счет сошлифовывания торцов внутреннего кольца (рис. 3, а) или проставкой втулок между кольцами подшипников (рис. 3, б). Относительное смещение колец может быть также достигнуто применением пружин (рис. 3, в). Последний способ является более совершенным, так как обеспечивает постоянство силы предварительного натяга и позволяет точнее отрегулировать его.

В роликоподшипниках с цилиндрическими роликами предварительный натяг создается за счет деформации внутреннего кольца при затяжке его на коническую шейку шпинделя (рис. 3, г).

Рис. 3. Способы создания предварительного натяга подшипника

В опорах быстроходных шпинделей нашли применение специальные конструкции подшипников качения с предварительным натягом, который создается при сборке самого подшипника. Так, в подшипнике, показанном на рис. 4, а, предусмотрено разъемное наружное кольцо. При сближении половинок кольца устраняются зазоры и создается предварительный натяг, после чего полукольца фиксируются (например, анкерными кольцами) в стянутом состоянии. Сходную конструкцию имеет двухрядный шариковый подшипник на рис. 4, б, однако здесь для создания предварительного натяга применяют специальные средства при изготовлении подшипника и его сборке.

Рис. 4. Шарикоподшипники с предварительным натягом при сборке подшипника

Для повышения жесткости подшипников качения в опорах шпинделей стремятся увеличить число тел качения. С этой целью стандартизированы шпиндельные шарикоподшипники с увеличенным против нормального числом шариков. В последнее время в опорах шпинделей широко применяют двухрядные роликоподшипники с шахматным расположением роликов. Число точек контакта по окружности при этом удваивается.

Очень высокая точность вращения может быть достигнута при использовании компенсаторов в размерной цепи шпиндель — опоры — корпус. Например, кольца роликоподшипника по рис. 5 обрабатывают совместно со шпинделем и гильзой. При этом выдерживают жесткие допуски на геометрическую форму беговых дорожек (овальность, конусность) в случае возможности изменять диаметр в довольно широких пределах. После обработки диаметры колец точно измеряют и ролики подбирают с точностью до 1 мкм (полуразность диаметров).

Рис. 5. Узел шпинделя координатно-расточного станка

Подшипники качения получили также почти исключительное применение в качестве упорных подшипников для шпинделей. При этом оба упорных подшипника располагают возможно ближе друг к другу у одной опоры (рис. 6) во избежание слишком больших температурных деформаций при разогреве узла.

Рис. 6. Расположение подпятников шпинделя

Материалы для подшипников скольжения в опорах шпинделей

При выборе материала подшипников скольжения для шпиндельных опор следует учитывать износостойкость, теплопроводность, коэффициент трения, коэффициент линейного расширения, иногда и некоторые другие свойства антифрикционных сплавов.

Ориентировочный выбор материала производится с учетом окружной скорости v и удельного давления р (рис. 7).

Рис. 7. Выбор материала для подшипников в опорах шпинделя

Чугуны обладают плохой прирабатываемостью, в связи с чем требуется тщательная отделка поверхностей вкладыша и закаленной шейки шпинделя. Для предупреждения кромочных давлений необходима достаточная жесткость шпинделя.

При малых окружных скоростях (десятые и сотые доли м/сек) чугунные подшипники способны выдерживать давления до 20-30 н/мм2.

Бронзы — ввиду сравнительно высокой цены применяются для подшипников в виде биметаллических втулок. При этом стальной или чугунный вкладыш заливают тонким (после обработки ~ 1 мм) слоем бронзы (рис. 8). Благодаря замене цельных вкладышей из бронзы биметаллическими втулками расход цветных металлов уменьшается нередко в 4-5, а иногда и в 9-10 раз, цена подшипника — в 2,5-3,5 раза, а долговечность его возрастает, особенно при заливке тонким слоем. В практике станкостроительных заводов заливка производится обычно центробежным способом.

Оловянные бронзы следует применять только в случаях, обоснованных расчетом или опытными данными.

Баббиты — применяются для вкладышей крупных подшипников в виде биметаллических втулок; обладают хорошей прирабатываемостью, в связи с чем могут работать в паре с незакаленной шейкой.

Рис. 8. Узел шпинделя плоскошлифовального станка

Конструкции опор скольжения

Нерегулируемые подшипники применяются в качестве опор шпинделей сравнительно редко в тех случаях, когда условия работы позволяют рассчитывать на практически полное отсутствие износа в течение длительного срока эксплуатации (тихоходные и слабо нагруженные шпиндели отделочных станков и т. п.). Размеры цельных нерегулируемых втулок, изготовляемых из чугуна или бронзы, стандартизованы.

