> Техника, страница 76 > Реверс

Реверс

Реверс, сочетание нескольких отдельных механизмов, позволяющее менять направление вращения коренного вала двигателя. Осо исходить против ^часовой стрелки, а направление движения золотника остается то же, какое было при вращении коренного вала по часовой стрелке.

Первый по времени реверсивный механизм был создан Стефенсоном в 1830 г.; в этом механизме (фигура 2) точки, соответствующие А_ги А₂ фигура 1 принадлежат центрам двух эксцентриков, посаженных намертво на коренной вал. Эксцентриковые тяги идут к кулисе В₁В₂, представляющей собою часть дуги круга cf прорезом, в котором может скользить «камень» Н, соединенный с золотниковым штоком. Перемещая кулйсу при помощи рычажной системы CDEF с неподвижной осью вращения в точке Е в одно из крайних положений, можно передать золотнику _й.

Фиг.^г. движение или тягой А₁В₁ или тягой А₂В₂ от соответствующего эксцентрика, а следовательно можно сообщить машинб желаемое направление вращения. Любое промежуточное положение кулисы, по сравнению с одним из ее крайних положений, дает уменьшение степени наполнения цилиндра паром, а потому может быть использовано для регулирования хода машины, поддерживая соответствующим положением кулисы равенство работы пара и работы сил сопротивления. В течение ста лет реверсивный механизм Стефенсона занимал главенствующее положение в пароходных машинах, и в настоящее время он включен в проект стандартной судовой машины СССР. В конструктивном отношении кулиса Стефенсона может быть выполнена различно: например тяги А₁В₁ и А_гВ_г могут пересекаться (фигура 3), уменьшая при этом влияние мертвого хода в шарнирах. Но-вейшиеисследования проф. Брикса дают указание, что наилучшие результаты работы парораспределительных органов машины получаются в том случае, если радиус кривизны сектора кулисы ВтВ_г будет взят по формуле:

е =¹ + {’

где I—длина золотниковой тяги, /"—стрелка дуги сектора В]В₂. Расположим сектор В]В₂кулисы так, чтобы золотник имел наибольший ход и давал наибольшую степень наполнения, а машина вращалась бы против часовой стрелки; при этом цапфа В 2 будет лежать на линии движения золотника (фигура 2). Найдем теперь различные положения точки Н, засекая ради

усом, равным длине золотниковой тяги Д₂В₂, отметки на пути золотника, причем центр эксцентрика должен смещаться на равные отрезки по кругу, описываемому точкой Д₂. Полученные перемещения точки Н отложим в виде ординат на диаграмме фигура 4, причем по оси абсцисс будут отложены отрезки, пропорциональные пути точки А_± или пропорциональные времени оборота коренного вала. Полученная диаграмма, отмеченная на фигуре 4 цифрами 1,1, мало отличается от правильной синусоиды,

ром; это указывает, что движение золотника м.б.замененот.н. гармоническим коле-бательным движением. Если передвинуть сектор кулисы В_хВ_г так, чтобы кулисный камень Ы приходился на одной четверти длины кулисы, считая от точки В₂, и вновь построить диаграмму пути золотника по времени, то получится кривая, отмеченная на фигуре 4 цифрами 2, 2. Эта кривая также мало отли чается от синусоиды, нанесенной пунктиром, что указывает на возможность замены истинного движения золотника приближенным гармония. колебательным движением не только для крайних положений сектора кулисы, но и для всех промежуточных положений. Для определения основных моментов парораспределения машины с кулисой Стефенсона необходимо иметь сведения о величине эксцентриситета и об угле заклинивания эквивалентного эксцентрика, заменяющего действительный механизм, причем фиктивное движение золотника под влиянием этого воображаемого эксцентрика должно как можно ближе подходить к его действительному движению. Указанный ниже простой графич. прием, предложенный Ма-кфарланом Греем, дает решение, вполне удовлетворяющее требованиям практики.

Начертим кулису в ее среднем положении (фигура 5), расположив сектор B,B₂ симметрично относительно линии движения золотника. Проведем дугу круга через точки А_г и Д₂ радиусом г, определяемым по ф-ле:

γ _ ДГ Ал

2 · В1В2

Фигура 6.

