НПАА. Шпаков О.Н. Плодотворное сотрудничество арматуростроителей дружественных стран

Ленинградское Центральное конструкторское бюро арматуростроения (ЦКБА) начало сотрудничать с предприятиями ГДР по совершенствованию запорной и регулирующей арматуры, с предприятиями Чехии – по исследованию гидравлических характеристик.

Институт арматуры в польском городе Кельце, располагавшийся на территории построенного Советским Союзом крупного арматурного завода, предложил для совместной с ЦКБА работы тему по разработке арматурных электроприводов. В России имелся опыт внедрения собственных конструкций, ведущие конструкторы отдела приводных устройств, начальником которого был я, обладали внедренными на Тульском заводе «Электропривод» авторскими свидетельствами на изобретения.

Совместная работа предполагала взаимное командирование специалистов на 7-10 дней в сотрудничавшие страны с оплатой принимающей стороной командировочных расходов в валюте страны посещения и проживания в одноместном номере гостиницы. Весной 1969 года я выехал в первую командировку в Польшу.

На вокзале Варшавы меня встретила представительница Польского института арматуры юная девушка Божена. Она и водитель директора института Анджей провели для меня короткую экскурсию по Варшаве. Мы поднялись на смотровую площадку Дворца науки и техники (рис. 1), построенного и подаренного городу Советским Союзом. Сверху вся столица Польши хорошо просматривалась.

Город Кельце располагался на полпути между Варшавой и Краковом (рис. 2). По прибытии в Кельце Божена поселила меня в гостиницу (в номер 222) и вручила мне командировочные злотые по утвержденным нормативам. Я попросил портье научить меня произносить по-польски 222 и выучил «Двешти двадешти два».

На следующее утро за мной заехал шофер и привез меня в Институт к директору Мареку Капустыньскому. На встрече также присутствовал начальник конструкторского отдела Якоб Лебедович. Арматурный завод под названием «Хемар» был построен после войны по советскому проекту для производства стальной и латунной арматуры.

Первым директором завода был назначен гражданин СССР по фамилии Гуревич. Поляки наивно полагали, что это тот самый Давид Файвушев Гуревич, по чьей книге «Расчет и конструирование трубопроводной арматуры», изданной в 1956 году, учились молодые и опытные арматуростроители, знакомясь и углубляя знания по арматуре. Позже завод возглавил поляк.

Якоб Лебедович проводил меня в отдел и представил сотрудникам. Мы обсудили достоинства и недостатки различных конструкций приводов и наметили перспективы совместной работы. Польские арматуростроители были крайне заинтересованы в поставках своей арматуры и приводов советским атомщикам, т. к. в СССР была принята программа широкого строительства атомных электростанций. Я проинформировал конструкторов о требованиях к электроприводам.

Атомщики требовали: обеспечить запас по крутящему моменту до 50 % по отношению к номинальному; сохранение работоспособности арматуры при несрабатывании путевых и моментных выключателей; обеспечение плотности арматуры по отношению к внешней среде при отказе отключающих устройств привода.

В ЦКБА в те годы проводились научно-исследовательские работы по изучению динамики электроприводов с червячными редукторами. Основные результаты этих исследований сводились к следующим положениям: нагрузки в электроприводной арматуре зависят от жесткости системы арматура – привод, момента инерции подвижных деталей, времени запаздывания отработки команды на отключение электродвигателя после подачи сигнала, уровня настройки предохранительного устройства (муфты ограничения крутящего момента), параметров электродвигателя, конструктивных особенностей электропривода.

Жесткость системы оказывает существенное влияние на перегрузки. Самыми значащими параметрами, влияющими на общую жесткость системы, являются жесткость пружины муфты ограничения крутящего момента и крутильная жесткость арматуры. Крутильная жесткость определяется величиной приращения крутящего момента при повороте подвижного элемента резьбовой пары арматуры на определенный угол. Чем больше жесткость системы, тем более высокие перегрузки передаются от электропривода к арматуре.

