Главное меню

Главная Паровые машины Детали паровой машины Поршни, штоки, кривошипный механизм, маховик
Поршни, штоки, кривошипный механизм, маховик

Поршень служит для восприятия давления пара и герметиче­ского разобщения двух полостей цилиндра.

Он состоит из двух основных частей: тела поршня и поршневых колец. На фиг. 43 пока­заны наиболее часто применяемые типы поршней паровых машин.

Поршень паровой машины

Материалом для полых поршней служит обычно чугун СЧ 21-40, а в ответственных случаях СЧ 28-48 или СЧ 32-52. Дисковые поршни отковываются из стали 50.

Чтобы при нагревании не получилось заклинивания поршня, диаметр его берется меньше на 1/600 диаметра цилиндра. Длина поршня определяется по величине удельного давления на стенки цилиндра, которое не должно превышать 1 — кГ/см2, нагрузкой при этом считают вес поршня и половины штока, а за опорную поверхность — произведение длины дуги, равной 0,75 диаметра цилиндра, на длину поршня без суммарной высоты канавок для поршневых колец.

Плотность прилегания поршня к стен­кам цилиндра обеспечивается поршневыми кольцами, расположенными в канавках на внешней поверхности поршня. Они изготовляются из чугуна СЧ 21-40 или СЧ 24-44. Количе­ство колец равно 2—4. Литейных пороков в заготовках для колец не допускается.

Поршевые кольца

Упругость кольца достигается за счет выреза части кольца, кото­рый образует замок. Замок коль­ца с косым или прямым срезом (фиг. 44) является наиболее простым и достаточно надеж­ным. Замки надетых на поршень колец должны быть взаимно смещены, а самопроизвольное смещение колец должно быть предупреждено с помощью сто­порных штифтов или винтов.

Типы шатунов

Шток изготов­ляется из стали 50. Один из типичных способов крепления штока с поршнем по­казан па фиг. 43 и ясен из рисунка.

В средних и круп­ных машинах, в це­лях уменьшения дав­ления от веса поршня на нижнюю стенку ци­линдра и предупреж­дения изгиба штока, последний пропуска­ется сквозь обе крышки. В этом случае задняя часть штока называется контрштоком.

На фиг. 45 показаны две типичные конструкции шатунов. Основ­ными элементами шатуна являются кривошипная головка 1, стержень шатуна 2 и крейцкопфная головка 3. Материалом для шатунов является обычно сталь 40 или 50.

Кривошипный вал

Устройство, шарнирно соединяющее поршневой шток с шатуном, называется ползуном или крейцкопфом. При отсут­ствии крейцкопфа (как это имеет место у большинства двигателей внутреннего сгорания) возникла бы необходимость самому поршню выполнять роль ползуна, направляющего движение; тогда ему следо­вало придать форму удлиненного стакана, направляющим которого служили бы стенки цилиндра; при этих условиях возникла бы непо­средственная шарнирная связь поршня с шатуном; но это возможно только при отсутствии у цилиндра крышки со стороны вала.

Коленчатый вал

Коренной вал может быть кривошипным или коленчатым.

Кривошипный вал показан на фиг. 46. Он состоит из тела 4, кривошипа 2 и пальца 1. Вал лежит на подшипниках 3 и 6; подшипник 6 является выносным и не связан с рамой машины. На шейку 5 насаживается маховик. Кривошип закрепляется па валу на шпонке.

На фиг. 47 показан коленчатый вал паровой машины компаунд локомобиля СК. Здесь вал также лежит на двух подшип­никах 4. На валу насажены эксцентрики золотника ц. в. д. 3 и ц. и. д. 12, плоский регулятор 2 и маховики 1, сидящие по обе сто­роны подшипников. Материалом для изготовления валов обычно служит сталь 40 или 50.

Маховик, помимо своего основного назначения — поддерживать более или менее постоянную угловую скорость, часто выполняет также роль шкива. В большинстве случаев маховик выполняется разъемным, при этом обе половины можно стянуть болтами на втулке и на ободе. Болты обычно изготовляются из стали 40 или 50.

Расчет болтов, скрепляющих обе половины обода, производят по силе

Q = 0,104u2f кГ,

где u — окружная скорость обода в м/сек\

f — площадь сечения обода маховика в см2. Иногда, когда махо­вик имеет диаметр не больше 2 м и насаживается на свободный конец вала, его выполняют цельным. Маховик чаще всего отли­вается из чугуна марки СЧ 15-32.