Все эти кулиссы состоят из железного или стального закаленного бруска, один конец которого соединяется при помощи эксцентриковой тяги с одним эксцентриком, а другой с другим. Посредине тела кулиссы устраивается прорез, по которому может скользить вверх и вниз кулиссный камень соединенный золотниковой тягой с золотником.
Рис. 35-4
рис.35-5По способу соединения с эксцентриковыми тягами различают кулиссы „с открытыми тягами" и кулиссы „с перекрещенными тягами". Если при заднем мертвом положеении кривошипа эксцентрик переднего хода соединен с верхним концом кулиссы, а эксцентрик заднего хода с нижним концом ее, то тяги будут открытые (рис.35-4), Если же при заднем мертвом положении кри вошипа эксцентрик переднего хода соединен с ниж ним концом кулиссы, а эксцентрик заднего ход., с верхним концом кули сы, то тяги будут перкрещенные (рис. 35-5). Для получения переднего хода, кулиссу с открытыми тягами приходится опускать вниз, а кулиссу с перекрещенными тягами полнимать вверх. Для заднегоже хода приходится поступать на оборот.Кулиссы подвешиваются к раме паровоза на особых подвесках и при работе паровоза совершают довольно сложное движение, качаясь взад и вперед на своей подвеске и в то же время отклоняя свои концы под влиянием действия на них эксцентриковых тяг.
Указанные три эксцентриковых кулиссных механизма Стефенсона, Гука и Аллана различаются между собой, главным образом, лишь формой своих кулисс и способом их подвешивания к раме паровоза. Для того, чтобы пояспить особенности каждого из этих механизмов, рассмотрим их несколько подробнее.
Кулисса Стефенсона.
Тело кулиссы Стефенсона имеет не прямое, а криволинейное очертание, при чем ось кулиссы, т. е. кривая линия, проходящая через средину ее прореза и через центр ее кулиссного камня представляет собой часть окружности, описанной радиусом, равным длине эксцентриковой тяги. Кулисса Стефенсона обращена своею выпуклою стороной к цилиндру паровоза и вогнутой стороной к оси ведущего колеса, на котором насажены эксцентрики. В кулиссном механизме Стефенсона при переводе рычага, с целью изменения отсечки пара, опускается или поднимается только кулисса, камень - же остается на одной и той же высоте и вместе с золотниковым стержнем может передвигаться только по направлению оси золотникового стержня. Перемещение кулиссы совершается следующим образом (черт. 35-6). Кулисса подвешивается при помощи подвески Ап к плечу АБ рычага АБВ, укрепленного на переводном валу Б, а концы кулиссы м и н соединяюся с эксцентриками переднего и заднего хода.
Рис. 35-6 Кулиссный механизм Стефенсона
При поворачивании переднего вала Б, при помощи рычага ВБА, соединенного с тягой, идущей к переводному винту в будке машиниста, конец этого рычага А поднимается или опускается и, вместе с ним, при помощи подвески Ап, поднимается или опускается и самая кулисса мн. Подвеска Ап обыкновенно соединяется либо с нижним концом кулиссы, либо с ее серединой.
На рис.35-6 показано такое расположение машины, когда кривошип находится в задней мертвой точке, а кулисса в своем среднем положении. При таком положении машины, как мы знаем, золотник должен открывать заднее окно на величину линейного опережения. Если, не трогая паровоза с места, мы переведем переводный винт в крайнее переднее воложение, то кулисса опустится вниз в положение м1 и н1, показанное пунктиром, при чем кулиса потянет за собой и кулиссный камень к, который передвинется в положение к1, т. е. переместится ближе к оси паровоза. Но, так как кулиссный камень связан золотниковой тягой с золотником, то вместе с камнем передвинется назад и золотник, и открытие заднего паровпускного окна уменьшится, т. о. уменьшится величина линейного опережения впуска. Таким образом, при кулиссе Стефенсона с прямими тягами при опускании кулиссы, т.е. при работе с большим наполнением и меньшим расширением, линейное опрежение впуска уменьшаеться.
Точно также при кулиссе Стефенсона для различных степенейрасширения пара линейное опережение будет различное. В кулиссах с прямыми тягами при уменьшении степени расширения пара (камень ближе к концу кулиссы)—опережение впуска уменьшается, а при увеличении степени расширения (камень ближе к центру кулиссы)—опережени впуска увеличивается. При перекрестных тягах—получается обратное явление. Работа кулиссы, а следовательно, и работа золотника зависят в значительной степени от конструкции и размеров частей кулиссного механизма, именно:
1) от длины кулисы и ее кривизны,
2) от способа подвешивания
3) от длинны экцентриковых тяг
Чем короче кулисса, тем более она наклоняется при своей работе и тем большее получается скольжение камня в кулиссе, влекущее за собой разработку самой кулиссы ( другой стороны, чем длинее кулисса, тем более получается разница в величине опережения впуска при разных отсечках
Обыкновенно длина кулиссы делается равной от 5 до 6 эксцентриситетов. Кулисса Стефенсона, как сказано выше, подвешивается либо за средину, либо за нижний конец ее.
При подвешивании кулиссы за средину, средняя чать ее может двигаться только по окружности радиуса, равною глине подвески. При этом, средина кулиссы, подобно маятнику, качается взад и вперед и немного то поднимается вверх, то опускается вниз, но так как камень кулиссы остается на одном уровне, то при работе паровоза все время происходит небольшое перемещение кулиссы относительно камня. Чем больше длина подвески, тем более плоской выходит кривая, по которой движется средняя часть кулиссы, и, следовательно, тем меньшее будет перемещение камня в кулиссе и тем меньше будет их разработка. Поэтому, подвеску кулиссы и стараются вообще сделать возможно длинее, насколько это позволяет расположение частей паровоза. Оба конца кулиссы, при подвеске ее за средину, описывают одинаковые кривые в виде петель.
