Парораспределительные золотники

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

На всех современных паровозах с перегревом пара установлены цилиндрические золотники с внутренним впуском пара. Как указывалось выше, цилиндрический золотник почти полностью уравновешен, поэтому для перемещения золотника требуется небольшое усилие, а кольца золотника и золотниковые втулки в процессе работы имеют небольшой износ. При цилиндрическом золотнике имеется возможность увеличить площадь паровпускных окон, так как они расположены по всей окружности золотниковой втулки; благодаря этому уменьшается мятие пара.

Для недавнего времени на многих паровозах применяли жесткие цилиндрические золотники. У этих золотников диски были неподвижно закреплены на скалке. Теперь от применения таких золотников отказались и на паровозах установлены раздвижные цилиндрические золотники системы И. О. Трофимова. Золотник системы Трофимова паровозов Э и СО (рис. 122) расположен в двух золотниковых втулках 1 с внутренним диаметром 250 мм. На скалку 6 свободно надеты два диска 7 с уплотняющими кольцами 3. На конусных местах скалки посажены две упорные шайбы 4, которые закреплены гайками и шплинтами.

В рабочем положении золотниковые диски свободно садятся на направляющие втулки 5, которые надеты на скалку между упорной шайбой и упорным бортом скалки. Диски давлением пара прижимаются к упорными шайбам. На упорной шайбе и золотниковом диске расположены кольцевые притирочные ленты, предотвращающие пропуск пара. Разность между диаметром внутренней расточки диска и наружным диаметром шайбы составляет 0,5 мм.

По наружной поверхности диска проточены четыре ручья шириной 15 мм. В каждом ручье установлено по два кольца 3. Уплотняющие кольца изготовляют двойной обточкой из чугунного барабана, который имеет наружный диаметр, несколько больший внутреннего диаметра золотниковой втулки. Затем в кольцах вырезают прямые замки и подвергают кольца термической обработке. При перемещении золотника уплотняющие кольца благодаря своим пружинящим свойствам плотно прижимаются к рабочей поверхности втулки, создавая необходимое уплотнение. Кольца на диске располагают таким образом, чтобы замки их не совпадали.

Скалка золотника заканчивается цилиндрическим хвостовиком с отверстием под клин для соединения с кулачком. Контрскалка входит в направляющую втулку, установленную в передней золотниковой крышке.

Свежий пар из паровыпускной трубы через отверстия, сделанные во втулках, поступает в среднюю часть золотниковой камеры между золотниковыми дисками. Давлением пара диски раздвигаются, прижимаются к упорным шайбам и во время работы перемещаются вместе с ними, как в обычном жестком золотнике.

Когда же доступ свежего пара в золотниковую камеру прекращается и давление, прижимавшее диски к упорным шайбам, спадает, диски под влиянием силы трения удерживаются в средней части золотниковой камеры; они сходят с упорных шайб и направляющих втулок и останавливаются, упираясь своими хвостовиками. Скалка же с упорными шайбами под действием внешнего парораспределительного механизма продолжает двигаться. При этом диски открывают с обоих концов окна 2 для выхода пара из цилиндра в паровыпускные трубы.

В момент впуска пара в золотниковую камеру он успевает пройти по кольцевому отверстию между скалкой и горловиной золотникового диска в пространство между упорной шайбой и диском. Таким образом создается паровая подушка, смягчающая удары при посадке золотникового диска на упорную шайбу.

Паровозы ФД строили и длительное время эксплуатировали с жесткими золотниками. Однако в порядке модернизации жесткие золотники заменены более совершенными золотниками системы Трофимова. При этом в связи с тем, что у нераздвижных золотников контрскалок не было, а для раздвижных золотников они обязательны, изменению подверглась также передняя золотниковая крышка.

Как устроен и работает паровоз

Рис. 122 Золотник системы Трофимова паровозов Э и СО:

1 - золотниковая втулка, 2 - паровпускные окна; 3 - уплотняющие кольца; 4 - упорная шайба, 5 - направляющая втулка; 6 - скалка, 7 - диски золотника

Как устроен и работает паровоз

Золотники паровозов ФД принципиально не отличаются от золотников паровозов Э и СО, но имеют больший размер (диаметр золотниковой втулки 330 мм), в связи с чем размеры деталей и масса золотников больше. Каждый золотниковый диск имеет не четыре, а пять ручьев для уплотняющих колец. Для удержания контрскалки золотника в передней крышке установлена направляющая втулка с подводом смазки.

