Электроприводы ГЗ-А.100: полное техническое описание, конструкция и применение

Электроприводы ГЗ-А.100 представляют собой серию многооборотных электромеханических приводов, предназначенных для дистанционного и автоматического управления запорной, регулирующей и специальной трубопроводной арматурой (задвижками, клинкетами, шиберами, вентилями и т.д.) в системах тепло-, водо- и газоснабжения, а также в технологических установках различных отраслей промышленности. Данные приводы относятся к классу общепромышленного исполнения и характеризуются надежностью, высокой механической прочностью и адаптивностью к различным условиям эксплуатации.

Конструктивные особенности и принцип действия

Привод ГЗ-А.100 является электромеханическим. Преобразование вращательного момента от электродвигателя в поступательное перемещение штока арматуры осуществляется через червячно-цилиндрический редуктор. Такая кинематическая схема обеспечивает высокое передаточное число, необходимое для создания значительного усилия на выходном штоке, и обладает свойством самоторможения, что исключает самопроизвольное перемещение штока под воздействием нагрузки от арматуры.

Основные узлы привода:

• Асинхронный электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором. Предназначен для работы в повторно-кратковременном режиме (ПВ 25% или 50%).
• Червячно-цилиндрический редуктор. Червячная пара (первая ступень) обеспечивает основное снижение скорости и повышение крутящего момента. Цилиндрическая передача (вторая ступень) дополнительно увеличивает момент.
• Узел преобразования вращения в линейное перемещение. Состоит из выходной шестерни, взаимодействующей с рейкой, жестко связанной с выходным штоком.
• Система управления и контроля. Включает в себя путевые выключатели (концевые микровыключатели) для ограничения хода штока в крайних положениях «Открыто» и «Закрыто», муфту предельного момента для защиты от перегрузок и блок сигнализации положения.
• Ручной дублер (штурвал). Предназначен для ручного управления арматурой при отключении электропитания или проведении регламентных работ. Переключение с электрического на ручной режим осуществляется без использования инструментов, посредством откидной рукоятки.
• Защитный кожух. Изготавливается из литого алюминиевого сплава, обеспечивает защиту внутренних механизмов от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Основные технические характеристики и модификации

Серия ГЗ-А.100 включает в себя несколько типоразмеров, различающихся по величине развиваемого усилия (тяги) на выходном штоке, скорости его перемещения и потребляемой мощности. Ключевым параметром является номинальное усилие, выраженное в килограммах-силы (кгс) или килоньютонах (кН).

Таблица 1. Основные параметры электроприводов серии ГЗ-А.100

Модель привода	Номинальное усилие, кгс (кН)	Ход штока, мм	Скорость перемещения штока, мм/мин	Мощность электродвигателя, кВт	Время полного хода, с (примерно)
ГЗ-А.101	100 (0.98)	100, 150, 200, 250, 300, 350, 400	24 — 60 (зависит от хода)	0.09 — 0.25	100 — 400
ГЗ-А.102	250 (2.45)	100, 150, 200, 250, 300, 350, 400	18 — 48	0.25 — 0.55	125 — 500
ГЗ-А.103	500 (4.9)	100, 150, 200, 250, 300, 350, 400	12 — 36	0.55 — 1.1	165 — 660
ГЗ-А.104	1000 (9.8)	100, 150, 200, 250, 300, 350, 400	8 — 24	1.1 — 2.2	250 — 1000

Приводы поставляются в различных климатических исполнениях (У, УХЛ, Т) и категориях размещения (1-5 по ГОСТ 15150). Стандартное напряжение питания электродвигателя — 220/380 В, 50 Гц. Система управления может быть выполнена как для местного (кнопочный пост), так и для дистанционного управления. В базовой комплектации приводы оснащены потенциометром для выдачи сигнала обратной связи о текущем положении штока (0-1000 Ом или 4-20 мА).

Комплектация и схема подключения

Стандартная комплектация электропривода включает в себя:

• Электромеханический привод в сборе.
• Блок управления и сигнализации (БУС), устанавливаемый на корпусе привода или отдельно.
• Комплект крепежных изделий для монтажа на арматуру.
• Технический паспорт и руководство по эксплуатации.

Электрическая схема подключения привода обеспечивает:

• Подачу трехфазного напряжения на электродвигатель через магнитный пускатель.
• Защиту двигателя от перегрузок и короткого замыкания (автоматический выключатель, тепловое реле).
• Цепь управления, включающую концевые выключатели, муфту предельного момента и кнопки управления.
• Цепь сигнализации положения (сигнальные лампы, реле) и цепь датчика положения (потенциометр или токовый выход).

Монтаж, наладка и эксплуатация

Монтаж привода на арматуру должен производиться в соответствии с монтажными чертежами, обеспечивая соосность штока привода и штока (шпинделя) арматуры. Несоосность приводит к повышенному износу и заклиниванию. Перед вводом в эксплуатацию необходимо:

• Проверить механическую часть на отсутствие заеданий вручную, используя штурвал.
• Настроить путевые выключатели таким образом, чтобы они срабатывали при достижении штоком крайних рабочих положений, соответствующих полному открытию и закрытию арматуры.
• Отрегулировать муфту предельного момента на срабатывание при усилии, на 10-15% превышающем номинальное для данного привода.
• Проверить изоляцию силовых и контрольных цепей.

