В.Л. Кирпичёв - Беседы о механике (1950) (1124000), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Остается достигнуть того, чтобы ось вращения была главной осью. Для этого нужно иметь какой-нибудь признак, указывающий на такое несовпадение; он заключается в ударах на опоры; эти улары прекращаются, если ось вращения сделается главной осью.
Вот как выполняется это уравновешивание для вагонных скатов (фнг. 91). Вагонный скат (т. е. ось с заклиненными Фнг. 91. на ней двумя колесами) располагается на двух подшипниках А, В, которые поставлены на рессоры С н П; затем особым двигателем, присоединенным к шейке вала, ось приводится во вращение с тою же скоростью, с которой она будет вертеться в курьерском поезде (т. е. 465 об(мин для скорости 96,6 мл/час). Неуравновешенная ось будет производить на подшипники удары, которые проявятся качанием рессор.
Нужно спиливать часть материала в некоторых местах или прибавлять небольшие грузы в других, пока не достигнем гюлного прекращения качаний. Хорошее уравновешивание вагонных скатов очень помогает плавности хода вагона и уничтожению в нем качаний н дрожаний, неприятно действующих на нервы. В машинах неуравновешенные части производят при каждом обороте удары, вызывают стуки н особый звук машин; высота его определяется числом ударов в секунду.
Эта высота 131 силы ииегппп В жягновлх тем больше, чем болыпе число оборотов в минуту. Поэтому машины разного рода производят особые характерные для них звуки; здесь можно указать на пение турбин Лаваля, которые делают от 15000 до 30000 об('мин. Бысота звука, издаваемого вращающимися частями машин и физических приборов, может быть применена для определения их скорости вращения. Это было в первый раз сделано Фуко, прп его опытах для определения скорости света.
Существенную часть прибора составляло быстро вращающееся зеркало; Фуко с намерением уравновесил ось его н е в п о л н е, чтобы иметь язвук оси» (своп с(е 1'ахе»), по которому и определял скорость вращения. 53. Уравновешивание сил инерцчи в жерновах (фиг. 92). Обыкновенно нижний камень (лежняк) неподвижен, а верхний (бегун) вращается на вер- тикальной оси, на которую он опирается шаровой поверхностью, так что может начаться на опоре, чтобы в случае нужды мог без порчи пройти над препятствием, попавшим в за- ;У зор между жерновами.
При нормальном ходе этот за- Фиг. 92, зор должен быть одинаков по всей окружности; иначе жернов будет молоть неровно,'и даже может случиться, что верхний камень будет царапать нижний и стираемая каменная пыль примешастся к муке. Для сохранения постоянства этого зазора бегун должен быть уравновешен на своей оси, т. е, должны быть соблюдены два условия, приведенные в 9 49. После первоначального изготовления бегуна его пускают в ход и, наблюдая неправильности движения, постепенно исправляют их, или высверливая дыры в разных местах камня, или нагружая некоторые места свинцом, залитыя в углубления камня.
Это делают до тех пор, пока не получиася совершенно правильный ход. Предлагали для уравновешивания помещать в особых углублениях грузики а на винтах (); поворачивая эти винты, можно перемещать немного грузы с той или другой стороны и этим достигать точного уравновешивания, 132 УРАВНОВЕШИВАНИЯ СИЛ ННЯРЦНИ Вопрос об уравновешивании жерновов имел особое значение в прежнее врсмя, когда на крупных мельницах применялось много жерновов с огромными, тяжслыни камнями. Но теперь на усовершенствованных мельнпцахжернова почти совсем вытеснены'из употреблсния и заменены валковыми поставами.
А 54. Уравновешивание снл инерции кривошипного механизма. Паровозы. В механизме паровоза (фнг. 93) разгиваются силы инерцив поршня со штоком А, крестовины ползуном В, шатуо В' на С и крввошипа Е). Действие этих снл было 4 замечено, как только начали увеличивать скорость движения поездов и размеры пароФнг. 93. Возов; тогда полу- чилнсь значительные силы инерции, которые портили рельсы и весь путь, сообщали паровозу качку и разные неправильности движения, иногда даже вызывали сход с рсльсов. Пришлось позаботиться об уравновешивании сил инерции, и с этой целью начали ставить противовесы Е нз колесах паровоза.
Уже Стефенсон употреблял это средство, и скоро примеиснне противовесов сделалось общераспространенным. Польза противовесов наглядно демоисгрируется опытом, который был в первый раз произведен в 1БФ7 г. Подвесив паровоз (без противовесов) на четырех цепях, затопили его котел и пустили пар в цилиндры. Получились сильные качания паровоза, которые лсгко можно было записать на особом чертящем приооре.
