книги из ГПНТБ / Соловьев Б.И. Теплотехнические испытания и эксплуатация судовых дизелей

Рис.

45. И

н д и к а т о р

«Майгак»

типа « 5 0 » :

а —

общий

вид;

б

— вид

в

разрезе;

1 —

упорны!! винт барабана; 14 и 2 — ганки:

3—

гайка-барашек; 4 —

угловой

кронштейн:

5 —

роликодержатель;

6

— шнуровой

ролик;

7 —

жины;

9

—

ось барабана;

10

—

пружина

ба­

рабана:

/ /

—

головка

пружины;" 12 —

б у м а ­

годержатель;

13 — к о ж у х барабана:

15 — сто­

порный

колпачок:

16

—

шарнир;

17

—

пру­

жина;

13 —

установочный

вннт;

19 — стойка

упорная;

20

—

шток;

21

—

упор

пружннодер -

жателя;

22

—

передающий

механизм

с

пи­

шущим

рычагом;

23

—

з а ж и м н о й

винт;

24 —

крышка

с п р у ж и н о д е р ж а т е л е м ;

25

—

шарико­

подшипник; 26 и 31 — накидные

гайки;

27 —

упорная

г и л ь з а \

для

поршня;

2S —

корпус;

29 —

втулка;

30

—

поршень;

32

—

патрубок

пусе с

помощью г а й к и - б а р а ш к а 3 укрепляется ось б а р а б а н а 9 и

угловой

кронштейн 4 с р о л и к о д е р ж а т е л е м 5. Индикатор крепится

рубка

32. Ш а р и к о в ы й

подшипник

25 обеспечивает

минимальный

износ,

поворот

крышки

на 360° и запись

д и а г р а м м на обе стороны

б а р а б а н а .

17 надевается на шток поршня таким образом, что­

П р у ж и н а

бы

упорный

шарик верхнего витка заходил в

прорезь конца

што­

ка,

после чего

головка пружины

навинчивается

до

конца

резьбы

на

специальный

упор

21

пру-

ж и н о д е р ж а т е л я ,

выполненный

как

одно

целое

с

крышкой

цилиндра,

внутри

которого

проходит

шток

поршенька.

П р у ж и н а в

прорези

штока

за­

стопоривается

колпачком

15.

П р у ж и н ы применяются

двух­

ходовые, р а б о т а ю щ и е

на

рас­

тяжение . В корпус индикато­

ра

ввинчивается

цилиндровая

втулка

29, в которой

движет ­

ся поршень.

р п с

4Q_ Индикатор

с

независимым

прнг

Н а барабан е дл я удержа -

водом от часового

механизма

ния индикаторной бумаги кре­

пится

б у м а г о д е р ж а т е л ь 12 в виде

двух

плоских

п р у ж и н я щ и х

пла­

нок

(лапок)

разной

длины

для удобства з а к л а д ы в а н и я

листа

бу­

маги. Б а р а б а н

в р а щ а е т с я ' в о к р у г

неподвижной

оси 9 под действи­

ем шнура, закрепленного и намотанного на нижней

его части и со­

единенного с поводком

индикаторного привода с помощью крюч­

ка.

С п и р а л ь н а я

пружина

10 внутри б а р а б а н а

при

этом

закручи­

вается

для

обратного

его

поворота.

Угол

поворота

б а р а б а н а

вместе с ним к а р а н д а ш пишущего

механизма . В результате дви­

жения

к а р а н д а ш а и вращения

б а р а б а н а , осуществляемого

вокруг

своей

оси, к а р а н д а ш о м

пишущего

механизма

вычерчивается

инди­

каторная д и а г р а м м а .

Н а ж и м пишущего

рычага

регулируется

установочным

вин­

том 18, который упирается в упорную стойку

19 и закрепляется

контргайкой таким образом, чтобы

пишущий

механизм мог легко,

без

трения, производить

запись на

бумаге. Недопустим

такой

на­

ж и м на пишущий рычаг, при котором он сгибается. От этого

рвет­

ся

бумага, быстро срабатывается

пишущий к а р а н д а ш

и

умень­

шается точность

индикаторной д и а г р а м м ы .

Точность индикаторной

д и а г р а м м ы

во

многом зависит

от

ча­

стоты вращения

двигателя,

максимального

давления сгорания,

ве­

са

д в и ж у щ и х с я

частей

и

жесткости

пружины индикатора .

