Парораспределительный механизм и регулировка парораспределения

Парораспределительный механизм может быть эксцентриковым и безэксцентриковым.

На рис. 47 показан парораспределительный механизм нереверсивной машины крана ПК-ЦУМЗ-15. Эта машина имеет цилиндрический золотник внутреннего впуска. Ее парораспределительный механизм эксцентрикового типа состоит из золотника, золотникового штока, эксцентриковой тяги, эксцентрикового бугеля и самого эксцентрика.

Парораспределительный механизм нереверсивной паровой машины крана ПК-ЦУМЗ-15

Рис. 47. Парораспределительный механизм нереверсивной паровой машины крана ПК-ЦУМЗ-15:

/ и 8 - крышки золотниковой камеры; 2 и 17 - прокладки; 3 - золотниковая камера; 4 - золотник; 5 - золотниковая втулка; 6 - кольца золотника; 7 - шток золотника; 9 - грундбукса; 10 - сальник; 11 - фланец сальника; 12 - вилка; 13 - валик; 14 - тяга эксцентриковая; 15 - бугель эксцентрика; 16 - болт; 18 - крышка бугеля; 19 - эксцентрик; 20 - масленка

Золотник 4 представляет собой цилиндрическое тело, концевые части которого имеют больший диаметр и несут по две канавки с уплотнительными кольцами 6. Средняя утоньшенная часть золотника образует камеру, куда подается свежий пар.

Золотник насажен на золотниковый шток 7 до упорного буртика и закреплен гайкой. Золотниковый шток проходит через сальник 10 и шарнирно соединен с эксцентриковой тягой 14, которая в свою очередь соединена с бугелем 15 эксцентрика. Соединение золотникового штока и тяги бугеля резьбовое, что позволяет изменять общую длину этих деталей.

Эксцентриковый бугель 15 имеет кольцеобразную форму и состоит из двух половинок, стянутых между собой болтами 16. Во внутреннюю часть бугеля вставлен разъемный вкладыш из бронзы. Набор прокладок 17, проложенных в соединение частей бугеля, позволяет путем изменения их толщины производить подтяжку вкладышей по мере их износа.

Бугель своими вкладышами охватывает эксцентрик 19. Эксцентрик сделан в виде круглого диска, имеющего смещенное относительно центра отверстие, которым садится на вал кривошипа и закрепляется шпонкой. Расстояние между центром наружного диаметра эксцентрика и центром отверстия называется эксцентриситетом.

Наружная поверхность эксцентрика имеет заплечики, исключающие продольное смещение бугеля относительно эксцентрика. Так как центр вращения эксцентрика относительно его наружного диаметра смещен, золотнику сообщается поступательно-возвратное движение с общим ходом, равным двойной величине эксцентриситета, что обеспечивает требуемое парораспределение. Величина перемещения золотника зависит только от величины эксцентриситета и не зависит от размера диаметра эксцентрика.

На рис. 48 показан парораспределительный механизм реверсивной паровой машины крана ПК-6 с плоским золотником.

Коробчатый золотник 3 соединен с золотниковым штоком 4, проходящим через сальник 6 и заканчивающимся резьбовым соединением с вилкой 8. Резьбовое соединение вилки и штока позволяет регулировать положение золотника.

На шейке коленчатого вала насажены два эксцентрика 16, так что эксцентриситет одного из них смещен относительно колена коленчатого вала по часовой стрелке, а другой - на тот же угол, но против часовой стрелки. Благодаря такой посадке эксцентриков при вращении коленчатого вала машины в одну сторону рабочим оказывается один эксцентрик; при вращении вала в другую сторону рабочим оказывается другой эксцентрик. Для удобства монтажа эксцентриков на шейке коленчатого вала оба эксцентрика сделаны в виде одной детали, имеющей разъем пО средней линии. Каждый эксцентрик охватывается самостоятельным бугелем.

Парораспределительный механизм реверсивной паровой машины крана ПК-6

Рис. 48. Парораспределительный механизм реверсивной паровой машины крана ПК-6:

/ - блок цилиндра; 2 - золотниковая крышка; 3 -золотник; 4 - шток золотника; 5 - грандбукса; 6 - сальник; 7 - крышка сальника; 8 - вилка; 9 - уравновешивающий груз; 10 - кронштейн; 11 - рычаг балансирный; 12 - подвеска кулисы; 13 - кулиса; 14 - тяги эксцентриковые; 15 - бугель эксцентриковый; 16 - эксцентрик; 17 - шейка коленчатого вала; 18 - рычаг кулисы; 19 - тяга;

20 - сектор

Рабочие поверхности бугелей 15 или залиты антифрикционным сплавом, или в них вставлены бронзовые вкладыши. Имеющиеся в месте соединения бугеля прокладки позволяют по мере износа рабочих поверхностей подтягивать бугель.

