Стефенсон клапан передач
Передача клапана Стивенсона , ссылка Стивенсона или переключающая ссылка [ 1 ] это простой дизайн клапана , который широко использовался во всем мире для различных видов паровых двигателей . Это названо в честь Роберта Стивенсона [ 2 ] но был изобретен его сотрудниками.
Исторический фон
[ редактировать ]В течение 1830-х годов самый популярный Valve Drive для паровых локомотивов был известен как Gab Motion в Соединенном Королевстве и V-Hook Motion в Соединенных Штатах . [ 3 ] Движение GAB включало два набора эксцентриков и стержней для каждого цилиндра; Один эксцентрик должен был отдать вперед, а другое обратное движение к двигателю, и один или другой мог бы соответствующим образом вовлечь штифт, управляющий распределительным клапан Вождение по стержне клапана в любом месте его положения. Это был неуклюжий механизм, трудный для эксплуатации и дал только фиксированные события клапана.
В 1841 году два сотрудника Роберта Стивенсона и компании , чертежник Уильям Хоу и производитель шаблонов Уильяма Уильямса, предложили простой целесообразные замены габса вертикальным слоем, повернувшимся на обоих концах на кончики эксцентричных стержней. Чтобы изменить направление, концы звенья и стержня были выращены или понижены с помощью уравновешенной колокольчики, работающей с помощью стержня , который соединял его с обратным рычагом. Это не только упрощено, но и было понятно, что передача может быть поднята или снижена с небольшими приращениями, и, таким образом, комбинированное движение от «вперед» и «задней» эксцентрики в различных пропорциях придало бы более короткое перемещение в клапан, отрезая поступление Пыти ранее на ходу и используя пари меньшего количества в цилиндре, используя свою собственную энергию, а не продолжая рисовать из котла. Это стало практикой для запуска градиентов двигателя или подъема при длительном отсечении, как правило, примерно на 70-80% максимума силового удара и сократить отсечение, поскольку импульс был получен, чтобы получить выгоду от экономики обширной работы и влияния увеличения свинца и и Более высокое сжатие в конце каждого хода. Этот процесс был широко известен как «Связывание» или «нарезание» , последнее, потому что обратный рычаг можно удерживать в точных положениях с помощью улова на рычаге, занимаясь в квадранте; Термин застрял даже после введения винтового реверса. Еще одним внутренним преимуществом передачи Стивенсона, не обнаруженной в большинстве других типов, было переменное лидерство. В зависимости от того, как была выложена передача, было возможно значительно снизить сжатие и обратное давление в конце каждого хода поршня при работе с низкой скоростью на полной передаче; Еще раз, когда импульс был получен и сокращен, поэтому свинец автоматически продвинулся, а сжатие увеличивалось, смягчая поршень в конце каждого хода и нагревал оставшийся захваченный пара, чтобы избежать падения температуры в свежем заряде входящего входного пар.
Американские локомотивы, повсеместно используемые внутри клапана Стивенсона, размещены между кадрами до 1900 года, когда он быстро уступил место внешнему движению Walschaerts . В Европе Стивенсон Геров может быть размещен либо за пределами колесных колес, так и управляемым либо эксцентриками , либо верными руководителями, либо между кадрами, проезжающими от оси через эксцентрики, как в основном имело место в Великобритании.
Приложения
[ редактировать ]Абнер двойник [ 4 ] Считается передача клапана Стивенсона: «(...) Наиболее универсально подходящая шестерня клапана из всех, поскольку она может быть разработана для длинной структуры двигателя или короткой. Это может быть очень простая передача клапана и при этом быть очень точной,, Но его большое преимущество заключается в том, что его точность является автономной, поскольку точная связь между ее точками поддержки (эксцентрика на валу, клапана Crosshead и Hind Hanger) оказывают мало влияния на движение клапана. В котором все цилиндры лежат в одном плоскости, представляет, в убеждении писателя, лучший выбор ». Еще одним преимуществом передачи Стивенсона, внутренней по отношению к системе, является переменная лидерство: обычно нулевой в полной передаче и увеличение по мере сокращения отсечения. Одним из последующих недостатков передачи Стивенсона является то, что он имеет тенденцию к чрезмерной сжатии в конце хода, когда используются очень короткие отсечки, и, следовательно, минимальное отсечение не может быть так же низко, как на локомотиве с передачей Walschaerts Полем Более длинные эксцентричные стержни и более короткая связь уменьшают этот эффект.