На этой дуге будут лежать центры эквивалентных эксцентриков (фигура 6). Для среднего положения кулисы радиус эксцентрика пропорционален отрезку ОМ, а угол заклинивания (опережения) равен 90°. Для какого-нибудь промежуточного положения кулисы центр соответствующего эквивалентного экс-центрика найдется делением дуги Aj^MA., на части А_гС и СД₂, пропорциональные расстояниям точки Hi от соответствующих точек В_г и В₂, а угол опережения (заклинивания) будет равен углу CON. Указанный прием можно применить и для перекрещивающихся тяг, но в этом случае дуга должен быть обращена выпуклой стороной к коренному валу.

В ж.-д. практике раньше были в большом ходу реверсивные механизмы Гуча и Аллана;

сой Гейзингер-Валыперта и реверсивным механизмом Бекера. Гуч дал сектору кулисы Стефенсона обратное расположение, описав дугу BiB, радиусом, равным золотниковой тяге ЯР (фигура 7). В этой системе сектор кулисы не меняет своего движения, так как точка В₂, принадлежащая сектору BjB₂, описывает одну и ту же дугу, вращаясь относительно неподвижной точки К. Камень Я получает перемещение относительно сектора благодаря тому обстоятельству, что точка S золотниковой тяги IIP может быть сдвинута вверх или вниз при помощи углового рычага LEF и по LS. В кулисе Аллана (фигура 8) точка К подвеса сектора прикреплена к тому же рычагу, который производит опускание или поднятие золотниковой тяги ИР. Этим приемом достигнуто более быстрое относительное перемещение кулисы и камня. Сам сектор кулисы у Аллана выполняется с прямолинейными очертаниями, что вызвано желанием упростить обработку.

В рассмотренных выше типах кулис

Фиг.

	-у имеется	два	экс-
f	центрика.	В	кули-
	Ύ
			*
f	S	Р
	1	J

се Гейзингер-Валынерта применяется лишь один эксцентрик, или контр-кривошип, а дополнительное движение золотник получает от крейцкопфа. На фигуре 9 представлена кулиса этой системы, выполненная для паровоза типа 1-3-0Н“. Сектор кулисы В_гВ_г, очерченный радиусом, равным золотниковой тяге, приводится в качателыюе движение поводком А₁В₁, причем контр-кривошип расположен так, что

угол между основным кривошипом ОА и радиусом ОЛ-1 равен почти 90°. Перемещение золотниковой тяги НЕ, а следовательно и кулисного камня Н, происходит так же, как в кулисе Гуча, при помощи рычажной системы ΏΝΒ,Ρ с осью вращения в точке R. Посредством рычага или маятника EFK движение золотниковой тяги передается золотниковому штоку, присоединенному к точке F. Нижний, конец маятника свя-зантягойАКГсповод-

W -С - —Ш1ШШ.

ком на крейцкопфе. От движения крейц-Фпг. 10. копфа и кулисного камня маятник получает сложное качательное движение, обусловливающее движение золотника. Во всех указанных выше кулисах камень получает во время хода машины принужденное движение относительно прореза кулисного сектора. Эта игра камня происходит от различного характера траекторий центра кулисного камня и соответствующей точки кулисного сектора. На фигуре 10 показана траектория центра кулисного камня (сплошная кривая аbс) и дуга круга WW, описываемая той точкой сектора, в которой центр камня находился в момент перехода кривошипа через мертвое А положение. За каждый оборот вала машины происходит ре- > гулярное перемещение камня по прорезу кулисы на длину

I. Это перемещение влечет за собой изнашивание кулисы и частый ремонт. Поэтому в новейших мощных паровозах введен реверсивный механизм системы Бекера (фигура 11), г^е прорез кулисного сектора совершенно устранен; его заменяет система траверсы JHD и рычага DBA, причем шарнир траверсы Н остается неподвижным, а точка В рычага DA может описывать дугу из центра F. При перемене направления вращения ведущих колес паровоза машинист переводит рычаг GF в положение GF. Диаграммы пути золотника по времени даны на фигуре 12. Кривые, отмеченные цифрами 1, 2, 3, 4 и 5, дают представление о работе золотника при различных

степенях наполнения. Заменив эти кривые обыкновенными синусоидами, можно легко найти величину эксцентриситета и угол заклинивания эквивалентного эксцентрика.