Золотники системы Трофимова паровозов Л и Л В (рис. 123) имеют диаметр 300 мм. На скалке 8 золотника посажены два комплекта деталей: направляющие втулки 7, упорные шайбы 6, раздвижные диски 5 и корончатые гайки 3, укрепляемые штифтами 2. Каждый золотниковый диск имеет по четыре ручья, в которых установлены уплотнитель-ные кольца 4. При этом с наружной стороны диска (со стороны выпуска) поставлено по два кольца, а с внутренней - по одному.

Упорные шайбы, имеющие коническую посадку на скалке, закреплены корончатыми гайками. Золотниковый диск и упорная шайба имеют притирочные ленты К, препятствующие пропуску пара из внутренней полости золотниковой камеры в наружную полость. При раздвижке дисков поступающим в золотниковую камеру паром ввиду малых радиальных зазоров между упорной шайбой 6 и диском 5, а также между диском и направляющей втулкой 7 в полости А создается компрессия, необходимая для мягкой посадки дисков на свои места.

В отличие от других паровозов скалка имеет задний хвостовик конусный, который при помощи клина 1 соединяется с золотниковым кулачком. К направляющей втулке контрскалки 11 золотника, установленной в передней крышке 9 золотниковой камеры, через штуцер 10 и сверления в крышке и втулке подводится смазка от пресс-масленки.

Золотники паровоза П36 целиком взаимозаменяемы с золотниками паровозов Л и ЛВ. На паровозах Еа и Ем установлены золотники также диаметром 300 мм. Все части золотников, кроме уплотняющих колец, изготовляют из стали марки Ст5, а скалки - из стали марки 35У или Ст5. Материалом для золотниковых колец служит чугун марки не ниже СЧ 21-40.

Раздвижные золотники обеспечивают незначительный износ золотниковых колец и втулок вследствие остановки дисков при беспарном ходе паровоза. При беспарном ходе они позволяют свободно перетекать пару и воздуху из одной полости цилиндра в другую, что уменьшает сопротивление движению и предотвращает подсос газов из дымовой камеры в цилиндр.

При движении паровоза без пара, с закрытым регулятором, когда пар не поступает в цилиндр, а поршень и золотник продолжают двигаться (золотник предполагается жесткий), в противоположной движению поршня полости цилиндра и соединенной с ней золотниковой камере происходит разрежение, а в другой полости-сжатие, вызывающее противодавление на поршень. Это явление вредно отражается на работе паровой машины, создает сопротивление движению поршней и замедляет ход паровоза.

Ввиду того что в одной из полости цилиндра и золотниковой камере создается разрежение, в моменты открытия паровпускных окон происходит подсос в цилиндр воздуха и газов из дымовой камеры через конус и паровпускные трубы. В результате попадания в цилиндр воздуха и газов ввиду высокой температуры стенок цилиндра происходит сгорание смазки и образование на стенках цилиндра, поршней и золотников нагара. Наличие нагара резко повышает износ втулок и уплотняющих колец золотников и поршней. Последующее сжатие газовоздушной смеси в цилиндре и повышение в связи с этим температуры еще больше способствуют образованию нагара.

Проведенные в свое время сравнительные испытания различных приборов беспарного хода показали, что лучшими из них являются раздвижные золотники системы Трофимова. Принцип работы золотника как прибора беспарного хода заключается в следующем (рис. 124). При сдвинутых золотниковых дисках паровпускные окна открыты; это дает возможность воздуху перетекать (как показано стрелками) из полости А цилиндра через золотниковую камеру и паровыпускные трубы (или каналы в теле цилиндров) в полость Б. Воздух перетекает также из одной полости цилиндра в другую через горловины сдвинутых к середине золотниковых дисков. В связи с тем что золотники системы Трофимова резко уменьшают сопротивление движению и отрицательную работу при беспарном ходе, оборудованные ими паровозы

Как устроен и работает паровоз

Рис. 124. Золотник Трофимова при беспарном ходе паровоза

обеспечивают, кроме того, экономию топлива. В порядке модернизации на паровозах произведен отвод выпуска пара от насоса автотормоза в золотниковую камеру цилиндра.

⇐ | Втулки, крышки и поршни цилиндров || Как устроен и работает паровоз || Поршневые и золотниковые сальники | ⇒