Эти

грамм

с

двигателей

разной

быстроходности. Н а п р и м е р , конструк­

ция индикатора типа

«30»

подобна конструкции индикатора типа

«50»,

но

отличается

от нее

меньшими д в и ж у щ и м и с я м а с с а м и - п и ­

собственных колебаний, что делает его пригодным

д л я

нндицшро-

вания двигателей, работающих д о 500

об/мин.

Р а з м е р ы индикаторных

д и а г р а м м ,

получаемых

при

помощи

этих индикаторов,

приведены

в табл .

19.

Т а б л и ц а

19

Размеры

индикаторных

диаграмм

Индикаторы

Размеры индикаторов

типа

,50" типа .50"

типа . S0

с т е р ж н е ­

-

вой

Диаметр барабана

индикатора,

мм

60

40

30

30

Наибольшая

длина

диаграммы,

мм

J 20

90

70

60

Наибольшая

высота

диаграммы,

мм

50

50

30

25

Стержневой индикатор

(рис. 47)

по

устройству

аналогичен

ин­

средством-

конуса

и

гайки.

Д р у г о й

его

шарикообразный

конец

шарнирно

соединен

с поршеньком

индикатора . Б а р а б а н располо­

ж е н в средней части

корпуса

на неподвижной

оси.

И н д и к а т о р снабжен набором стержневых

пружин

разной ж е ­

сткости и несколькими поршеньками с соответствующими

втулка­

ми. П и ш у щ и й

механизм

индикатора

увеличивает

перемещение

поршенька в 8 раз .

Р а з м е р ы индикаторной

д и а г р а м м ы ,

снятой

стержневым индикатором, приведены в табл . 19:

Цилиндр, поршень и шток притерты в индикаторе, поэтому не­

целесообразно менять их на другие. Ввиду этого эти детали

имеют

одинаковую маркировку . Смена их

и з а к а з новых д о л ж н ы

произ­

водиться всегда

в

комплекте.

т е н е к диаметром

d — 20,27 мм. Его т а к ж е

н а з ы в а ю т

паровым, так

как он применяется при индуцировании паровых машин .

Кроме

нормального поршенька 1/1, индикаторы имеют

сменные

поршень­

ки

других диаметров, площади

которых

составляют

1/2

(d=

=

14,33

мм),

1/5

(d=9,0 6

мм),

2/1

(d=28,6 7

мм),

1/20

(d=

=4,5 3

мм),

1/50

(d=2,866

мм)

от

площади

нормального

пор­

шенька.

П р и

установке

поршенька

Т а б л и ц а 20

с

меньшим

д и а м е т р о м

мас ­

штаб

пружины уменьшается,

Выбор

индикаторных поршеньков

а предельное измеряемое дав ­

ление увеличивается во столь­

О т н о ш е ­

Максимальное д а в ­

ко

раз,

во

сколько

п л о щ а д ь

Д и а м е т р

ление .

кгс1см'х

нового

поршенька

меньше

ние п л о ­

-

щ а д е й

поршень ­

п л о щ а д и

нормального (табл.

п о р ш е н ь ­

ка, мм

Индика ­

Индика ­

ков

20).

т о р типа

т о р типа

„50"

.30'

Индицирование

двигателей

т

20,27

30

БО

обычно

осуществляется

пор­

цъ

.1*4,33

60

100

шеньком

диаметром

9,06

мм,

9,06

160

260

поэтому

его

часто

н а з ы в а ю т

1/2Q

4,53

600

ilOOO

дизельным .

Н о р м а л ь н ы й

пор­

•1/50

2,866

1600

2600

шенек

со слабыми п р у ж и н а м и

2/1

28,67

—

25

применяется д л я снятия д и а г р а м м

малых

давлений, не

превы­

ш а ю щ и х

5 кгс/см2,

при исследовании

процессов в с а с ы в а н и я

и вы­

пуска

в

четырехтактных двигателях

и процессов

продувки

и вы­

пуска

двухтактных

двигателей . К р о м е . того,

он

применяется дл я

ния компрессора. П о этой

причине в комплекте судового индика­

тора, как правило, имеются

только две цилиндро - поршневые пары

с д и а м е т р а м и

9,06 и 20,27 мм.

