Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Выключенный клапан шестерни балочного двигателя Калверта .
Загнутый справа стержень приводится в движение эксцентриком. Когда он включен, он раскачивает вал клапана, квадратный вал вперед и назад. Коленчатые рычаги за валом приводят в действие клапаны через вертикальные тяги.

Клапанный механизм Gab был ранней формой клапанного механизма, используемого в паровых двигателях . Его простейшая форма позволяла останавливать и запускать двигатель. Двойная форма, в основном используемая на паровозах , позволяла легко задним ходом. [1]

Заводной двигатель на холме Блистс . Красный маховик - это паровой запорный клапан, рычаг перед приводом двигателя отключает язычок шестерни клапана.

Этимология [ править ]

Слово gab или gabb может происходить от слова в уста, записанного в Оксфордском словаре английского языка с 1724 года, и, вероятно, средневекового происхождения от других форм, связанных со сплетнями или праздной болтовней. OED также дает паровому двигателю ощущение болтовни как выемки в клапанной передаче, возможно, имеющей фламандское происхождение, от слова габбе . Это цитируется в OED от 1792 года. [2] OED также цитирует явно производный габ-рычаг от 1839 года. [3]

Истоки [ править ]

Одним из первых самодействующих клапанных механизмов, используемых в паровых двигателях, был эксцентриковый клапанный механизм . При этом на коленчатый вал двигателя помещался эксцентрик , который, в свою очередь, приводил ремень и длинный стержень к исполнительному валу клапана. Это была простая клапанная передача, но она хорошо работала для вращающихся двигателей, которые работали непрерывно в течение длительного времени и только в одном направлении. Для двигателей раннего завода это было приемлемо.

Механизм клапана Gab [ править ]

Самая простая форма шестеренчатого клапана или «муфты задвижки» была простой выемкой в ​​штоке клапана, где он зацеплялся за шпиндель клапана. Ручной рычаг позволял поднять эту выемку, тем самым отключая привод клапана и быстро останавливая двигатель.

Стационарные двигатели [ править ]

Незакрепленный эксцентриковый реверсивный механизм с рудиментарным выступом

Там, где двигатель должен был быть остановлен и точно запущен, например, в случае заводного двигателя , было полезно сделать это с помощью клапанного механизма. Это позволяет двигателю быть остановлен в течение доли оборота, где с помощью дроссельной заслонки или запорный клапан в подаче пара замедленно двигатель постепенно и так будет гораздо менее точным.

Намотки двигателей шахтных валов требовалось реверсировать, для подъема и опускания каркаса вала. Эти двигатели начали с использования гидрораспределителя с эксцентриком и бесшумной муфтой. Эксцентрик свободно закреплен на коленчатом валу и может свободно вращаться между двумя упорами. Эти упоры представляют положения, в которых эксцентрик запускает двигатель в каждом направлении. Когда заглушка была отключена и коленчатый вал остановился, ручной рычаг использовался для приведения в действие клапанов двигателя в обратном направлении, что также возвращало эксцентрик в противоположное положение. Теперь можно было снова включить болт и двигатель запустить в противоположном направлении.

Локомотивы [ править ]

С появлением первых паровозов реверсирование стало очевидной необходимостью. В « Locomotion» Стефенсона использовались эксцентрики скольжения [4], хотя вскоре это было сочтено непрактичным из-за отсутствия доступа к осям кривошипа, действующим как несущая ось, так и коленчатый вал. Несколько надуманный метод, используемый для реплики Locomotion, заключается в том, чтобы попытаться отобразить ее на рельсе с поднятыми концами, чтобы локомотив мог катиться назад под собственным весом и переустановить свои собственные эксцентрики. [4] Лучшим решением было использовать фиксированные эксцентрики, но предусмотреть два из них, по одному для каждого направления. Требуемый эксцентрик и направление были выбраны путем задействования только одной болтовни за раз. [5]

В первых зубчатых колесах локомотива использовались два «открытых» выступа, расположенных рядом, каждый потенциально (при включении) зацеплялся за один и тот же штифт. Если оба фиксатора задействовать одновременно, они заклинили бы и, возможно, повредили шток клапана. Известно, что на подножке локомотива с грохотом без подвески и с плохим гусеничным полотном это было причиной поломок либо по ошибке водителя, либо из-за слабого толчка, переходящего в случайное зацепление. Поскольку выступы, в отличие от стационарного двигателя, были удалены от водителя, они были снабжены широкими V-образными губками, которые помогали им сцепляться со штифтами.