К эксцентриковым бугелям крепятся тяги 14, заканчивающиеся вилками. Эксцентриковая тяга соединена с золотниковым штоком через кулису 13 и кулисный камень. Кулиса представляет собой рамку с дугообразной прорезью внутри по радиусу, равному длине эксцентриковой тяги. В эту прорезь вставлен перемещающийся по прорези кулисный камень. Кулиса имеет три ушка с отверстиями, посредством которых шарнирно соединяется с двумя эксцентриковыми тягами 14 и подвеской 12, удерживающей кулису на весу. Кулисный камень шарнирно соединен с вилкой 8 золотникового штока 4.

В работе кулисного механизма следует различать три основных положения. Если кулису посредством реверсивно-переводного механизма опустить так, чтобы камень оказался в своем верхнем положении, а центр вилки прикрепления верхней тяги- на линии, являющейся продолжением осевой линии золотникового штока (линия а-а), то на перемещение золотника станет воздействовать эксцентрик А и коленчатый вал начнет вращаться против часовой стрелки. Если кулису поднять до совпадения центра прикрепления нижней тяги с осевой линией золотникового штока, то золотник будет перемещаться под воздействием эксцеитрика Б и коленчатый вал станет вращаться по часовой стрелке.

При работе одного эксцентрика другой влияет на движение кулисы, вследствие чего она будет качаться, не влияя на перемещение золотника от первого эксцентрика. Если кулису установить в среднее положение так, чтобы камень оказался строго посередине между точками крепления эксцентриковых тяг к кулисе, то на движение золотника станут воздействовать оба эксцентрика в равной степени, но в разных направлениях. Золотник остановится в среднем положении и доступ пара в цилиндр прекратится. Таким образом, среднее положение кулисы соответствует остановке машины.

Для уменьшения усилия, необходимого для перемещения кулисы, ее подвеску осуществляют с уравновешивающим грузом 9.

Регулировка эксцентрикового парораспределения - это проверка правильности насадки эксцентриков; установка силового кривошипа в крайнее положение, требуемой величины вредных пространств, предварения впуска; регулировка реверсивного устройства.

В табл. 10 приведены некоторые данные паровых машин, необходимые для установки парораспределения.

Кривошип в крайнее положение может быть установлен различными способами, но наиболее часто применяется следующий.

Повернув кривошипный вал на полный оборот, на ободе маховика, диска или ведущего зубчатого колеса вычерчивают окружность (рис. 49, а).

Поворачивая кривошип по ходу, останавливают его, не доведя на 10-15° до положения, соответствующего крайнему положению поршня (точка 1). Затем одшг из острых концов скобы устанавливают на неподвижной части машины, а другим концом делают засечку на проведенной ранее окружности. Одновременно на подошве ползуна и на параллели наносят общую риску а-а. После этого кривошип поворачивают дальше до тех пор, пока поршень, перейдя крайнее положение, начнет двигаться в обратном направлении и как только риски на ползуне и параллели вновь совпадут, кривошип останавливают (точка 2).

При совпадении рисок той же скобой из той же точки на окружности наносят вторую засечку, при этом первая засечка займет положение б-б. Расстояние между полученными таким образом двумя засечками делят пополам и ставят отметку керном К. После этого кривошип поворачивают обратно и осторожным движением по ходу устанавливают его так, чтобы керн К совпал с концом скобы. При совпадении керна с концом скобы положение кривошипа будет соответствовать первому мертвому положению поршня. Это положение фиксируется окончательно общей риской на ползуне и параллели.

Чтобы найти положение кривошипа в момент, когда поршень будет находиться в противоположном мертвом положении, кри-

Паровые машины кранов

Показатели

ПК-6

ПК-ЦУМЗ-15

в*

н «в

„ X

ю в*

»5

Я-5, быстроходная

Я-45

ПЖ-75

ранних выпусков

модерни зированные

Радиус кривошипа, мм

120

120

115

120

95

150

150

Угол опережения эксцентрика

27°40'

27°40'

-40°

-30°

Переменный

26°

-

Величина эксцентриситета, мм

28

28

23,5

25

28

18,1*

24

-

Величина А (отклонение оси

-

55,7

74,45

60

-

-

-

-

кривошипа), мм

Величина вредного прост-

7

7

13,5

4

4

4

8

9

ранства со стороны передней

крышки, мм

13,5

То же со стороны задней

6

6

3

3

3

8

11

крышки, мм

Величина перекрыши впуска,

12,5

12,5

12

9

9

0

ММ

Верхняя

10

ю,

НИЖНЯЯ

8

8

Величина перекрыши вы-

4,5

4,5

6,5

4

4

0

пуска, мм

Верхняя

1

1,

нижняя

1

1

Величина линейного предва-

0,5-1

0,5-1

3,0

3,5

1,6

3

рения впуска, мм

Верхняя

6,25

0,5,

нижняя

8,25

1,25

* Минимальный эксцентриситет равен 4,5 мм.

