МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДВИЖЕНИЯ К РАБОЧЕМУ ВАЛУ ОТ ЦИЛИНДРА В ТЯГОВЫХ ПОРШНЕВЫХ МАШИНАХ Советский патент 1936 года по МПК F16H21/32 

Предлагаемый механизм имеет целью увеличение числа оборотов вала без превышения предельной скорости поступательного движения его частей. В нем применены два коаксиальных кривошипных вала, из коих один вал соединен с одной стороны с крейцкопфом и с другой стороны-с ползуном, а другой вал снабжен двумя кривошипами, из коих один соединен с упомянутым ползуном, а другой-с кулисой, составляющей одно целое с диском, цилиндрический прилив коего охвачен кольцом, от которого движение системой шатунов и рычагов передается рабочему валу и ведущей оси паровоза.

На чертеже фиг. 1 изображает вид сбоку механизма в применении к паровозу; фиг. 2 - поперечный разрез механизма; фиг. 3 - вид его сверху; фиг. 4 - деталь сочленения; фиг. 5-21 - схемы расположения частей механизма в различные моменты его движения.

Шток 3 поршня 1 (фиг. 1) оканчивается крейцкопфом 52, с которым скреплен шатун 5, другим своим концом охватывающий (фиг. 2) шейку 9 пальца кривошипного вала 16; другая шейка 8 этого пальца шарнирно связана с головкой шатуна 7 (фиг. 1), шарнирно сочлененного с ползуном 10, движущимся в направляющей 53, закрепленной на раме 54 паровоза (или на фундаменте стационарной машины). С тем же ползуном 10 шарнирно связан шатун 55, другим концом надетый на шейку 56 (фиг. 2) кривошипного вала 17, один конец которого укреплен в подшипнике 57 на раме паровоза, а другой конец входит в кривошипный вал 16, поддерживаемый рамою паровоза. Кулиса 33, камень 38 которой шарнирно сочленен с другим коленом кривошипного вала 17, жестко связана с диском 34, могущим прямолинейно перемещаться своими частями 62 в пазах 60 коробки 59, составляющей одно целое с валом 16. К хомуту 71 (фиг. 1 и 2), поворотно охватывающему диск 34, шарнирно прикреплен рычаг 63, другим концом связанный с шатуном 64, подвешенным при помощи шарнира 65 на раме 54 паровоза. Этот шатун шарнирно связан с рычагом 66, другим концом прикрепленным к крейцкопфу 67, подвижно укрепленному на раме паровоза. С тем же крейцкопфом 67 шарнирно связан шатун 68, другим концом сочлененный с мотылем 70 ведущей оси паровоза, другой мотыль 73 которой шарнирно связан со скатом паровоза и дышлом 74.

Под давлением пара в рабочем цилиндре поршень 1 (фиг. 1) движется прямолинейно поочередно в обе стороны в зависимости от впуска пара золотником 51. Такое же движение совершают шток 3 и крейцкопф 52, вращая при этом посредством шатуна 5 вал 16 (фиг. 2) против часовой стрелки, причем коробка 59 с пазами 60 будет иметь такое же вращение. Шатун 7, передвигаемый кривошипом вала 16 в ту же сторону, что и поршень 1, смещает ползун 10, который тянет за собою шатун 55, установленный так, что вызывает вращение вала 17 по часовой стрелке, т.е. в направлении, противоположном вращению коробки 59. Такое сочетание движений воспринимается через посредство камня 38 кулисой 33, которая, будучи удерживаема пазами 60, прямолинейно в них перемещается, вследствие чего диск 34, поворотно сочлененный с хомутом 71, заставляет последний тянуть рычаг 63 по прямой линии, причем одновременно с этим нижний его конец слегка колеблется на шарнире шатуна 64.

Для эластичности сочленения рычага 63 с шатуном 64 вкладыш 77 (фиг. 4) головки шатуна, нагруженный пружинами 76, может перемещаться в пазах головки рычага 63. Число радиальных перемещений диска 34 в два раза больше числа ходов поршня. Эти колебания диска 34 рычагом 63 передаются шатуну 64, который наподобие маятника производит следующие колебания. Когда диск 34 находится в квадранте I и II (фиг. 5-12), левый конец шатуна 64 из горизонтального положения подымается вверх, когда диск 34 находится в квадранте III и IV (фиг. 13-21), левый конец шатуна 64 опускается. Эти колебания шатуна 64 вызывают прямолинейное движение крейцкопфа 67, который приводит во вращение один из скатов через посредство шатуна 68 и коленчатой оси 72 или пальца ската.

Примерное движение частей механизма изображено на фиг. 5 до 21, где кривошип вала 16, ведомый шатуном 5, изображен движущимся против часовой стрелки и кривошип вала 17, ведомый шатуном 55, изображен вращающимся по часовой стрелке.

Движение кулисы 33, связанной с камнем 38 и с тягой 63, через посредство поворотно подвижного диска 34 в хомуте 71 (фиг. 1) превращает два вращательных движения в поступательное; при повороте кривошипов валов 17 на 90° в противоположных направлениях кулиса, находясь в квадранте II, один раз подымется и один раз опустится. Это движение передается ведущей оси 72 паровоза через посредство системы шатунов и рычагов 63, 64, 66, 68 (фиг. 5-8). В квадранте I движение аналогично квадранту II, т.е. в нем шатун 64 переходит из горизонтального положения в наклонное и обратно и притом так, что конец, сопряженный с рычагом 66, будет находиться ниже горизонтальной оси (фиг. 10-12). Затем в квадрантах III и IV движение кулисы 33 создает еще два колебания шатуна 64, но уже с размахом его конца не вниз, а вверх (фиг. 14-20). Изменение направления размаха шатуна 64 не отражается на направлении вращения ската, которое происходит в одну и ту же сторону (в данном случае против часовой стрелки). При переводе работы паровой машины, например, кулисой, на противоположный ход скат будет вращаться по часовой стрелке.

Механизм для передачи движения к рабочему валу от цилиндра в тяговых поршневых машинах, особенно паровозных, отличающийся применением двух коаксиальных кривошипных валов 16 и 17, из коих первый вал 16, составляющий одно целое со снабженной пазами 60 коробкой 59, соединен своим кривошипом с одной стороны шатуном 5 с крейцкопфом 52, а с другой стороны шатуном 7 с ползуном 10, второй же вал снабжен двумя кривошипами, из коих один 18 соединен шатуном 55 с ползуном 10, а другой 19 соединен камнем 38 с кулисой 33, составляющей одно целое с направляемым в пазах 60 диском 34, цилиндрический прилив которого охвачен хомутом 71, от которого движение системой шатунов и рычагов 63, 64, 66, 68 передается рабочему валу или ведущей оси 72 паровоза (фиг. 1-21).