Исследование динамических характеристик задвижки с электроприводом

В рамках проведенной работы был приведен обзор электроприводов для задвижек, рассмотрены различные виды зубчатых зацеплений. Проанализирована интерференция зубьев циклоидального редуктора.

Реферат ………………………………………………………………………………………………….. 9
Введение ………………………………………………………………………………………………. 12
Цель диссертации ……………………………………………………………………………….. 13
Научная новизна…………………………………………………………………………………. 13
Практическая значимость ……………………………………………………………………. 13
1. Литературный обзор ………………………………………………………………………… 14
1.1. Основные виды трубопроводной арматуры ………………………………….. 14
1.2. Обзор задвижек ………………………………………………………………………….. 15
1.3. Особенности эксплуатации запорной арматуры ……………………………. 20
1.4. Обзор существующих систем электропривода задвижек ……………….. 22
1.5. Требования, предъявляемые к электроприводу задвижек ………………. 24
1.6. Общие сведения и классификация зубчатых передач…………………….. 26
1.7. Циклоидальная передача …………………………………………………………….. 30
2. Расчетная часть и аналитика …………………………………………………………….. 36
2.1. Функции электропривода ОАО «ТЭМЗ»………………………………………. 36
2.2. Принцип работы электропривода ………………………………………………… 38
2.3. Исследования кинематики редуктора …………………………………………… 38
2.3.1. Первое исследование: определение распределения нагрузки при
разных значениях эксцентриситета……………………………………………………. 39
2.3.2. Второе исследование: определение равномерности вращения
выходного вала ………………………………………………………………………………… 49
2.3.3. Третье исследование: определение плавного и равномерного
вращения при нагрузке …………………………………………………………………….. 53
2.4. Математическое моделирование ………………………………………………….. 60
3. Финансовый менеджмент ресурсоэффективность и ресурсосбережение 66
3.1. Введение ……………………………………………………………………………………. 66
3.2. Потенциальные потребители результатов исследования ……………….. 66
3.2.1. Фирмы-конкуренты ………………………………………………………………. 66
3.2.2. Технические характеристики …………………………………………………. 68
3.3. Технические характеристики проектируемого редуктора ………………. 69
3.4. SWOT-анализ …………………………………………………………………………….. 72
3.5. Оценка готовности проекта к коммерциализации …………………………. 74
3.6. Планирование управления научно-техническим проектом…………….. 75
3.6.1. Структура работ в рамках научного исследования. ………………….. 75
3.6.2. Продолжительность этапов работ …………………………………………… 76
3.6.3. Бюджет научного исследования……………………………………………… 80
Выводы ……………………………………………………………………………………………… 87
4. Социальная ответственность …………………………………………………………….. 88
Введение ……………………………………………………………………………………………. 88
4.1. Техногенная безопасность …………………………………………………………… 88
4.1.1. Требования и показатели микроклимата …………………………………. 88
4.1.2. Эргономика рабочего места …………………………………………………… 95
4.1.3. Психофизиологические факторы ……………………………………………. 99
4.2. Экологическая безопасность ……………………………………………………….. 99
4.2.1. Охрана окружающей среды……………………………………………………100
4.2.2. Люминесцентные лампы ……………………………………………………….100
4.2.3. Макулатура…………………………………………………………………………..101
4.2.4. Оргтехника …………………………………………………………………………..102
4.3. Защита в ЧС. ………………………………………………………………………………102
4.3.1. Пожарная безопасность. ………………………………………………………..102
4.3.2. Требования по обеспечению пожарной безопасности………………104
Вывод ………………………………………………………………………………………………..105
Заключение …………………………………………………………………………………………..106
Список литературы ……………………………………………………………………………….107
Приложение А ………………………………………………………………………………………110
Приложение Б ……………………………………………………………………………………….116

В результате проделанной работы была исследована кинематика и
динамика циклоидального редуктора, изготавливаемого на заводе ОАО «ТЭМЗ»
по следующим пунктам:
 Произведен обзор электроприводов для задвижки;
 Произведен обзор зубчатых зацеплений, формы зуба и
характеристики зацеплений;
 Исследована кинематика редуктора без нагрузки;
 Исследована кинематика редуктора с имитацией нагрузки;
 Проведены динамические исследования.
При исследовании профиля зубчатого зацепления данного редуктора были
выявлены неравномерности нагрузки зубьев при вращении, при переходе от
одного зуба к другому. Оказывается, некоторые профили дают неравномерную
нагрузку одного зуба и разгрузку другого. Получается, что кроме основной
частоты, связанной с вращением вала, который меняется, так как привод
управляемый, возникает еще зубцовая частота равная передаточному
отношению и зубчикам неравномерности 23×5, согласно графиков. В результате
нагрузка на корпус передается неравномерно, следовательно, на зубья шестерни
колеса, это значит, что легкий корпус может начать вибрировать.
Данные исследования помогут усовершенствовать циклоидальный профиль
зубьев и исключить выявленные неравномерности.
Неравномерная работа редуктора, вибрация, шум влияет на работу
задвижки, в следствии чего может привести к авариным ситуациям на объекте.