вошип поворачивают до тех пор, пока он не будет соответствовать точке 3.

С помощью той же скобы на окружности делают засечку, ставят кривошип в положение, соответствующее точке 4, и вновь делают засечку. Расстояние между засечками делят пополам, ставят в этом месте керн Ки а кривошип устанавливают так, чтобы керн К\ совпал с концом скобы. Таким образом, находят второе положение кривошипа, соответствующее второму мертвому положению поршня.

Найденное положение также фиксируют общей риской на ползуне и параллели. Если паровая машина имеет два кривошипа, то совершенно аналогично находят крайнее положение и для второго кривошипа.

При выполнении всех этих разметок важно подводить кривошип под нужные положения, вращая его в одном направлении с тем, чтобы всегда имеющиеся люфты в соединении выбирались в одну сторону и не искажали конечных результатов,

Схема регулировки паровой машины: а - нахождение мертвых положений кривошипа, б - выверка вредных пространств

Рис 49 Схема регулировки паровой машины: а - нахождение мертвых положений кривошипа, б - выверка вредных пространств

Установка требуемой величины вредных пространств. После того как найдены оба крайних положения для каждого кривошипа, легко осуществить регулировку величин вредных пространств, т. е. величин, на которые поршень не доходит до крышек при своих крайних положениях. Для выполнения этой операции ползун и шатун разъединяют (рис. 49, б).

Передвигая соединенный со штоком ползун, доводят поршень до упора (до стука) сначала в одну, затем в другую крышку, замеряя при этом величины б и б\ смещения рисок с-с, сделанные ранее при установке кривошипов в крайние положения. Если сумма этих смещений будет равна сумме паспортных значений вредных пространств у передней и задней крышек, то, ввинчивая шток поршня, доводят смещение рисок до требуемых значений вредных пространств, после чего шток закрепляют и контрят.

Если сумма смещений оказалась меньше, чем сумма величин вредных пространств, необходимо соответственно уменьшить толщину цилиндровых крышек или положить более толстые прокладки под фланцы крышек.

Если сумма получилась больше, то крышки надо вдвинуть внутрь цилиндра, проточив соответственно их фланцы.

Установка предварения впуска производится различно в реверсивных и нереверсивных машинах с плоскими и цилиндрическими золотниками. Перед установкой линейного предварения впуска следует проверить соответствие всех линейных размеров золотника и золотникового лица цилиндра или золотниковой втулки альбомным данным.

Наиболее просто эта операция осуществляется в нереверсивных машинах с плоским золотником. В этом случае кривошип устанавливают в одно из крайних положений и, открыв золотниковую крышку, с помощью резьбового соединения изменяют длину золотникового штока так, чтобы золотник оказался в

Схема выверки линейного предварения впуска положении, при котором его наружная кромка откроет паровпускное окно на величину требуемого линейного предварения впуска (си. табл. 10).

Рис. 50. Схема выверки линейного предварения впуска положении, при котором его наружная кромка откроет паровпускное окно на величину требуемого линейного предварения впуска (си. табл. 10).

Затем проверяют величину предварения на противоположной стороне золотника, для чего кривошип устанавливают во второе крайнее положение и измеряют, на какую величину золотник приоткрыл второй паровпускной канал.

Если при этом величины линейного предварения с обеих сторон золотника незначительно отличаются друг от друга, то золотник в месте соединения его со штоком несколько смещают, в результате чего величины линейных предварений с обеих сторон уравниваются. Если же разность в линейных предварениях значительна, то это свидетельствует о несоответствии размеров золотника расположению окон цилиндра и о невнимательной проверке линейных размеров золотника и золотниковой втулки. При этом если сумма полученных линейных предварений больше, чем указано в табл. 10, то золотник необходимо заменить на более длинный. Если же сумма меньше требуемой, то длину плоского золотника надо уменьшить, для чего опиливают его кромки.