Эти сведения были восприняты конструкторами с большим интересом. Я рассказал коллегам, какими способами конструкторам ЦКБА удалось добиться решения возникших проблем.

В воскресенье Лебедович пригласил меня посетить Краков. В Кракове мы побывали на рыночной площади с прекрасным костелом с двумя башенками (рис. 3), из которых одна была ниже другой. Предание гласило, что в период строительства костела орды Чингисхана подошли к Кракову. Трубач, наблюдающий за приближением войск неприятеля, подал сигнал тревоги, проиграв его на трубе.

Однако окончить сигнальную мелодию трубачу не удалось – стрела кочевника поразила его сердце. С тех пор и до настоящего времени в полдень по радио на всю Польшу звучит сигнал трубы, обрывающийся на неоконченной музыкальной фразе.

Время командировки пролетело быстро, я попрощался с гостеприимными друзьями и отбыл на родину. На следующий год в Ленинград с ответным визитом приехал конструктор электроприводов Богуслав Жак, которого мы поводили по музеям, театрам, дворцам, в этом отношении Ленинград был гораздо богаче провинциального Кельце.

В рабочие дни мы показали Богуславу экспериментальную установку, на которой были установлены шесть запорных клапанов с электроприводами, настроенными на разные крутящие моменты. Два электропривода нагружали клапаны с многократными включениями электроприводов после возврата подпружиненного червяка, из-за чего электродвигатели запускались, ударно нагружая затворы клапанов.

Эти клапаны потеряли герметичность уже через сто циклов, в то время как остальные сохранили герметичность в затворе после наработки трех тысяч циклов. Нормальную работу этих приводов обеспечили устройства, изготовленные с использованием нашего изобретения.

При проектировании или модернизации арматуры и электроприводов необходимо выполнять следующие требования: усилить конструкции арматуры, поскольку им придется выдержать нагрузки, существенно выше расчетных; при выборе асинхронных электродвигателей для электроприводов следует отдавать предпочтение двигателям с двумя парами полюсов и повышенным скольжением.

Целесообразно применение шаговых или бесконтактных электродвигателей, управляемых как цифровым, так и аналоговым сигналом, электропривод должен максимально «гасить» кинетическую энергию движущихся масс.

Из этого требования следует, в частности, чтобы пружина предохранительного устройства не сжималась до соприкосновения витков, следует учитывать влияние повторных включений двигателя при возможности возникновения неисправности выключателей. В штатных условиях конструкции электроприводов должны обеспечивать постоянство сохранения сигнала на отключение после срабатывания предохранительного устройства даже при исправных выключателях.

Это требование выполняется в электроприводах унифицированного ряда, разработанного ЦКБА (рис. 4), и всеми изготовителями отечественных и зарубежных приводов, однако требование к сохранению работоспособности арматуры при несрабатывании выключателей делает необходимой дополнительную проверку истинного крутящего момента, возникающего при повторных пусках двигателей.

В то время были выявлены факты повреждения арматуры при настройке и проверке герметичности от ручного дублера электропривода. Из этого следует, что ручной дублер не должен создавать крутящий момент более того, на который рассчитан электропривод, а конструкция арматуры должна быть работоспособной при воздействии полного крутящего момента, развиваемого электроприводом, выбранного с учетом 50 %-го запаса по крутящему моменту от номинального.

Такой расчет необходимо выполнить также и для того, чтобы обеспечить сохранение эксплуатационных характеристик арматуры при несрабатывании путевых и моментных выключателей. Обмен технической информацией и взаимное обсуждение технических вопросов позволили польским коллегам спроектировать и наладить серийное производство электроприводов, отвечающих всем передовым достижениям.

Таким образом, научно-техническое сотрудничество специалистов Советского Союза и Польской народной республики оказалось полезным и плодотворным.

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 4 (60) 2020