Gear Calve Stephenson-это удобное расположение для любого двигателя, который необходимо реверсировать и широко применяется к железнодорожным локомотивам, двигателям , двигателям для паровых автомобилей и на стационарных двигателях, которые необходимы для обратного изменения, таких как двигатели для прокатки. Он использовался на подавляющем большинстве морских двигателей. Великая западная железная дорога использовала снаряжение Stephenson на большинстве своих локомотивов, хотя более поздние четырехцилиндровые двигатели использовались в Gear Walschaerts.
Детали снаряжения различаются в основном при расположении ссылки на расширение. В ранней локомотивной практике эксцентричные концы стержня были поворачивались на концах связи, в то время как в морских двигателях эксцентричные шарниры были установлены за слотом Link (или внизу на вертикальном двигателе). Они стали известны соответственно как «локомотивная ссылка» и «Ссылка запуска». Ссылка запуска заменила тип локомотива, так как он позволяет в полной передаче более прямого линейного привода к поршне и позволяет более длинный проход клапана в данном пространстве, уменьшая размер эксцентрика, необходимый для данного путешествия. Связаны типа запуска были довольно универсальными для американских локомотивов с 1850-х годов, но в Европе, хотя и происходили уже в 1846 году, они не стали широко распространенными примерно до 1900 года. Большие морские двигатели обычно использовали более объемные и более дорогие морские двойные. Link, которая имеет большие ношения поверхностей и которые улучшают события клапанов, минимизируя геометрические компромиссы, присущие ссылке запуска.
В Соединенном Королевстве локомотивы, имеющие снаряжение Стивенсона клапана, обычно устанавливали это между локомотивными рамами. В 1947 году Лондонская, Мидленд и Шотландская железная дорога построила серию своих локомотивов класса 5 4-6-0 , большинство из которых имели клапан Walschaerts, которая была нормальной для этого класса, но один из них, нет. 4767 , снаряжение клапана Stephenson монтировано возле колес и рам. Вместо эксцентрики, для управления эксцентричными стержнями использовались двойные возвратные рукоятки, а использовалась звена расширения запуска. Это стоило 13 278 фунтов стерлингов, что было примерно на 600 фунтов стерлингов больше, чем те, которые построены одновременно с помощью клапана Walschaerts. Цель эксперимента состояла в том, чтобы выяснить, повлияет ли передача клапана с переменным лидером (в отличие от постоянного свинца движения Walschaerts). На суде это доказало, что не имеет никакого преимущества, хотя в обычном обслуживании он получил репутацию хорошего исполнителя в банках. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
Производные
[ редактировать ]В качестве гармоничного шестерня клапана, расположение Стивенсона может рассматриваться как оптимальное. Тем не менее, тот факт, что ссылка должна была быть смещена телесным, чтобы обратить вспять, означал, что она требовала значительного вертикального разрешения. Во время его введения в локомотивном мире он считался важным, чтобы сохранить центр тяжести, и, следовательно, центральная линия котла как можно более низкой. Поскольку клапанные шестерни в Британии, как правило, были размещены между рамами под котлом, чрезвычайно тесные условия делали шестерни для клапана недоступными для обслуживания. Также изменение может быть напряженным занятием, так как оно влечет за собой поднятие веса связи плюс эксцентричные концы стержня. Чтобы решить эти проблемы, были разработаны два основных варианта:
Gooch Valve Gear
[ редактировать ]
В Gooch Valve Gear (изобретено Даниэлем Гуч в 1843 году) функции обращения и отсечения были достигнуты путем повышения или снижения радиуса, который соединял клапан-род с «стационарной» связью, поворачиваясь вокруг фиксированной точки. Собранные преимущества были снижены для оборудования и более легкого действия, так как обратный рычаг был только для поднятия веса стержня радиуса. Это означало, что связь была выпуклой (по отношению к эксцентрикам) вместо вогнутых. Gooch Valve Gear имела недостаток угловатости между шпинделем клапана и эксцентричным стержнем в полной передаче, тогда как лучшие формы передачи Стефенсона, тяга была по прямой линии. Гуч -снаряжение дало постоянное лидерство при любом отсеке. Наблюдалось, что это является недостатком, когда аналогичные локомотивы, оснащенные Gooch или Stephenson Gear, сравнивались в обслуживании [ 10 ] Gooch Gear никогда не была популярна в Британии, за исключением того, что с одним или двумя инженерами до 1860 -х годов, но это было довольно распространено во Франции.