Более широкое распространение в качестве опор шпинделей получили подшипники скольжения, в конструкции которых предусмотрена возможность периодического (ручного) или непрерывного (автоматического) регулирования зазора (производится обычно пружинами или гидравлическим поджимом).

В случае использования подшипников с радиальным регулированием зазора — вкладыш состоит из двух, трех, иногда большего числа частей; некоторые из них неподвижны, остальные передвигаются в радиальном направлении, за счет чего и регулируется зазор между шейкой шпинделя и подшипником (рис. 9). Основное преимущество конструкций этого типа — удобство сборки и разборки шпиндельного узла, в связи с чем они получили наибольшее распространение в качестве опор шпинделей тяжелых станков.

Рис. 9. Передняя опора шпинделя круглошлифовального станка

Подшипники с осевым регулированием зазора. Вкладыш снабжается сквозной прорезью по всей длине (рис. 10, a) или выполняется цельным (рис. 10, б). Зазор в подшипнике регулируется осевым перемещением вкладыша. При регулировании по первому способу (рис. 10, а) цилиндрическая форма вкладыша несколько искажается. Неизбежным недостатком второго способа является нарушение регулирования зазора в подшипнике при осевых смещениях шпинделя.

Рис. 10. Подшипники скольжения с осевым регулированием зазора

Подшипники с несколькими клиньями (многоклиновые подшипники) обеспечивают высокую точность вращения за счет центрирования шпинделя гидродинамическими давлениями, создаваемыми в нескольких зонах по окружности. Клиновые пространства создаются в подшипниках этого типа либо неравномерным деформированием вкладыша (рис. 11, а, б), либо применением вкладыша из нескольких самоустанавливающихся частей (рис. 12), равномерно расположенных по окружности.

Рис. 11. Многоклиновой подшипник с некруглым отверстием

Рис. 12. Многоклиновой подшипник с самоустанавливающимися вкладышами

Гидростатические подшипники предусматривают подвод масла под значительным давлением в несколько карманов (рис. 13), из которых оно вытесняется через зазор между шейкой шпинделя и подшипником. Гидростатические подшипники способны создавать режим жидкостного трения при сколь угодно малых скоростях вращения.

Подшипники с воздушной смазкой могут использовать аэродинамические давления при больших скоростях вращения, либо они выполняются как аэростатические опоры с большим избыточным давлением подводимого к ним воздуха. Особенностью воздушных подшипников являются меньшая по сравнению с гидравлическими подшипниками жесткость и меньшие потери на трение. И то, и другое обусловлено тем, что вязкость воздуха примерно в 2000 раз менее вязкости масла индустриального 20.

Рис. 13. Схема гидростатического подшипника

Опоры шпиндельных узлов станков с ЧПУ

Тип применяемых опор для шпинделя связан с требованиями обработки и быстроходности, которая определяется скоростным параметром — произведением d•n, мм•мин -1 , где d — диаметр отверстия под подшипник, мм; n — частота вращения шпинделя, мин -1 . Эти требования для различных типов опор приведены на рис. 14.

Рис. 14. Реализуемые параметры точности и быстроходности при различных опорах шпинделя

При централизованном производстве подшипников качения шпиндельные узлы большинства станков с ЧПУ монтируются в подшипниках качения: шариковых, роликовых с цилиндрическими и коническими телами качения. Сами подшипниковые узлы имеют, как правило, сложную многорядную конструкцию, требуют высокой точности изготовления, весьма тонкой наладки.

Чаще всего шпиндельные узлы станков с ЧПУ выполняют в виде отдельных агрегатированных модулей, а для уменьшения трудоемкости их проектирования, изготовления и эксплуатации в практике станкостроения применяют типовые конструктивные схемы (рис. 15).

Рис. 15. Типовые конструктивные схемы шпиндельных узлов

Примерное конструктивное исполнение типовых шпиндельных узлов станков с ЧПУ при различных значениях параметра быстроходности d•n_max приведены на рис. 16.

Рис. 16. Конструктивное исполнение типовых шпиндельных узлов при различной быстроходности

К недостаткам шпиндельных узлов на традиционных подшипниках качения относятся изменение рабочего натяга процессе эксплуатации, наличие износа, пониженное демпфирование. Кроме того, технологические возможности их, особенно на тяжелых станках, ограничиваются или недостаточной быстроходностью при обеспечении натяга, необходимого для черновых операций, или недостаточной нагрузочной способностью при регулировании натяга, потребного для наиболее скоростных режимов обработки. Поэтому чаще применяются компоновки шпиндельных узлов на конических роликовых подшипниках с дистанционным гидравлическим регулированием натяга от ЧПУ станка в зависимости от режима обработки (рис. 17).