1.Гошко А. И. Арматура трубопроводная целевого назначения. В 3-х
кн. Кн.1: Выбор. Эксплуатация. Ремонт. М.: Машиностроение, 2003. 432 с.: с ил.
2.Режим доступа: http://www.marketing.spb.ru/mr/industry/valve.htm
3.Ахметов С. А. Технология и оборудование процессов переработки
нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М.
И. Баязитов; Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. —868 с.; ил.
4.Васильев Г. Г. Трубопроводный транспорт нефти. /Г.Г. Васильев, Г.
Е. Коробков, А.А. Коршак и др.; Под редакцией С.М. Вайнштока: Учеб. Для
вузов: В 2 т. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. – Т. 1. – 407 с.: ил.
5.Новиков В. Т. Основы проектирования и оборудование предприятий
органического синтеза. Часть 1. Трубопроводная арматура: Учебное пособие. /В.
Т. Новиков, Томский политехнический университет ун-т.- Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2013. – 292 с.
6.ГуревичД. Ф. Трубопроводная арматура с автоматическим
управлением: Справочник/Д.Ф. Гуревич, О.Н. Заринский, С.И. Косых и др.: Под
общ. Ред. С. И. Косых. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. – 320 с.,
ил.
7.Гуревич Д. Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры:
Расчет трубопроводной арматуры. Изд. 5-е. –М.: Издательство ЛКИ, 2008. – 480
с.
8.Кижнер А.Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций:
Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве. — М.: Высш.
школа, 1986. — 144 с., ил.
9.ГОСТ 2939-63, статья 2. Газы. Условия для определения объема.
10.ГумеровА.Г.ГумеровР.С.АкбердинA.M.Эксплуатация
оборудованиянефтеперекачивающихстанций.М.:ООО«Недра-
Бизнесцентр»2001. – 475 с.: ил.
11.Режим доступа: http://bankpatentov.ru/node/431329
12.Гуревич Д.Ф., Трубопроводная арматура: Справочное пособие. –2-е
изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. – 368 с., ил.
Лопатин Б.А., Хаустов С.А. Автоматизированная система моделирования и
анализа способов формирования зубьев зубчатых колес // Челябинск: Вестник
ЮУрГУ. 2008. № 10.
13.Черноштан В. И., Кузнецов В. А. Трубопроводная арматура ТЭС:
Справочное пособие. –М.: Издательство МЭИ, 2001. – 368 с.: ил.
14.Зубчатыепередачи:
http://cherch.ru/mechanicheskie_peredachi/zubchatie_peredachi.html
15.Краснощеков Н. Н., Федякин Р. В., Чесноков В. А. Теория
зацепления. М.: Наука, 1976 – 175 с.
16.В. А. Гавриленко. Зубчатые передачи в машиностроении (Теория
эвольвентных зубчатых передач). М.: Машгиз, 1962 – 530 с.
17.Леонтьев, М.Ю. Обзор достоинств и недостатков эксцентриково-
циклоидального зацепления [Текст] / М.Ю. Леонтьев, В.А. Раевский, А.Е.
Смоловик // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2016.
– № 7-5. С. 54 – 57.
18.Становской,В.В.Двухступенчатыйредукторнаоснове
эксцентриково-циклоидального зацепления (зацепление excygear) [Текст] / В.В.
Становской, С.М. Казакявичюс, Т.А. Ремнева, В.М. Кузнецов, А.М. Бубенчиков,
Н.Р. Щербаков, Й. Шмидт // Вестник машиностроения. – 2011. – № 12. – С. 41-
44.
19.КазакявичюсС.М.Работоспособностьэксцентриково-
циклоидального зацепления при изменении межосевого расстояния колес.
Модификация вершин и впадин зубьев / С.М. Казакявичюс, В.В. Становской,
Т.А. Ремнева // Вестник машиностроения. – 2011. – №3, стр. 7-9.
20.Алямовский А.А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. М.:
ДМК Пресс 2010, 464 с.
21.Н.М. Беляев. Сборник задач по сопротивлению материалов, Москва
1968 год, 683 стр.
22.Приводнаямеханика.Nabtesco.Электронныйресурс.
Режим доступа: [http://www.drivemeh.ru].
23.ООО «АВВИ»(2010) Планетарно-цевочныйредуктор,
патент № RU 2 420 678.
24.Электронныйресурс.Режимдоступа:
[hr.tpu.ru/vacancies/scientific-activity].
25.СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений.
26.СанПиН 2.2.4.1294-03 Гигиенические требования к аэроионному
составу воздуха производственных и общественных помещений
27.ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
28.СП 52.13330.2016.Естественное и искусственное освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
29.Безопасностьжизнедеятельности.Расчётискусственного
освещения. Методические указания к выполнению индивидуальных заданий для
студентов дневного и заочного обучения всех направлений и специальностей
ТПУ. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 20 с.
30.СанПиН2.2.2/2.4.1340-03.Гигиеническиетребованияк
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.
31.ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя.
Общие эргономические требования.
32.Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ “Технический
регламент о требованиях пожарной безопасности”
33.СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.