Линейное предварение нереверсивной машины с цилиндрическим золотником в принципе устанавливается аналогично, но измерение фактических предварений впуска в этом случае более сложное, так как в цилиндрическом золотнике трудно про изводить непосредственно замеры и поэтому приходится пользоваться специальными шаблонами.

На шаблонах I и // (рис. 50, а, б) должны быть отмечены отсечные кромки золотниковой втулки и золотника, при этом предварительно необходимо разобраться, что является отсечными кромками, - кромки колец или кромки тела золотника, и в зависимости от этого сделать отметки на шаблоне.

Затем шаблоны надо приложить друг к другу так, чтобы получить требуемые величины линейных предварений а и б и определить величины смещения золотника относительно втулки - размеры А и Б (рис. 50, в, г). Разность этих размеров должна быть точно равна удвоенной сумме величин наружной перекрыши и линейного предварения впуска.

Получив таким образом размеры А и Б, кривошип вала устанавливают в первое крайнее положение, а золотник размещают так, чтобы смещение его торца относительно торца втулки равнялось величине А (рис 50, б). После этого кривошип устанавливают во второе крайнее положение и снова замеряют это смещение: оно должно быть равно величине Б (рис. 50, е). Если такое равенство получилось, следовательно, золотник установлен правильно. Если же равенства не получилось, то необходимо вторично наложить шаблоны друг на друга, уравнять линейные предварения впуска обеих сторон в пределах допустимых отклонений и вновь проверить установку золотника по новым значениям А и Б. В том случае, когда величины предварения впуска значительно отличаются от расчетных, необходимо тщательно проверить все размеры втулки и золотника и их соответствие чертежным данным.

В качестве примера установки предварения впуска при цилиндрическом золотнике приведем установку золотника паровой машины крана ПК-ЦУМЗ-15.

Чертежные размеры золотниковой втулки и золотника этой машины таковы, что во втулке размеры между отсечными кромками окон по впуску равны 114 мм и по выпуску 138 мм, а в золотнике размеры между отсечными кромками равны по впуску 90 мм и по выпуску 151 мм.

Таким образом, перекрыша впуска равна -^ - 12 мм, а перекрыша выпуска-^-=6,5 мм.

Размер между краем втулки и торцом золотника при его среднем положении равен 27,5 мм.

Для обеспечения требуемой величины линейного предварения впуска 3 мм золотник должен сместиться от своего положения на величину 3+12=15 мм.

Следовательно, размеры А и Б должны быть в данном случае равны 27,5-15=12,5 мм и 27,5+15=42,5 мм.

Иными словами, установив главный кривошип в заднее крайнее положение, резьбовым соединением регулируют длину золотликового штока, устанавливают золотник на линейное предварение впуска 3 мм, замеряя его щупом через индикаторное отверстие цилиндра. При этом размер от кромки золотниковой втулки до торца золотника должен быть равен 12,5 мм.

Затем главный кривошип устанавливают в переднее крайнее положение и проверяют величину предварения впуска и расстояние от тела золотника до кромки втулки, которые должны быть соответственно равны 3 и 42,5 мм. Если при этом размера 42,5 мм не получится, то эксцентрик посажен на главный вал неточно - не соблюдена величина угла насадки. Если же линейное предварение впуска оказалось не 3 мм, значит есть отступление в размерах золотника или втулки.

В случае если разность в величинах линейных предварений впуска не превышает 1 мм, их можно уравнять на среднюю величину.

Линейные предварения впуска в реверсивных машинах устанавливают лишь после выверки кулисного механизма (выверки подвески кулисы и длин эксцентриковых тяг, после того как будет достигнуто равенство перемещения золотника при перестановке кулисы из одного крайнего положения в другое). Для этого кривошип коленчатого вала и кулису ставят в одно из крайних положений. Изменяя длину золотникового штока, золотники устанавливают в положение, при котором его паровпускная кромка откроет паровпускное окно на величину линейного предварения впуска.

Перебрасывая кулису в другое крайнее положение, еще раз убеждаются в правильности регулировки реверсивного механизма. После этого кривошип устанавливают во второе крайнее положение, при этом золотник должен разместиться так, чтобы вторая паровпускная кромка открыла паровпускное окно цилиндра на ту же величину линейного предварения впуска.

Если равенства этих величин не получено, а разность их выходит за пределы допустимого, то, необходимо проверить размеры золотника и привести их в соответствие с чертежами.

Регулировка эксцентрикового реверсивного механизма. Наиболее простым реверсивным механизмом является механизм с кулисой Стефенсона.

Такой механизм использован в паровой машине крана ПК-6 (см. рис. 48).