Эксплуатация требует проведения периодического технического обслуживания: проверки состояния смазки в редукторе (замена по регламенту), контроля износа червячной пары, очистки контактов путевых выключателей и проверки настроек.

Области применения и выбор привода

Электроприводы ГЗ-А.100 применяются для управления:

• Задвижками с выдвижным и невыдвижным шпинделем на трубопроводах воды, пара, воздуха.
• Клинкетными задвижками и шиберами.
• Регулирующими клапанами (в паре с дополнительным позиционером для точного позиционирования).
• Затворами поворотными (через реечно-секторный адаптер).

Критерии выбора конкретной модели:

1. Усилие на штоке. Должно превышать максимальное усилие, необходимое для перемещения арматуры с учетом трения в сальниковых уплотнениях и перепада давления.
2. Ход штока. Должен быть равен или превышать полный ход штока арматуры.
3. Скорость срабатывания. Определяется требованиями технологического процесса.
4. Условия окружающей среды. Температура, влажность, наличие взрывоопасных зон (для ГЗ-А.100 стандартное исполнение – невзрывозащищенное).
5. Режим работы. Повторно-кратковременный с продолжительностью включения (ПВ) 25% или 50%.

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Простая и надежная конструкция, проверенная временем.
• Наличие ручного дублера для аварийного управления.
• Самоторможение червячной передачи.
• Широкий диапазон ходов штока и усилий.
• Относительно низкая стоимость.

Ограничения:

• Ограниченная точность позиционирования в регулирующих режимах без дополнительного позиционера.
• Сравнительно низкая скорость срабатывания по сравнению с гидравлическими или некоторыми современными электроприводами.
• Износ червячной пары при интенсивной эксплуатации.
• Как правило, общепромышленное исполнение без защиты от взрыва.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ГЗ-А.100 от ГЗ-А.10?

ГЗ-А.10 — это более старая, базовая серия. ГЗ-А.100 является ее модернизированным вариантом. Основные отличия заключаются в улучшенной конструкции редуктора, использовании более современных материалов, унификации узлов и, как правило, наличии в базовой комплектации потенциометра для сигнализации положения. Также часто пересмотрены номинальные усилия и скорости.

Как правильно подобрать привод на задвижку?

Необходимо знать три ключевых параметра арматуры: номинальное усилие на шпинделе (или крутящий момент для управления маховиком), полный ход шпинделя (от закрытого до полностью открытого положения) и время полного хода. Привод выбирается по усилию с запасом 20-30% и по ходу штока. Если данные по усилию отсутствуют, его можно приблизительно рассчитать, зная диаметр прохода, давление в системе и тип арматуры.

Что делать, если привод не доходит до концевого выключателя или упирается в механический упор?

Это свидетельствует о неправильной настройке путевых выключателей. Необходимо ослабить их фиксацию, вручную (штурвалом) установить шток арматуры в точное крайнее положение, а затем переместить соответствующий концевой выключатель до момента срабатывания (характерного щелчка) и зафиксировать его.

Срабатывает муфта предельного момента при нормальной нагрузке. В чем причина?

Возможные причины: 1) Муфта отрегулирована на слишком низкое усилие. Требуется перенастройка. 2) Механическое заедание в арматуре (заклинивание затвора, перекос сальниковой набивки). 3) Износ или поломка червячной пары внутри привода. Необходима диагностика и ремонт.

Можно ли использовать ГЗ-А.100 для плавного регулирования расхода среды?

Самостоятельно — нет. Для двухпозиционного режима («открыто/закрыто») он подходит. Для плавного регулирования требуется дополнительная установка электропозиционера (например, типа ПЭР, ПСР), который, получая аналоговый управляющий сигнал (4-20 мА), будет точно позиционировать шток привода в промежуточных положениях, компенсируя нелинейность и люфты редуктора.

Какой межсервисный интервал для редуктора привода?

Согласно типовым руководствам по эксплуатации, первая замена смазки в редукторе проводится через 500 часов работы, последующие — через каждые 4000-5000 часов или не реже одного раза в 2 года. В условиях интенсивной или тяжелой эксплуатации интервал сокращается. Используется консистентная смазка типа ЦИАТИМ-201, 202 или их импортные аналоги.

Предусмотрено ли взрывозащищенное исполнение для ГЗ-А.100?

Стандартная серия ГЗ-А.100 имеет общепромышленное исполнение. Для работы во взрывоопасных зонах (например, на химических или нефтегазовых объектах) необходимо применять специализированные взрывозащищенные приводы других серий (например, ПЭ, ПВ), имеющие соответствующие сертификаты и маркировку (Ex d, Ex e).