Выбор индикаторных

пружин,

производится в зависимости от

максимального

давления

газов в

цилиндре двигателя . Д л я инди­

каторов типа

«50» и «30»

применяются двухходовые цилиндриче­

один и тот .же индикатор м о ж н о использовать

для любых

давле­

ний, встречающихся в практике. На опорной

и боковой

частях

головки пружины указывается ее номер, показывающий

м а с ш т а б '

пружины для нормального поршенька.

Определение

м а с ш т а б а

пружин дл я других поршеньков, а т а к ж е

максимального

давления,

ней стороне крышки

индикатора

(табл. 21, 22).

П р и индицировании высокооборотных

двигателей дл я умень­

шения влияния инерции д в и ж у щ и х с я

масс индикатора,

которая

может

сказаться в появлении

волн на линии

горения и расширения,

рекомендуется применять более

жесткие пружины . Д л я д и а г р а м м ,

Т а 6 л и ц а 21

Таблица пружин

индикатора типа «50»

О т н о ­

Д и а м е т р

ш е н и е

поршня,

Характеристика п ружнны

п о р ш ­

ней

мм

,1/1

20,27

30 25

Ш 12 10 7

6

Б

4

3,5

3

2,5

2

1,5

0,5 il

3

3 4 6

8

ю .

12

14

16

20

25

30

1/2

14,33

Пружины

для из­

3

2,5

2

1,76

1,5

1,25

1

0,76

мерения

вакуума

16

20

24

28

32.

40

50

60

1/5

9,06

1.2

•1

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

40

50

60

70

80

100

125

. 150

0,3

0,25

0,2

0,175

0,15

0,125

0,1

ч

1/20

4,53

0,075

1-60

200

240

280

320

400

500

600

1/50

2,866

0,12

0,1

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

400

500

700

800

1000

1350

1500

• П р и м е ч а н и е . В

графе «Характеристика

дружины»: числитель дроби —

масштаб пружины, мм/Л кгс-см-i;

знаменатель — максимально

допустимое

дав­

ление,

кгс/см^.

Таблица пружин

индикатора типа

«30»

Отношение

Д и а м е т р

поршня,

Характеристика

пружины

поршней

мм

t/1

кгс-см-2;

знаме-

П р и м е ч а н и е . В графе «Характеристика пружины» числитель дроби—масштаб пружины, мщ

иатель — максимально допустимое давление, кгс/см2.

с н и м а е м ых индикатором типа «30»,

со слабой пружиной

рекомен­

дуется

применять поршенек

с отношением 2/1. Иногда, при снятии

д и а г р а м м со слабой пружиной необходимо

поднять

атмосферную

линию

на индикаторной д и а г р а м м е .

Это можно сделать установ­

кой под опорную часть пружины прокладочной шайбы .

У индикатора со стержневой пружиной,

как и

у

индикаторов

типа «50» и «30», за нормальный

принят

поршенек

диаметром

rf=i20,27

мм (1/1). Т а к ж е

имеется

один сменный

поршенек,

пло­

щ а д ь которого

составляет 2/1 (rf = 28,67 мм)

от площади

нормаль ­

ного. М а с ш т а б

стержневых

пружин

указывается

в

паспорте

ин­

дикатора и на самой пружине .

К а к

пользоваться таблицами для

выбора

нужной

пружины

для

следующего

примера.

Требуется снять нормальные индикаторные диаграммы с двигателя «Бур-

мейстер

и Вайн» 874VT2BF160, где максимальное

давление сгорания

65

кгс/см^.

Для съемки диаграмм с дизелей применяется дизельный поршенек

диаметром

9,06

ши

Отношение •площади этого

поршенька

к

нормальному

равно

1/5. В

табл.

21

этот

поршенек располагается

в третьем

горизонтальном

ряду

оверху.

В знаменателях дробей этого ряда, обозначающих

максимальное

допустимое

давление

пружин, находим значение, равное или

чуть

большее

максимального

давления

сгорания индицируемого двигателя. При выборе пружины со значе­

нием давления меньше, чем в двигателе, высота

диаграммы может

оказаться

больше,

чем высота индикаторной бумаги. Найденное

значение

давления пру­

Д л я

чего частота собственных

колебаний

подвижной

системы

индикатора

v

должна

превышать

частоту

в р а щ е н и я

индицируе­

мого двигателя

не менее чем в 30

раз . Д л я

индикаторов

типа «50»

и «30» она

определяется

по следующим ф о р м у л а м :

для

нормального

поршенька

1/1

300

кол.сек;

'—т=

Y

"I

• д л я

поршенька

1/2

210

кол

,

сек;

• ..