В конструкцию такого подшипника введено промежуточное кольцо 1, которое совместно с наружным кольцом 2 подшипника образует небольшой цилиндр. В зависимости от величины давления в цилиндре (подаваемого по стрелке) подвижное кольцо 3 создает осевую силу на торцах роликов, чем определяется величина натяга, причем сразу в обоих подшипниках независимо от внешних условий.

Постоянный рост требований к характеристикам шпиндельных узлов станков с ЧПУ и прежде всего их подшипников потребовал качественного скачка в совершенствовании подшипниковых узлов. И хотя более 90% станков имеют шпиндели на опорах качения, возможности их во многом исчерпаны. Периодически у станков можно встретить гидростатические и аэродинамические опоры. Все чаще в конструкциях шпиндельных узлов можно встретить гидростатические подшипники (ГСП), которые не только значительно превосходят подшипники качения по точности, см. рис. 14, но и обладают более высокой демпфирующей способностью, имеют практически неограниченную долговечность, высокую нагрузочную способность при любой частоте вращения и могут, кроме того, использоваться в качестве датчиков силы (момента) в системах диагностики и адаптивного управления.

Рис. 17. Дистанционная регулировка натяга подшипников

Клиновые ремни: виды, типы, размеры и профиль

Клиновые ремни применяют для передачи крутящего момента от двигателей различного типа на вал исполнительного механизма. Свое название ремни получили благодаря клиновидному профилю.

В магазине mirprivoda.ru можно подобрать необходимую модель клинового ремня с нужными размерами. Ассортимент постоянно пополняется, что позволяет обеспечивать потребности большинства заказчиков.

Особенности конструкции

Использование клинообразного профиля дает ремню ряд преимуществ:

отсутствие возможности перекрутиться или соскочить на любых скоростях;
высокая надежность, прочность и износостойкость;
применение армирования для предотвращения разрывов;
обеспечение нормальной работы с большим диапазоном выработки за счет опускания в ручье шкива;
самозаклинивание в направляющих шкива при помощи натяжения, что не дает ремню прокручиваться.

Шкивы на валу двигателя и исполнительного механизма выполнены с клинообразными углублениями, в который вставляется ремень. По мере выработки поверхности ремень постепенно опускается в ручье шкива, сохраняя рабочие характеристики. Замена ремня проводится после того, как он опускается на определенную глубину или через установленный производителем срок службы. Чрезмерная выработка ремня приводит к тому, что он начинает проскальзывать, из-за чего крутящий момент на приемном валу значительно уменьшается.

Виды ремней

Существует несколько основных видов клиновых ремней:

Стандартные (классические) . Используются для передачи вращения на производственном, а также сельскохозяйственном оборудовании. Равномерно распределяют по поверхности нагрузку, благодаря жесткости не склонны к изгибу и искривлениям. Классические клиновые ремни устойчивы к износу, могут эксплуатироваться длительное время.
Узкопрофильные . Данный тип характеризуется увеличенной глубиной сечения, клин имеет более узкий профиль. Ремни данного типа применяют в автомобилях для передачи вращения на генераторы. Увеличенная площадь соприкосновения между ремней и шкивом позволяет стабильно работать при повышенных нагрузках, обеспечивая передачу большого количества энергии. Отличаются длительностью эксплуатации.
С наличием фасонного зуба на внутренней поверхности . Такой тип позволяет обеспечить передачу значительно объема энергии на высоких скоростях. Для изготовления используются прочные полимерные материалы. Чаще всего применяется EPDM, который позволяет ремню длительное время служить при продолжительных нагрузках. При этом ремень хорошо держит форму при отсутствии трещин и деформаций. Материал отличается химической стойкостью, не боится значительных перепадов температур, придавая изделию износостойкость и долговечность.

Размеры изделий

Производители выпускают большое количество различающихся по размерам клиновых ремней всех типов. Для каждого типоразмера устанавливается стабильная высота и ширина, при этом длина может варьироваться в широких пределах.

Установлены международные стандарты для клиновых ремней. Ниже показаны варианты размеров для разных типов ремней, сведенные в три таблицы:

Ремни с фасонным зубом

Как правильно выбрать клиновой ремень по размерам

Чтобы точно подобрать изделие, используйте руководство пользователя или техпаспорт на оборудование. В документации приводятся размеры ремня, в некоторых случаях указывается рекомендуемых производитель.

Если ремень с точными параметрами найти невозможно, то обычно допускается установка наиболее подходящего по размерам. Однако, если брать ремни с фасонным зубом, то аналоги даже с близкими габаритами могут не подойти, т.к. для них важна точная длина, размер и форма зуба.