Аллан прямой канал клапан передач
[ редактировать ]Allan Straight Link Gear (изобретенная Александром Аллан в 1855 году) объединила особенности передач Стивенсона и Гуч. Функции обращения и отсечения были достигнуты путем одновременного повышения радиуса и снижения ссылки или наоборот. Как и в случае с Gooch Gear, это сохранило пространство, но снаряжение Allan дало производительность ближе к Стивенсону. Более того, прямая линия расширения упростила производство. Еще раз, снаряжение Аллана не часто использовалось в Великобритании, но довольно распространено на континенте. Примечательными примерами Великобритании являются классы Великой Западной железной дороги в 1361 и 1366 годах , а также класс с узкой качанием Ffestiniog Railway 0-4-0TT ( которые были произведены Джорджем Англией и Ко ). Talyllyn Railway Второй локомотив Dolgoch (который был произведен Fletcher, Jennings & Co. ) предоставлена патентной композицией Fletcher Allan Straight Link Gear.
Смотрите также
[ редактировать ]- Walschaerts Valve Gear, изобретенная инженером по механике бельгийского железной дороги Egide Walschaerts в 1844 году, став наиболее широко используемым клапаном в Европе и Северной Америке.
- Baker Valve Gear, изобретенная американскими инженерами в 1903 году и широко используемой в Северной Америке.
- Caprotti Valve Gear, изобретенная в начале 1920 -х годов итальянским архитектором и инженером Arturo Caprotti на основе автомобильных клапанов. Он использует распределительные валы и клапаны спетки. Считается более эффективным, чем любой другой метод.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Snell, JB (1971). Машиностроение: железные дороги, Longman & Co, Лондон
- ^ «Основная информация» на Стивенсоне (Файл Факта 2 из 8) » . Архивировано с оригинала 2015-11-15 . Получено 2015-11-05 .
- ^ Уайт, Джон Х. младший (1968): История американского локомотива, его развитие: 1830-1880; Добробоина 1979 года, ISBN 0-486-23818-0 , Оригинал, опубликованная Johns Hopkins Press.
- ^ Уолтон Дж.Н. (1965–74) Добл -паровые автомобили, автобусы, грузовики и железнодорожные вагоны. «Световой паров» Остров человека, Великобритания; п. 196
- ^ Роуледж, Джон Уэстбери Петр; Рид, Брайан (1984) [1977]. Станье 4-6-0s LMS . Ньютон Эббот: Дэвид и Чарльз . С. 62–63. ISBN 0-7153-7385-4 .
- ^ Nock, OS (1989). Отличные локомотивы LMS . Веллингборо: Патрик Стивенс Лтд. С. 256–7. ISBN 1-85260-020-9 .
- ^ Охота, Дэвид; Джеймс, Фред; Эссери, RJ ; Дженнисон, Джон; Кларк, Дэвид (2004). LMS LOCOMOTIVE Профили, нет. 6 - Класс смешанного трафика 5S - № 5225–5499 и 4658–4999 . Дидкот: Дикий Лебедь. с. 39–43, 85. ISBN 1-874103-93-3 .
- ^ Дженнисон, Джон; Кларк, Дэвид; Охота, Дэвид; Джеймс, Фред; Эссери, Р.Дж. (2004). Изображенная добавка к LMS Locomotive Profile №. 6 - Класс смешанного трафика 5S - Часть 2, №. 5225–5499 и 4658–4999 . Дидкот: Дикий Лебедь. стр. 28–29, 31. ISBN 1-874103-98-4 .
- ^ Дженнисон, Джон (2015). Подробная история Стэнье класса пять 4-6-0. Том 2-45472–45499, 44658–44999 . Локомотивы LMS. Maidenhead: Rcts . С. 13, 92–94. ISBN 978-0-901115-99-7 .
- ^ Холкрофт, Гарольд (1957). План Великой Западной Локомотив Практики, 1837-1947 гг.; Locomotive Publishing Co Ltd, Лондон, Великобритания, с.20.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Диаграмма стандартной передачи клапана Стивенсона.
- Устранение неполадок Стефенсона клапана, с диаграммами.