V m

'

для

дизельного

поршенька

1/5

134

кол

,

сек;

— т =

д л я

поршенька

2/1

V m

425

-

ко л: се

к,

где m — м а с ш т а б пружины,

мм/кгс-см-2

Y

m

Д л я

индикатора

со

стержневой

пружиной

частота собственных

колебаний

определяется

по ф о р м у л а м :

д ля

поршенька

1/1

566

,

v =

кол'сек;

д л я

поршенька

2/1

V т

•

746

кол сек.

У"пГ

П р и

правильно

выбранных

поршеньке

и пружине д о л ж н о соб­

пружины может достигать иногда 10%. Пр и пользовании

такой

пружиной

ошибка

в определении

мощности

будет

достигать

такой

ж е

величины. Поэтому,

чтобы

получить

правильное

значение

мощ­

ности и давлений,

необходимо не р е ж е

одного р а з а

в год все пру­

жины,

находящиеся

в

работе,

подвергать

тарировке,

в резуль­

т а т е чего

в

м а с ш т а б

пружин

вносят

соответствующую

поправку.

•Проверка пружин производится с помощью

специального

устройства

(рис. 48)

или с по­

мощью грузопоршневых манометров типа МП - 60

или М.П-600. Это устройство

состоит

из

массив­

ной

фундаментной

плиты 1 с уровнем 2 и тре­

мя

установочными

винтами под плитой,

которых

на рис. 47 не видно, двух

стоек 4 и

траверсы 7

с винтовым

штуцером

8 посредине дл я укрепле­

ния

индикатора. Д л я проверки пружин

исполь­

зуется обычный индикатор

«Майгак» типа

«50»

и «30».

Если

пружины

проверяются

на растяжение,

индикатор подвешивается к траверсе . Пр и изме­

рении пружин

на

сжатие

индикатор

устанавли ­

вается н а верху траверсы . В о'боих

случаях

при­

жимной

колпачок

заменяется на винт с крюч­

ком 6, на который подвешивается стержень 5 с

тарелкой

(подвеска)

дл я к л а д к и

гирь

3.

Конт­

рольные

гири

рассчитаны д л я поршня

размером

1/1

(диаметр

20, 27 мм)

и

весят

3,227

кг.

Гири

Рис.

48. Устройст­

изготавливаются из ж е л е з а .

во

для

тарировки

Комплект

гирь

состоит

из

одной

уравнитель­

индикаторных пру­

ной гири с подвесным стержнем

и тарелкой ве­

жин

сом

3,227

кг,

17 контрольных

гирь

по 3,227

кг,

одной гири

весом

1,6135 кг,

пяти

гирь

л о

0,6454

кг и пяти

гирь

по 0,3227 кг.

Гири

меньшего веса

применяются дл я проверки

сла­

бых

пружин .

П о д

действием

гирь пружина индикатора будет растягиваться

так

же , как под действием

газов

на

поршень

в цилиндре

индика-

4*-

99

тора. П р у ж и н ы

на

с ж а т и е

проверяются

в

тех случаях,

если

они

работают в условиях

вакуума .

Тарировка пружины производится

в

следующей

последова­

тельности: надевают, на индикатор пружину, которую

необходимо

проверить;

вместо

прижимного

колпачка

навинчивают

винт

с

крючком; закрепляют индикатор

на

штуцер траверсы;

надевают

на

б а р а б а н

индикаторную

бумагу; поворачивая б а р а б а н

за

шнур

и

прикоснувшись

к а р а н д а ш о м к

бумаге,

проводят

атмосферную

линию АА

(рис. 49), соответствующую состоянию

ненагруженной

пружины; подвешивают на крючок подвеску;

н а к л а д ы в а ю т

равномерно на

подвеску

гири. После

прибавле­

ния к а ж д о й

гири

и

прихода

п р у ж и н ы

в

состояние

покоя

касаются

к а р а н д а ш о м

индикаторной

бумаги и,

поворачивая

б а р а б а н

за

лучают линии 1, 2, 3,...,

12 (см. рис. 49).

