Кулисный механизм Вальсхарта

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

помещался кулисный камень, соединенный через скалку с золотником. Кулису при помощи двух подвесок и рычага подвешивали на переводном валу, установленном на раме паровоза. При помощи переводного вала, рычаг от которого выведен в кабину машиниста, кулиса перемещалась в верхнее или нижнее положение. Один эксцентрик тягой был соединен с верхней частью кулисы и устанавливал золотник на передний ход паровоза, а другой соединялся с нижней частью кулисы и устанавливал золотник на задний ход паровоза.

На некоторых паровозах был установлен кулисный механизм Джоя. Перемещение золотника в нем осуществлялось при помощи системы рычагов, получающих движение одновременно от поршневого дышла и от кулисы. Положение кулисы, которая неподвижно укреплялась на переводном валу, изменялось при помощи переводного винта из будки машиниста. Во время движения паровоза кулиса оставалась неподвижной, а кулисный камень, помещенный между щеками кулисы, все время перемещался по кулисе, совершая за каждый оборот колеса ход вверх и вниз.

Для того чтобы установить парораспределительный механизм на передний ход, верхнюю часть кулисы наклоняли вперед. При отклонении верхнего конца кулисы назад паровоз будет двигаться в обратном направлении. Степень наполнения цилиндров регулировалась величиной наклона кулисы.

На современных паровозах установлен наиболее совершенный кулисный механизм Вальсхарта (рис. 151). Кулиса 1 описана радиусом, равным длине золотниковой тяги 4. В кулисе помещен кулисный камень, который шарнирно соединен с золотниковой тягой. Нижний хвостовик кулисы при помощи кулисной тяги 9, называемой также эксцентриковой тягой, соединен с контркривошипом (кулисным кривошипом) 11, насаженным на палец кривошипа 10 и выполняющим роль эксцентрика. При вращении ведущей колесной пары и вместе

Как устроен и работает паровоз

Рис. 151. Схема кулисного механизма Вальсхарта.

1 - кулнса; 2 - переводной вал; 3 - подвеска; 4 - золотниковая тяга; 5 - маятник; 6 - золотниковая скалка, 7 - тяга маятника; 8 - поводок маятника, 9 - кулисная тяга; 10 - кривошип, 11 - контркривошип

с ней контркривошипа происходит качание кулисы на цапфах вокруг ее центра.

Золотниковая тяга соединена с верхним концом маятника 5, который в свою очередь соединен с золотниковой скалкой 6. Нижний конец маятника при помощи тяги 7 соединен с поводком маятника 8, прикрепленным к ползуну, от которого маятник также получает движение. Золотниковая тяга подвеской 3 прикреплена к рычагу установленного на раме переводного вала 2, другой рычаг которого соединен с тягой переводного механизма. При помощи переводного механизма и переводного вала золотниковую тягу и соединенный с ней кулисный камень можно перемещать вдоль кулисы вверх и вниз.

При качании кулисы, когда камень смещен от ее центра, движение будет передаваться золотниковой тяге и через маятник и скалку - золотнику. При этом, чем больше кулисный камень удален от центра кулисы, тем больший размах он будет совершать, тем больший ход получат золотниковая тяга и золотник. Когда кулисный камень будет в центре кулисы, золотниковая тяга не будет иметь перемещения. Главный кривошип и контркривошип должны быть расположены на ведущем колесе так, чтобы при крайнем положении кривошипа и поршня кулиса занимала среднее положение. В этом положении перемещение кулисного камня не должно давать сдвига тяги и золотника.

В изображенной на рис. 151 схеме кулисного механизма при ходе паровоза вперед контркривошип отстает от главного кривошипа и движется позади него, что обусловлено золотником с внутренним впуском пара. Для установки механизма на передний ход кулисный камень опускают вниз от центра, а для установки на задний ход - поднимают вверх. Таким образом при помощи кулисы регулируют величину хода золотника и степень наполнения цилиндров паром (отсечку), а также изменяют направление движения паровоза.