Реверсивные механизмы с одним эксцентриком, применяемые в пароходных машинах, называются кулисой Хакворта (фигура 13), кулисой Клюга (фигура 14) и кулисой Маршалл (фигура 15). Общим признаком всех этих кулис является расположение центра эксцен-

Фигура 12.

трика на одной прямой с основным кривошипом, причем в кулисах Маршаля и Клюга угол заклинивания эксцентрика равен 0°, а в кулисе Хакворта—180°. Золотниковая тяга HD присоединена в точке D к поводку и описывает траектории различного вида в зависимости от того, какую траекторию описывает точка В того же по, присоединенная или к камню, двигающемуся в прорезе кулисы (фигура 13 и 14), или к шарниру рьгчага" BL (фигура 15). Управление движением машины—передний и задний ход или измене-

Фиг.‘ 13.

ние степени наполнения—достигается изменением наклона кулисы или рычага FL, производимым в небольших машинах от руки, в больших машинах—от специальной паровой машины или от электромотора. На фигуре 1&

представлены траектории точки В кулисы Хакворта в зависимости от наклона прореза этой кулисы, указанного на фигуре 17. Диаграм

ма перемещений золотника в зависимости от угла наклона главного кривошипа

Фигура 17.

к линии мертвых точек дана на фигуре 18. На этой диаграмме сплошными линиями начерчены истинные перемещения золотника для пяти различных положений кулисы, а пунктирными линиями показаны синусоиды, позволяющие установить эксцентриситет и угол заклинивания эквивалентного эксцентрика с целью построить диаграмму парораспределения и вычертить индикаторную диаграмму.

/80° 270° 0° 90⁰ /80°

Реверсивный механизм, в к-ром нет эксцентрика, был создан инженером Джой, и долгое время употреблялся для паровозов; в настоящее время встречается лишь у пароходных машин. На фигуре 19 представлена схема этого Р., в значительной своей части похожего на кулису Маршаля. Отличие состоит в том. что точка D присоединена к особому стержню СЕ, соединенному шарниром с одной из точек ша

туна; другой конец этого стержня описывает дуги, вращаясь относительно неподвижной точки К. Перекидывая рычаг LP из одного крайнего положения в другое, мы можем перевести машину на обратный ход.

Оригинальный «золотниковый привод» для реверсирования морских паровых машин был дан русским изобретателем А. Бриксом. Схема этого Р. представлена на фигуре 20. Эксцентрик заклинен на валу под углом в 180°. Эксцентриковая тяга AjC соединена поводком CL с точкой И; золотниковая тяга DH присоединяется к поводку CL в той же точке Н. Перекидывая рычаг LF в положение LF, переводят золотник в новое положение, при котором поступление свежего пара в цилиндр вызовет вращение кривошипа в обратном направлении. Промежуточные положения рычага LF служат для установки различной величины наполнения цилиндра в зависимости от нагрузки машины.

Приспособления и устройства для реверсирования в двигателях внутреннего сгорания см. Двигатели судовые.

Лит.: К е с т н е р К. Г. п Николаев II. Н., Динамика и парораспределение паровозов, Н., 1931; Смирнов Л. П., Кинематика механизмов и машин, М.—Л., 1927; Зейферт Ф., Паровые котлы и машины, пер. снем., 2 изд., М.—Л., 1928; Брике Ф. А., Эксцентриковое парораспределение, Л., 1928; Perry .1. u. Meuth Н., Die Dampfmaschinen, Lpz., 1909; Heck R., Mechanics of Machinery, N. Y., 1923—25; В ouilss, Kulissensteuerung, «Ztschr. d. Osterreich. Ingenieure-u. Architektenvereins», W., 1910. Л. Смирнов.