рис. 35-7
На рис. 35-7 арабскими цифрами обозначены различные положения эксцентриситета переднего хода и соответствующее им положение верхнего конца кулиссы (с открытыми тягами), а римскими цифрами обозначены положения эксцентриситета заднего хода и соответствующие им положения нижнего конца кулиссы. При подвешивании за средину — кулисса при переднем и заднем ходе работает одинаково.
Если же кулисса подвешена за нижний конец ее, то тогда нижний конец движется по дуге круга радиуса, равного длине подвески, а все выше лежащие точки описывают кривые в виде петель. В этом случае обе половины кулиссы работают различно и в кулиссах с открытыми тягами наилучшее парораспределение получается для заднего хода паровоза.
При кулиссах-же с перекрещивающимися тягами, когда с нижним концом кулиссы соединяется эксцентрик переднего хода, лучшее парораспределение получается при движении паровоза передним ходом.
Подвешивать кулиссы за верхний конец неудобно, так как в этом случае подвеска выходит слишком короткой, точка подвеса кулиссы описывает слишком крутые кривые и получается слишком большое скольжение камня.Точку А укрепления конца подвески Ап выбирают таким образом, чтобы размахи кулиссы в одну и другую сторону из ее среднего положения были одинаковы (симметричны).
Что касается длины эксцентриковых тяг, то чем больше будет длина эксцентриковых тяг, по сравнению с эксцентриситетом эксцентрика, тем равномернее получается движение золотника по обе стороны от его среднего положения. По этому длину эксцентриковых тяг делают по большей части равной от 17 до 25 эксцентриситетов, а иногда в существующих механизмах эта длина делается от 15 до 35 эксцентриситетов.
В американских паровозах сер. X завода Балдвина, снабженных кулиссой Стефенсона, части кулиссы имеют, например, следующие размеры: величина эксцентриситета - 63,5 мм. угол опережения - 23.5°, длина эксцентриковых тяг: передней хода - 1962мм, заднего хода - 1967 мм. (т. е. приблизительно 31 эксцентриситету). Кулисса с открытыми тягами подвешен за средину. Длина подвсски - 489 мм. Длина кулиссы между точками присоединения эксцентриковых тяг равна 275 мм.для работы паровоза передним ходом.
Кулисса Аллана.
В кулиссном механизме Аллана тело кулиссы имеет прямолинейное очертание. Кулисса подвсшивается своей средней частью при помощи подвески АЕ к рычагу АБВГ, укрепленному на переводном валу Б (рис. 35-8).
рис.35-8 Кулмссный механизм Аллана
Конец В рычага АБВГ соединен тягой с переводным рычагом; кулисса-же подвешена к концу А рычага АБВГ. Другой конец этого рычага Г, посредством подвески ГД соединен с золотниковой тягой. При вращении переводного винта перемещаются как кулисса, так и кулиссный камень и, когда, наприме, под действием подвески АЕ - кулисса поднимается вверх, то в это время золотниковая тяга, а с нею и кулиссный камень, пол влиянием подвески ГД опускаются вниз.
В кулиссе Аллана так же, как и в кулиссе Стефенсона при различных степенях расширения пара получаются различные предварения впуска. Однако, разница в величине предварения при разных отсечках в кулиссе Аллана меньше чем в кулиссе Стефенсона, так как самая кулисса Аллана имеет меньшее перемещение вверх и вниз, чем кулисса Стефенсона.
Кулисса Гука.
Тело кулиссы Гука (рис. 35-9) также как и кулисса Стефенсона, имеет криволинейное очертание, но кулисса Гука своей выпуклой стороной обращена в сто-рону ведущей оси а вогнутой стороной к золотниковой коробке, т. е. обратно кулиссе Стефенсона. Кулисса Гука при помощи подвески ДЕ подвешивается своей серединой к неподвижной точке рамы Д и может лишь качаться на подвеске ДЕ, но не может ни подниматься, ни опускаться. При вращении же переводного вала А поднимается или опускается кулиссный камень К, находящийся на конце золотниковой тяги КП, соединенной при помощи подвески БВ с концом рычага Б укрепленного на переводном валу А.
рис.35-9 Кулиссный механизм Гука
На конце рычага насаживается противовес, уравновешивающий вес камня и золотниковой тяги
осевая линия кулиссы Гука, т. е. кривая, проходящая через ось кулиссного камня, описывается радиусом ПК, равным длине золотниковой тяги и поэтому, при поднимании нли опускании кулиссного камня, т. е. при изменении расширения, конец П золотниковой тяги (центр окружности кулиссы), а следовательно, и золотник остается неподвижным, иначе говоря, в кулисном механизме Гука линейное опережение впуска, при различных степенях расширения. не изменяется и остается постоянным.
Все эксцентриковые кулиссные механизмы поглощают значительную часть работы машины на преодоление трения, особенно значительного у шайб эксцентриков. Разработка эксцентриковых шайб, частые случаи их ремонта, а равно затруднительность осмотра и смазки этих механизмов, вследствие размещения их внутри рамы, заставили перейти от эксцентриковых механизмов Стефенсона. Гука и Аллана к рычажным кулиссным меха низмам Джоя и Вальшерта (Гейзингера), не имеющим эксцентриков и располагаемым снаружи рамы