Рис. 54. Безэксцентриковый парораспределительный механизм паровой машины крана ПЖ-45:
1—золотник; 2 — кулисный камень; 3, 4 и 5 — тяги; 6 — кулиса; 7 — тяга ползуна; 8— ползун; 9 — шатун; 10— стойки кулисы; 11 —подвеска кулисы; 12 — золотник регулировочный; 13 — втулка

При перемещении регулировочного золотника он своим телом открывает окна втулки 13. Через них свежий пар поступает к распределительным золотникам. В зависимости от величины открытия этих окон изменяется количество подаваемого в машину пара, а следовательно, изменяется и мощность машины. Сочетание кулисного механизма и регулировочного золотника позволяет установить любой необходимый режим работы паровой машины.

На рис. 55 показан парораспределительный механизм нереверсивной паровой машины крана ПК-ЦУМЗ-15. Эта машина имеет цилиндрический золотник внутреннего впуска. Ее парораспределительный механизм эксцентрикового типа состоит из золотника, золотниковой скалки, эксцентриковой тяги, эксцентрикового бугеля и самого эксцентрика.

Рис. 55. Парораспределительный механизм нереверсивной паровой машины крана ПК-ЦУМЗ-15:
1 — золотниковая камера; 2 и 3 — крышки золотниковой камеры; 4 — прокладки; 5 —золотниковая втулка; 6 — золотник; 7 —кольца уплотнительные; 8 — скалка золотника; 9 — грундбуксы; 10 — сальник; 11 — фланец сальника; 12 — вилка; 13 — валик; 14 — тяга эксцентриковая; 15 — бугель эксцентриковый; 16 — крышка бугеля; 17 — прокладка; 18 — болт; 19 — масленка; 20 — эксцентрик

Устройство этого механизма следующее. Золотник представляет собой цилиндрическое тело, концевые части которого имеют больший диаметр и несут по две канавки, в которые заложены уплотнительные кольца. Средняя утоньшенная часть золотника образует камеру, в которую подается свежий пар.

Золотник насажен на золотниковую скалку до упорного буртика и закреплен гайкой. Золотниковая скалка проходит через сальник и шарнирно соединена с эксцентриковой тягой, которая в свою очередь соединена с бугелем эксцентрика. Соединение золотниковой скалки и тяги бугеля резьбовое, что позволяет изменять общую длину этих деталей.

Эксцентриковый бугель, имея кольцеобразную форму, состоит из двух частей — бугеля и его крышки. Во внутреннюю часть хомута вставлены два бронзовых вкладыша. Обе части хомута стянуты болтами. Имеющиеся в соединении прокладки служат для возможной подтяжки частей хомута при выработке вкладышей. Бугель своими вкладышами обхватывает эксцентрик. Эксцентрик сделан в виде круглого диска, имеющего смещенное относительно центра отверстие, которым садится на вал кривошипа и закрепляется на нем шпонкой. Расстояние между центром наружного диаметра эксцентрика и центром отверстия называется эксцентр иситетом.

Рис. 56. Парораспределительный механизм реверсивной паровой машины крана ГЖ-6 с плоским золотником:
1—прилив цилиндра; 2 — золотниковая крышка; 3 — золотник; 4 — скалка золотника; 5 —грундбукса; б —сальник; 7 —крышка сальника; 8 — вилка; 9 — кронштейн; 10 — рычаг балансирный; 11 — уравновешивающий груз; 12 — подвеска кулисы; 13 — кулиса; 14 — тяги эксцентриковые; 15 — хомуты эксцентриков; 16 — эксцентрик; 17 — шейка коленчатого вала; 18 — рычаг кулисы; 19 — тяга; 20 — сектор

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. 56 показан парораспределительный механизм реверсивной паровой машины крана ГЩ-6 с плоским золотником.

Коробчатый золотник соединен с золотниковой скалкой, проходящей через сальник и заканчивающейся резьбовым соединением с вилкой 8. Резьбовое соединение вилки и скалки позволяет регулировать положение золотника.

На шейке коленчатого вала насажены два эксцентрика, 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. Оба эксцентрика сделаны в виде детали, имеющей разъем по средней линии. Это сделано для удобства монтажа эксцентриков на шейке коленчатого вала. Каждый эксцентрик обхватывается самостоятельным эксцентриковым хомутом.

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

К эксцентриковым хомутам крепятся на винтах тяги, заканчивающиеся вилками. Эксцентриковая тяга соединена с золотниковой скалкой через кулису 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 онашарнирно соединяется с двумя эксцентриковыми тягами и подвеской, удерживающей кулису на весу. Кулисный камень шарнирно соединен с вилкой золотниковой скалки.