Но, кроме кулисы, движение золотнику сообщает также ползун. Когда кривошип и поршень находятся в своем крайнем положении, а кулиса в среднем, не будет движения золотниковой тяги .и золотника от кулисы. Однако, как уже известно из предыдущего описания устройства паровой машины, золотник в это время должен быть сдвинут из своего -среднего положения и открывать паровпускное окно на величину линейного предварения впуска. Это перемещение золотник получает от ползуна при помощи маятника. Следовательно, золотниковая скалка и золотник имеют комбинированное движение, которое является результатом сложения на маятнике движений, получаемых им от контркривошипа через кулису и от главного кривошипа через ведущее дышло и ползун.

Рассмотрим работу кулисного механизма при различных положениях главного кривошипа и золотника.

На рис. 152 палец главного кривошипа А расположен на радиусе Я, ползун П и поршень находятся в крайнем заднем положении. Палец контркривошипа Б, лежащий на окружности, описанной радиусом г, при этом расположен в нижнем положении. Точка захвата кулисы В находится выше линии поршневого дышла ЛЯ, и в этом случае линия ОБ должна быть перпендикулярна к линии ОВ, а угол между

Как устроен и работает паровоз

Рис 152 Кулисный механизм при заднем крайнем положении кривошипа

главным кривошипом ОА и контркривошипом (эксцентриситетом) ОБ будет несколько больше прямого (90° + б) в зависимости от высоты положения точки В. Кулиса К будет находиться в своем среднем положении, поэтому при нахождении камня Д внизу или при перемещении его по кулисе точка Ж соединения золотниковой тяги с маятником не изменит своего положения.

Если бы золотниковая тяга соединялась непосредственно с золотниковой скалкой М, то золотник также находился бы в среднем положении. Но благодаря наличию маятника, соединенного с ползуном, который в данный момент находится в крайнем заднем положении, золотник сдвинут назад от своего среднего положения на величину перекрыши впуска е плюс линейное предварение впуска V. Величина линейного предварения впуска в кулисном механизме Вальсхарта является постоянной и не меняется при любой отсечке. Она зависит исключительно от размера плеч маятника ЖЗ и ЗИ, которые для данного паровоза неизменны.

При движении паровоза вперед кривошип будет переходить из крайнего заднего в верхнее положение, а контркривошип - перемещаться из нижнего в заднее положение и отклонять нижний конец

Как устроен и работает паровоз

Рис 153. Кулисный механизм при верхнем положении кривошипа

Как устроен и работает паровоз

Рис. 154 Кулисный механизм при крайнем переднем положении кривошипа

кулисы назад. Ввиду того что кулисный камень расположен внизу кулисы, он будет двигаться вместе с кулисой и перемещать точки Ж и 3 назад. Одновременно ползун, передвигаясь вперед, переместит точку 3 относительно точки Ж вперед. Таким образом, перемещение точки 3 будет равно разности перемещений, сообщаемых ей кулисой и маятником. Но так как величина хода, получаемая от кулисы, больше, чем от маятника, то золотник будет двигаться назад к своему крайнему положению.

Когда кривошип А придет в верхнее положение, а контркривошип Б - в заднее, нижний конец кулисы также займет крайнее заднее положение, максимально отодвинув точку соединения золотниковой тяги с маятником назад (рис. 153). Однако золотник в это время уже начнет двигаться вперед, так как контркривошип при подходе к своему крайнему положению сообщает кулисе незначительное перемещение, тогда как маятник и ползун в среднем положении имеют максимальную скорость.

В крайнем переднем положении кривошипа А (рис. 154) и верхнем положении контркривошипа Б кулиса вновь займет среднее положение. Маятник сдвинет золотник от его среднего положения вперед настолько, что переднее паровпускное окно откроется на величину линейного

Как устроен и работает паровоз

Рис 155 Кулисный механизм при нижнем положении кривошипа

предварения впуска. Далее, при перемещении кривошипа в нижнее положение, контркривошип займет крайнее переднее положение и сдвинет нижнюю часть кулисы вперед (рис. 155). Золотник в это время в результате перемещений маятника от кулисы и ползуна начнет движение назад, закрывая переднее окно для впуска пара и заднее - для выпуска.

⇐ | Сцепные дышла и их соединения || Как устроен и работает паровоз || Конструкция деталей кулисного механизма | ⇒