|
|
Золотники бывают разных типов. Мы
начнем изучение парораспределения с простого коробчатого золотника без;
перекрыш. Такой золотник представляет собой плоскую чугунную прямоугольную
коробку без крышки ( 119). На донышке этой коробки, называемой спинкой
золотника, сделан прилив со сквозным отверстием, через которое проходит
золотниковый шток, заставляющий золотник двигаться. Золотник помещается в
золотниковой коробке /, отлитой заодно с паровым цилиндром ( 120). Внутри
коробки находится золотниковое зеркало 2, представляющее собой тщательно
простроганную и пришабренную к золотнику плоскость.
В золотниковом зеркале имеются три окна прямоугольной
формы. Крайние окна 3 представляют собой сравнительно узкие щели, через
которые внутреннее пространство золотниковой коробки сообщается с паровым
цилиндром паровыми каналами 4 (на рисунке виден только один канал). Среднее
окно 5 шире крайних, через него и отверстие 6 отработавший пар выходит либо в
ресивер, либо в холодильник из ц. н. д. Золотник движется по золотниковому
зеркалу 2 вдоль оси цилиндра, производя этим самым поочередно впуск и выпуск
пара. Например, если золотник сдвинуть вправо ( 121), то свежий пар, который
все время заполняет золотниковую коробку 1, поступит в левую полость цилиндра
по каналу 3 и заставит поршень двигаться слева направо. В это же время пар,,
отработавший в правой полости, будет выходить 'по каналу 4 в пространство 5,
а из него в канал 6. Отработавший пар не может сразу выйти из цилиндра и
оказывает противодавление на поршень. Поэтому движение поршня происходит под
действием разности сил давления свежего пара Р\ и противодавления Рг.
При золотнике, сдвинутом влево, паровой канал 4 будет
сообщен с золотниковой коробкой, и свежий пар по этому каналу поступит в-
правую полость цилиндра. В это же время отработавший пар из леБОЙ полости
будет в свою очередь выходить из цилиндра по паровозу каналу 3 во внутреннее
пространство золотника, которое постоянно соединено с выпускным пролетом
(каналом) 6. Как видим, пространство золотниковой коробки, находящееся под
золотником, заполняется только отработавшим (мятым) паром, а над золотником —
свежим.
Как уже отмечалось, золотник приводится в движение
золотниковым штоком 7. Этот шток соединяется с эксцентриковой тягой S, правый
конец которой () связан с кривошипом 9 коленчатого вала (условно показан
отдельно от коленчатого вала). Так как ход золотника очень небольшой и
составляет лишь несколько десятков миллиметров, то такой кривошип в
практических условиях заменяется эксцентриком ( 122). Эксцентрик представляет
собой стальной диск, насаженный на коленчатый вал эксцентрично, т. е. так,
что центр вала не совпадает с центром диска. Расстояние между этими двумя
центрами называется эксцентриситетом. Эксцентрик 1 охватывается
эксцентриковым бугелем, состоящим из двух половин 2 и 3, стянутых болтами. К
одной из этих половин 2 присоединяется на шпильках 4 эксцентриковая тяга 5,
связанная щарнирно с золотниковым штоком. В том месте, где этот Шток проходит
через стенку золотниковой коробки, делается сальник, не допускающий утечки
пара1 из золотниковой коробки.
При вращении коленчатого вала вместе с ним вращается и
эксцентрик, заставляя при этом двигаться золотник.
Плоскости перекрывающие при движении золотника паровые
каналы, называются полями зол от ник а. У золотника без нерекрыш ширина этих
полей равна ширине паровых каналов.
Правильное парораспределение с таким золотником будет
достигнуто в том случае, если угол между направлением мотыля и направлением
эксцентриситета будет равен 9СК причем эксцентрик должен опережать мотыль,
или, другими словами, золотник должен опережать поршень.
палец мотыля показан в крайнем левом положении (в точке
А). Если коленчатый вал вращается по направлению движения часовой стрелки, т.
е. от точки А к точке Б и т. д., то эксцентрик будет находиться в среднем
верхнем положении (как показано на рисунке), золотник также—в среднем
положении, перекрывая своими поперечными стенками (полями) оба паровые
канала.