Регулировка этого механизма слагается из следующих операций: разметка сектора 20, выравнивание длины кулисных подвесок 12 и выравнивание длин эксцентриковых тяг 14. Разметку сектора, т. е. нахождение двух крайних (/, II) и среднего (III) положений кулис, и выравнивание кулисных подвесок выполняют одновременно, при этом один из кривошипов коленчатого вала и кулису устанавливают в одно из крайних положений. Крайнее положение кулисы определяется размером между кулисным камнем и концом прорези в кулисе, что соответствует положению, при котором центр кулисного камня и центр прикрепления эксцентриковой тяги будут находиться на осевой линии золотникового штока а-а.

Установив таким образом кулису, на секторе делают отметку / по защелке рычага кулисы 18. Затем кулису переводят во второе крайнее положение с соблюдением того же размера между камнем кулисы и концом ее прорези и делают на секторе отметку II, соответствующую второму крайнему положению кулисы. Далее в крайнее положение устанавливают второй кривошип коленчатого вала, вращая его в ту же сторону, что и первый раз, а рычаг кулисы последовательно устанавливают на сделанных ранее отметках I и II.

При установке рычага на эти отметки вторая кулиса должна занять также крайние положения с теми же зазорами камня в прорези кулисы.

Если вторая кулиса не займет нужные положения, т. е. окажется ниже или выше первой кулисы, то необходимо удлинить короткие подвески кулис и повторить проверку.

Добившись того, чтобы при установке рычага кулисы в положение, соответствующее сделанным на секторе отметкам I и II, каждая из кулис заняла крайние положения, на секторе по отметкам прорезают пазы под защелку рычага. Разделив расстояние между этими крайними пазами пополам и сделав на этом месте паз III, получим третье положение кулисы, соответствующее остановке паровой машины.

После того как будет достигнута правильная подвеска кулис, можно приступить к выверке длин эксцентриковых тяг. Длиной эксцентриковых тяг принято считать расстояние от точки закрепления тяги к кулисе до центра эксцентрика.

В эксплуатации часто допускают ошибку - выравнивают тяги по фактической их длине. За счет зазора в соединении тяги с бугелем эксцентрика тяги могут быть различной длины, но они должны иметь одинаковое расстояние от точек их закрепления на кулисе до центра эксцентриков, т. е. одинаковую расчетную длину.

При выверке длин эксцентриковых тяг может оказаться: одна тяга длиннее другой; тяги имеют не только разную длину, но и неверно посаженный эксцентрик; тяги имеют одинаковую длину, но эксцентрик сндит неправильно.

Длину эксцентриковых тяг выверяют следующим образом. Кривошип « кулису устанавливают в одно из крайних положений, после чего на золотнике и на нерабочей части золотникового лица цилиндра делают общую риску. Затем кулису переводят во второе крайнее положение. Если при этом риски снова совпадут, то, следовательно, тяги имеют одинаковую длину. Если же риски не совпадут, это свидетельствует о неодинаковой длине тяг. В этом случае необходимо заметить, в какую сторону и насколько сместились риски на золотнике и на золотниковом лице при перекидке кулисы из первого во второе положение.

Затем кривошип устанавливают во второе крайнее положение, а кулису в первое и снова делают общую засечку. После этого кулису переводят во второе крайнее положение. Если риски совпали, то это подтверждает равенство длин тяг. Если риски не совпали, то механизм не в порядке. Несовпадение рисок как в первом, так и во втором случае может быть следствием разной длины тяг и неправильного положения эксцентрика.

Если смещение рисок при перестановке кулисы из первого положения во второе при обоих положениях кривошипа произошло в одну сторону и на одинаковую величину, то это свидетельствует о неравенстве только тяг.

Тягу, дающую ближнюю к кулисе риску, необходимо удлинить на величину смещения рисок.

Если смещения оказались равной величины, но разного направления, т. е. при первом крайнем положении кривошипа риски разошлись в одну сторону, а при втором положении кривошипа разошлись в другую сторону, причиной такой ненормальности будет только неправильная посадка эксцентрика. В этом случае эксцентрики необходимо выверить на угол насадки. Если же смещения оказались разные как по величине, так и по направлению, значит, имеются неравенство тяг и неправильная насадка эксцентриков. В этом случае необходимо сначала устранить неправильность насадки эксцентриков, а затем повторной выверкой устранить разность тяг.

ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ПАРОВОЙ МАШИНЫ

Парораспределение и типы парораспределительных механизмов | Грузоподъемные краны на железнодорожном ходу | Уход за паровой машиной и устранение неисправностей