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 оказался при этом на линии, являющейся продолжением осевой линии золотниковой скалки (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 золотниковой скалки, то золотник будет перемещаться под воздействием его эксцентрика Б и коленчатый вал станет вращаться по часовой стрелке. При работе одного эксцентрика другой влияет на движение кулисы, вследствие чего она будет иметь качательное движение без воздействия его на перемещение золотника. 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.

Регулировка эксцентрикового парораспределения паровой машины включает следующие операции: – проверка правильности насадки эксцентриков; – установка силового кривошипа в крайнее положение; – установка требуемой величины вредных пространств; – установка предварения впуска; – регулировка реверсивного устройства.

Проверка угла насадки эксцентрика. При заводском изготовлении и сборке деталей, когда производство хорошо освоено и оснащено специальными приспособлениями, нет особой необходимости проверять угол насадки эксцентрика. В условиях же эксплуатации после замены деталей новыми такая проверка необходима.

Для проверки правильности насадки эксцентриков надо знать величину эксцентриситета, радиус кривошипа, величину угла опережения. Все эти величины являются паспортными данными машины и имеются в чертежах.

Рис. 57. Схема проверки насадки эксцентриков

Зная значения этих величин, несложным расчетом определяют величину перпендикуляра, опущенного из центра кривошипа на вспомогательную линию, расположенную под углом 90° к линии а — а (рис. 57), проходящей через центр эксцентрика.

Например, для эксцентрика крана ПК-6, у которого R = 120 мм, а = 27°40’, X = 120 х 0,464 = 55,7 мм.

Для проверки правильности угла насадки отдельного эксцентрика поступают следующим образом. На диске снятого с вала эксцентрика находят центр отверстия и центр внешней окружности эксцентрика, а затем через эти точки проводят линию а — а, которую слегка закер-нивают. После этого эксцентрик может быть поставлен на вал, который в свою очередь установлен на разметочной плите так, чтобы он шейками коренных подшипников опирался на призмы.

Вращая вал, его устанавливают так, чтобы линия а — а была точно параллельна плите, что проверяется рейсмусом. Затем на плиту рядом с валом устанавливают разметочный ящик или угольник и замеряют расстояния от угольника до центра вала и центра кривошипной шейки (размеры Б и В). В случае правильности насадки эксцентрика разность этих размеров должна равняться ранее подсчитанному размеру X.

Точно так же проверяется установка и второго золотника: поворачивая коленчатый вал до параллельности линии а’ —а’, на плите замеряются те же размеры Б и В и находится их разность.

Рис. 58. Схема регулировки паровой машины: а—нахождение мертвых положений кривошипа; б —выверка вредных пространств

Кривошип в крайнее (мертвое) положение может быть установлен различными способами, но наиболее часто применяется следующий способ.
Повернув кривошипный вал на полный оборот, на ободе маховика, диска или ведущей шестерни вычерчивают окружность А (рис. 58, а).

Поворачивая кривошип по ходу, останавливают его, не доведя на 10—15° до положения, соответствующего крайнему положению поршня (точка 1). Затем один из острых концов скобы устанавливают в точке О на неподвижной части машины, а другим концом делают засечку на проведенной ранее окружности А. 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).

Таблица 10

При совпадении рисок той же скобой из той же точки О на окружности наносят вторую засечку, при этом первая риска займет положение б — б. Расстояние между полученными таким образом двумя рисками 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, кривошип поворачивают до тех пор, пока он не будет соответствовать точке 3. Затем при помощи той же скобы на окружности А делают засечку, ставят кривошип в положение, соответствующее точке 4, и вновь делают засечку. Расстояние между засечками делят пополам, ставят в этом месте керн KV а кривошип устанавливают так, чтобы керн кг совпал с концом скобы. Таким образом находят второе положение кривошипа, соответствующее второму мертвому положению поршня.

Найденное положение также фиксируют общей риской на ползуне и параллеле.

Если паровая машина имеет два кривошипа, то совершенно аналогично находят крайние положения 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.

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. 58, 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 бх смещения рисок с—с, сделанных 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 контргают.

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, при помощи резьбового соединения изменяют длину золотниковой скалки так, чтобы золотник оказался в положении, при котором его наружная кромка откроет паровпускное окно на величину требуемого линейного предварения впуска.