Затем поставили противовесы и этим достигли значительного уменьшения колебаний. Противовес при движении паровоза дает центробсжну1о силу, посредством которой стараются уравновесить прочие силы инерции, Нетрудно видеть, что этим путем нельзя достигнуть полного и точного уравновешивания всех сил инерции кривошипного механизма. Из них наибольшие величины имеют силы инерции поршня А и крестовины В; но эти силы горизонтальны, их нельзя уравновесить вполне центробежной силой противовеса, которая идет по радиусу колеса и имеет силы инеРции НРивошипного механизма 133 как горизонтальную, так н вертикальную слагающие.
Это было хорошо видно при опытах Ноллау с подвешенным паровозом. Сначала в нем были поставлены иебольшис противовесы, которые почти уничтожили вертикальные колебания паровоза, но горизонтальные колебания еще были значнтсльны. Затем, постепенно увеличивая противовесы, уничтожили горизонтальные колебания, но прн этом вновь появились вертикальные колебании, даже бблыиис тех, которые имелись прп отсутствии про- В тивовесов. Поэтому на практике ограничиваются неполным уравновеши- р ванием сил инерции. Иногда довольствовались только уравновешиванием вертикальных сил инерции; оказалось, что этого недостаточно, так как тогда остается значительная неуравнове- Фнг.
94. щенная часть горизонтальных сил инерции и движение паровоза очень неспокойно. Пробовали ставить такие тяжелые противовссы, что в положении А (фиг. 94) центробежная сила вполне уравновешивает горизонтальные силы инерции. Так было сделано при введении в половине прошлого столетия паровозов Кремптона, прсдназначенных для курьерских поездов. Но тогда в положснпях В и С, когда центробежная сила противовеса становится вертикальной, она оказывалась почти вовсе не уравновешенной; в положении С она сильно портит рельсы, а в положении В вызывает опасное подпрыгивание. И действительно, при первых же пробах паровозов Кремптона с такими прогивовесами получился сход с рельсов; пришлось уменьшить противовесы, и теперь им всегда придают вес меньший, чем тот, который требуется для полного уравновешивании горизонтальных сил инерции.
Итак, вращающиеся противовесы не годятся для точного уравновешивания спл инерции поршня н крестовины. Эти силы горизонтальные, и для уравновешивания их нужны тоже горизонтальные силы. Другой прием уравновешивания состоит в следующем. С ка кдой стороны паровоза помещены один над лругим два паровых цилиндра А, В (фнг. 95), действуюРдие на кривошипы, которые повернуты на 180 один относительно другого. Г!оэтому дви»сенна поршней цилиндров А и В прямо противоположны, и их горизонтальные силы инер- гглвноввшивлнив сил инягции !34 ции почти в точности взаимно уравновешиваются, не требуя противовесов. Для выполнения этой идеи нужно применять конструкцию кривошипа с обратным кривошппом (фиг.
96); один поршень действует на шейку кривошнпа а, другой — на обра!ный кривошип Ь, Очень трудно достигнуть прочности такой конструкции; в особенной сти скоро расстраивается соединение коленной части аЬ с коФиг. 95. лесом паровоза. Поэтонедолго удержалась в практике. Вместо нее предлагают для той же цели применять конструкци!о, показанну!о на фпг.
97; поршни А и В действуют на два различных колеса паровоза а и Ь; соединительный шатун С связывает движение ! этих колес так, что направления движений поршней А и В прямо противоположны. Фиг. 96. Теперь нередки случаи применения в паровозах четырех паровых цилиндров, расположенных рядом (два наружных цвлнндра и два внутРенних) и действующих посредством кривошипов му такая конструкция ! ! Фиг. 97. и колен на одну ось.
Это — тот же способ расположения и уравновешивания, как общепринятый для пароходных машин. силы инзнцин в зхводских пановых машинах 135 55. Уравновешивание сил инерции в пароходных машинах. С увеличением скорости движения пароходных машин резко выступило явление, на которое прежде не обращали внимания: неуравновешенные силы инерции, производя удары на корпус судна, сообщают этому корпусу колебания; даже крупное металлическое судно дрожит, как камертон, образуя два или более узла.
Этн колебанна иногда становятся невыносимыми, и теперь уравнове- 1 2 3 4 шнванне сил инерции в крупных пароходных машинах совершенно необходимо. е ю 1 -а' Пароходные машины имеют а обыкновенно четыре рядов стоящие цилиндра (фпг, 95), дейа' о" ствующие на один и тот же вал. Оказывается, что при четы- Фиг, 98. рех цилиндрах можно достигнуть почти полного уравновешивания указанных снл без противовесов, т.
е. эти силы инерции уравновешиваются взаимно. Для этого нужно только известным образом подобрать следующие величины: а) углы а, а', я" между кривошипами, на которые действуют поршни четырех цилиндров, б) расстояния а, а' а" между осями цилиндров '). 56. Силы инерцчи в заводекях паровых машинах. Заводские машины прикрепляются болтами к фундаментам, на которые и передаются все удары. Так как фундаменты всегда очень массивные, то сотрясений не замечается, если даже силы инерции вовсе не уравновешены, но тем пе менее удары есть, и они расстраивают конструкцию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