При отсутствии технической документации на классические или узкопрофильные ремни необходимо измерить и точно подобрать аналог с такими же показателями ширины и длины. При подборе ремня по длине необходимо соблюдать следующие правила:

Величина погрешности, плюс-минус, мм

Основные преимущества

Клиновые ремни, как устройства для передачи мощности имеют ряд достоинств, которые делают их использование оптимальными:

Длительное использование без ухудшения параметров, надежность . Клиновой тип ремня отличается высокой прочностью. Он способен проработать длительное время в тяжелых условиях без обрывов, значительного износа, перекручивания. Материал ремня выдерживает широкий диапазон температур, не боится повышенной влажности, запыленности, вибраций. Независимо от эксплуатационных условий обеспечивается малая степень износа, отсутствие прокручивания относительно шкивов при необходимой степени натяжения.
Эффективность использования . Профиль клина приводит к увеличению площади соприкосновения со шкивом, что увеличивает эффективность механизма передачи мощности и позволяет работать с высокими показателями крутящего момента. Тип передачи отличается высоким КПД, небольшими потерями на трение, что обеспечивает увеличенную производительность конструкции.
Большое количество типоразмеров . Существует множество вариантов исполнения ремней с большим количеством профилей и с разной длиной. Это позволяет в каждом конкретном случае легко подобрать наиболее оптимальную модель клинового ремня.

Особенности установки и замены

В зависимости от оборудования клиновые ремни используются либо в течение определенного срока эксплуатации (моторесурса), либо до полной выработки. Они относятся к расходному оборудованию и требуют периодической замены. Чтобы снять старое изделие и установить новое, обязательно требуется отключить оборудование, чтобы прекратить вращение. Проводить любые работы при вращающемся двигателе травмоопасно. Для проведения замены требуется выполнить следующие действия:

При наличии защитного кожуха снимите его, чтобы открыть доступ к передающему и приемному шкивам.
В зависимости от конструкции придется ослабить болта на натяжителе или натяжном ролике. Чтобы снять ремень потребуется сместить натяжитель, чтобы ослабить натяжение ремня. В некоторых случаях потребуется снять один из шкивов.
Осмотрите снятый ремень и шкивы. По их состоянию можно понять, нет ли неисправности. Проверьте плавность хода шкива, нет ли биений на валу, люфта, скрипов, биений при вращении. Также обратите внимание, нет ли замятий, трещин и других повреждений шкивов. Обычно из строя выходит подшипник или механически повреждается сам шкив. В случае подшипника требуется смазка, при износе – немедленная замена. Погнутый, треснутый шкив подлежит замене. Игнорировать неисправность нельзя – она может привести к дальнейшим повреждениям и необходимости серьезного ремонта.
Очистите узлы мягкой ветошью, после чего установите новый ремень. Если в конструкции используется одновременно несколько штук ремней, то в случае износа одного из них, менять нужно весь комплект.
При помощи рычага или винтового натяжителя отрегулируйте степень натяжения, рекомендуемого производителем технического средства. Рекомендуется проверять натяжение динамометром.
Затяните болты. Кожух пока не устанавливайте.
Запустите двигатель для проверки нормальной работы ременной передачи. Для проверки потребуется 2-3 запуска двигателя с проверкой между запусками натяжения ремня. Если оно не изменяется, исполнительный механизм работает нормально и не слышится посторонних звуков, то можно выключать двигатель и устанавливать кожух. Монтаж на работающем двигателе запрещается из-за повышенной травмоопасности.

Правильная эксплуатация

Важнейшим условием нормальной эксплуатации является правильное значение натяжения ремня. Если оно слишком слабое, ремень будет проскальзывать на шкиве. Это приведет к быстрому износу, неэффективной передаче момента вращения. При чрезмерном натяжении также ускоряется износ ремня, но основная опасность в повышении нагрузки на подшипник, что приведет к его выработке вплоть до заклинивания ведущего или ведомого вала.

Также важно состояние шкива. При наличии повреждений шкив может повредить ремень, привести к его разрыву. Старайтесь использовать модель ремня со строго выдержанными размерами. Если производитель рекомендует определенную марку, то желательно использовать ее, либо высококачественные аналоги, не уступающие по набору характеристик.

неукоснительно следовать инструкциям по установке ремня;
периодически контролировать степень натяжения и положение ременной передачи, при необходимости проводя регулировку;
следить, чтобы в зоне двигателя обеспечивалась хорошая вентиляция;
регулярно проверять степень загрязнения ремня и шкивов и очищать их.