Если сдвинуть коленчатый вал в указанном направлении, т.
е. от точки А к точке Б, то золотник пойдет вправо, и через канал 3 в левую
полость цилиндра будет поступать свежий пар. Войдя в эту полость, пар
заставит поршень двигаться тоже вправо, и золотник все больше и больше будет
открывать левый паровой канал. В это же время правый канал также будет
открываться и через него отработавший пар из правой полости устремится во внутреннее
пространство золотника и далее в трубу мятого (отработавшего) пара.
Когда мотыль опишет четверть окружности и займет положение
Б г( 123,/), поршень пройдет примерно половину своего пути, а экс - центрик
же займет положение ву при котором золотник придет в правое мертвое
положение, полностью открыв левый канал для входа свежего пара, а правый —
для выхода мятого.
Начиная с этого момента, мотыль начнет двигаться к точке
Bf следовательно, поршень будет продолжать двигаться вправо,/ золотник же,
как видно по положению эксцентрика, пойдет уже влево, перекрывая оба паровые
канала. Когда мотыль придет в точку В эксцентрик будет находиться в положении
г ( 123,//). При этом поршень будет находиться в правой мертвой точке, а
золотник— в среднем положении.
При дальнейшем вращении коленчатого вала эксцентрик
заставит золотник двигаться влево. При этом свежий пар через правый паровой
канал будет поступать в правую полость, что заставит поршень также двигаться
влево, а мотыль пойдет к точке Г. В это же время отработавший пар из левой
полости через левый паровой канал может выходить во внутреннее пространство
золотника и в выходное отверстие. Когда мотыль придет в точку Г. ( 123,///Л
поршень пройдет примерно половину своего пути, а золотник окажется в левом
мертвом положении. В этот момент оба паровых канала будут снова открыты, но
теперь через правый паровой канал свежий пар будет входить в правую полость,
а через левый—выходить из цилиндра. Под действием свежего пара поршень будет
продолжать двигаться влево, а золотник пойдет вправо, постепенно перекрывая
оба паровые канала. Наконец, когда поршень придет в левую мертвую точку,
мотыль и золотник займут положение, показанное на 121.
Начиная от этого положения, описанный процесс
парораспределения будет повторяться.
Таким образом, простой коробчатый золотник в первую
половину хода поршня движется с ним в одну сторону, постепенно открывая
паровые каналы, а во вторую половину хода поршня—в направлении, обратном
движению поршня, закрывая постепенно эти каналы.
Следовательно, впуск и выпуск происходит в течение всего
хода поршня. Такой способ парораспределения прост, но он имеет два
существенных недостатка.
Во-первых, при таком парораспределении машина расходует?-
большое количество пара, т. е. работает неэкономично. Пар из цилиндра
выпускается при том же давлении, при котором он и поступал в него. Таким
образом, пар в цилиндре не расширяется, и поэтому не используется работа,
которая могла бы быть получена за счет его расширения.
Во-вторых, при таком парораспределении в машине появляются
толчки, возникающие в шатунно-кривошипном механизме и нарушающие плавность
работы машины. Они возникают в те моменты когда поршень находится в той или
иной мертвой точке.
Допустим, что поршень движется от правой мертвой точки к
левой. Поршень получает движение в результате давления пара, заполняющего
правую полость цилиндра. Левая полость в это время сообщена с наружным
пространством, поэтому пар имеет в ней дав- ление наружной среды. В момент
прихода поршня в левую мертвую точку золотник откроет паровые каналы так что
правая полость цилиндра сообщится с наружным пространством, а левая—с
пространством свежего пара. Поэтому давление в правой полости снизится до
давления наружной среды, а в левой—повысится до полного рабочего давления,
вследствие чего пар будет давить на поршень в направлении слева направо.
Такое изменение в направлении движущей силы на поршень происходит очень
быстро, что и вызывает появление толчков в машине.
Вследствие отмеченных недостатков зблотники без перекрышей
в настоящее время применяются только в небольших паровых машинах
вспомогательного назначения, в которых расход пара не имеет большого
значения.
В главных же паровых машинах применяются золотники с
перекрышами,) не имеющие указанных выше недостатков.
|