Передача X-gab
Верхнее положение - нейтральное, нижнее положение - передняя и задняя передачи.

Лучшим решением было использование одинарного двухстороннего выступа. Первоначально они были X-образными и располагались между двумя соединительными штифтами. [5] Х-образные выступы также обычно менялись местами, так что выступ помещался на шпиндель клапана, а штифты вместо этого соединялись с эксцентриковыми стержнями. Выступ теперь оставался вертикальным, а штифты перемещались вверх и вниз, чтобы зацепить их. Это было сделано путем соединения обоих штифтов короткой вертикальной полосой. Реверсивный рычаг водителя [примечание 1] перемещал центр этой планки, таким образом, штифты, вверх и вниз, чтобы зацепиться по одному с противоположными поверхностями X-образного выступа. Этот клапанный механизм использовался на локомотивах Стефенсона начала 1830-х годов, таких как Rocket .

Еще одним механизмом, который использовался на локомотивах Стефенсона в 1830-х годах, был «спаренный габарит». [6] [7] Два открытых затвора были использованы, как и для ручного открытого затвора, хотя в этом случае они оба управлялись автоматически одним реверсивным рычагом . Один приводился в действие коленчатым рычагом , другой - через реверсивную тягу, так что, когда один зацепился , другой уже поднимался.

Окончательной формой редуктора задвижки стала «закрытая» задвижка. Как и X-образный выступ, это была пара парных выступов, хотя в данном случае они были обращены внутрь, и между ними был один штифт. И снова выступы приводились в движение эксцентриками, и штифт приводил в движение шпиндель клапана.

События [ править ]

Использование расширяющейся работы уже было признано для стационарных двигателей , хотя обычно это требовалось только для двигателей, работающих при постоянной нагрузке. При преждевременном отключении подачи пара пар внутри цилиндра расширялся, работая против поршня. Это обеспечило значительную экономию как угля, так и воды. [заметка 2]В 1844 году Уильям Уильямс, создатель выкройки для Стефенсона, сделал замечательное изобретение, осознав, что если замкнутая выемка превращается в изогнутую связь так, чтобы она плотно прилегала к штифту на всем протяжении своего хода, то и клапанный механизм можно было настроить в промежуточное положение, и что это также даст эффект расширения работы. Эта шестерня стала родоначальником известной шестеренчатой ​​передачи Стивенсона . [5]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Такое однорычажное управление использовалось впервые.
  2. ^ Для железнодорожных локомотивов этого периода дополнительный запас хода, разрешенный сниженным расходом воды, был, возможно, даже более ценным, чем экономия угля.
  1. Перейти ↑ Snell, JB (1971). Железные дороги: Машиностроение . Лонгман.
  2. ^ Специф. Патент Келли (1792) № 1879. 8 «Без выемки или выступа на рычаге захвата».
  3. ^ Робинсон, RS (1839). Морская паротехника . п. 97.
  4. ^ a b Семменс и Голдфинч (2000) , стр. 111.
  5. ^ a b c Семменс, PWB; Голдфинч, AJ (2003) [2000]. Как на самом деле работают паровозы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . п. 112. ISBN 978-0-19-860782-3.
  6. Перейти ↑ Snell, JB (1964). Ранние железные дороги . Вайденфельд и Николсон.
  7. ^ Вуд, Николай (1838). Практический трактат о железных дорогах .