Затем проверяют величину предварения на противоположной стороне золотника, для чего кривошип устанавливают во второе крайнее положение и замеряют, 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 скалкой 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 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 производить непосредственно замеры и поэтому приходится пользоваться специальными шаблонами.

На шаблона (рис. 59, позиции 1 и 2) должны быть отмечены отсечные кромки золотниковой втулки и золотника, при этом предварительно необходимо разобраться, что является отсеченными кромками — кромки колец или кромки тела золотника — ив 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 (позиции 3 и 4). Разность этих размеров должна быть точно равна удвоенной сумме величин наружной перекрыши и линейного предварения впуска.

Получив таким образом размеры А я Б, кривошип вала устанавливают в первое крайнее положение, а золотник размещают так, чтобы смещение его торца относительно торца втулки равнялось величине А (позиция 5). После этого кривошип устанавливают во второе крайнее положение и снова замеряют это смещение: оно должно быть равно величине Б (позиция 6). 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 Л и Б.

Рис. 59. Схема выверки линейного предварения впуска

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 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 я 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, при помощи резьбового соединения регулируют длину золотниковой скалки, 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 посадки. Если же линейное предварение впуска оказалось не 3 мм, значит есть отступления в размерах золотника или втулки.

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

Совершенно аналогично выверяется величина впуска и на машине крана ПЖ-45 (см. рис. 54), на которой величина предварения устанавливается по размеру А. Величина размера А должна равняться 98 мм при одном крайнем положении кривошипа и 129 мм — при другом крайнем положении кривошипа.
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 устанавливают в одно из крайних положений. Изменяя длину золотниковой скалки, золотник 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 системы Стефенсона. Такой механизм использован в паровой машине крана ПК-6.

Регулировка этого механизма слагается из следующих операций: разметки сектора, выравнивания длины кулисных подвесок и выравнивания длин эксцентриковых тяг.

Разметку сектора, т. е. нахождение двух крайних 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 золотниковой скалки а — а.

Установив таким образом кулису, на секторе делают отметку по защелке рычага кулисы.

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 / и //, 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:
1) одна тяга длиннее другой;
2) тяги не только имеют разную длину, но и неверно посаженный эксцентрик;
3) тяги имеют одинаковую длину, но эксцентрик сидит неправильно.

Длину эксцентриковых тяг выверяют следующим образом. Кривошип и 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 насадка эксцентрика. В этом случае эксцентрики необходимо выверить на угол насадки.

Если же смещения оказались разные как по величине, так и по направлению, значит имеется неравенство тяг и неправильная насадка эксцентриков. В этом случае необходимо сначала устранить неправильность насадки эксцентриков, а затем повторной выверкой устранить разность тяг.

Парораспределительный механизм системы Джоя, примененный в паровой машине крана ПЖ-45, регулируется сравнительно просто. Регулировка этого механизма сводится к выполнению следующих операций: определения положений кривошипов, соответствующих крайним — мертвым положениям поршня, установки требуемых величин вредных пространств, проверки и установки кулисы, выверки и установки необходимой величины линейных предварений.

Проверка и установка кулисы в нужное положение осуществляются следующим образом: проверив длины всех тяг на соответствие альбомным размерам, собирается весь парораспределительный механизм, кулиса ставится в среднее положение, а кривошип устанавливается в одно из крайних своих положений. Замеряется размер А (см. рис. 54) — расстояние от торца цилиндра до торца золотника, затем кулису переводят в первое и во второе ее крайние положения. Если кулиса установлена правильно, размер А при перестановке кулисы должен оставаться неизменным.Если же при переводе кулисы из положения «Вперед» в положение «Назад» размер А уменьшится, это свидетельствует, что кулиса установлена высоко и требуется уменьшить высоту стойки 10 или убрать из-под нее прокладки. Если же при переводе кулисы размер А увеличится, то это означает, что кулиса стоит низкой необходимо под стойку подложить подкладки.

После того как положение кулисы выверено, выверяется и устанавливается необходимая величина линейного предварения впуска.

Для выверки линейного предварения впуска необходимо кривошип установить в одно из крайних положений, затем ввинчивая или вывинчивая скалку золотника из ползуна 8 установить размер А равным 98 мм, что соответствует предварению впуска в 2 мм. После этого кулису необходимо перевести во второе рабочее положение и размер А в этом случае должен равняться 156 мм, что соответствует положению золотника, обеспечивающему линейное предварение в 2 мм для второй полости цилиндра.

Если полного соответствия в размере А не получилось, но отклонения невелики, то эта разница распределяется на обе стороны из расчета, что величина линейного предварения может колебаться в пределах 1—3 мм.