П р и проверке пружин нагрузку равно­

А-

А

мерно

увеличивают

от нуля

д о

максималь ­

ного

д а в л е н и я

сгорания,

на

которое

рас­

Г •

S

считана пружина, т. е. н а к л а д ы в а ю т коли­

Г-

л:

чество

контрольных

гирь,

равное

знамена ­

+ •

5 •

телю дроби д л я данного номера

пружины

6-

87 ••—

$

%

нормального

поршенька

и типа

индикатора

9-

(см. табл . 21 и 22). Достигнув

м а к с и м а л ь ­

10 •

11 •

ной

нагрузки,

груз

равномерно

уменьша ­

12 '

ют,

д е л а я отметки

на бумаге. Отметки,

со-

Рис.

49.

Тарировка

ин-

ответствующие

одинаковой

нагрузке

как

дикаторных пружин

при

нагружении,

т а к и

при

разгрузке,

дол­

ж н ы совпадать .

В

противном

случае

пру­

ж и н а

не пригодна к

работе,

т а к

к а к

совершенно

нарушена ее

жесткость .

М а с ш т а б пружины

при

нормальном

поршеньке

определяется

делением высоты

Н

(см. рис. 49),

измеренной

с

точностью

до

0,1 мм,

на число

положенных

гирь. Он

т а к ж е

р а в е н

расстоянию

м е ж д у проведенными

горизонтальными

линиями

hi,

h2, h3...,

hl2.

Д л я

дизельного

поршеньке

м а с ш т а б определяется

делением

рас ­

считана д а н н а я пружина .

Если п р у ж и н а не изменила своих упругих

свойств, то

м а с ш т а б

ее будет совпадать с данными табл . 21 и 22. Так,

например,

д л я

пружины № 4 нормального поршенька и индикатора

«Майгак»

типа «50»

при Н,

равном

48 мм,

м а с ш т а б

будет

равен 48

мм:

12 кгс/см2—4

мм/1

кгс-см-2.

Д л я

дизельного

поршенька

м а с ш т а б

в этом случае будет равен 48 мм : 60 кгс1см2=0,8

мм/1

кгс-см~2.

Если упругие свойства

п р у ж и н ы нарушились,

т. е.

жесткость

случае

вводят поправку

в м а с ш т а б пружины д л я

к а ж д о г о пор­

шенька . Н а п р и м е р ,

при тарировке

индикаторной

пружины расстоя­

ние Я

оказалось р

а в н ы м

49 мм.

Тогда м а с ш т а б

д л я

нормального

п о р ш е н ь ка будет

равен

4,08

лш11

кгс-слг2,

д л я

дизельного

пор­

ш е н ь к а — 0,817

мм/\

кгс-см'2.

Определенный

в результате

т а р и ­

ровки м а с ш т а б пружины заносится в

специальный

формуляр,

который имеется на

судне.

Проверку пружин индикаторов производят приборные службы

пароходства

или

п а л а т а

мер

и

весов.

Тарировка

на

поршневом

манометре

производится

так

ж е ,

как

и на специальном устройстве. Несмотря на то что

проверка

на

устройстве

более

кропотлива,

она

дает

более

точные

результаты .

§ 13. Подготовка к снятию

индикаторных

диаграмм

Подготовка индикатора к индицированию производится в сле­

дующей

последовательности.

1. Проверить индикаторные к л а п а н ы или краны; они

д о л ж н ы

легко

открываться и

закрываться,

резьба

на

индикаторном

кла­

пане

д о л ж н а

быть

исправной. Проверить

крепление

индикатора

на индикаторном клапане, чтобы накидная гайка индикатора

плот­

но п р и ж и м а л а

его к

клапану; клапаны д о л ж н ы быть

хорошо

при­

терты и не иметь пропусков. Пропуски клапанов легко

опреде­

лить рукой. Если при закрытом к л а п а н е поднести к нему руку

ла­

донью вниз, то при наличии пропуска почувствуется

движение и

тепло выходящих

газов .

Д л я

перекрытия

индикаторного

к а н а л а

с л у ж а т

клапаны

или

краны .

Н а

современных

двигателях применяются

только

клапа ­

минаться. Резьба клапана,

на которую . навертывается

накидная

гайка индикатора, обычно газовая, размером 3 Д

дюйма .

2. Подготовить индикатор

к съемке д и а г р а м м :

смазать поршневую пару

индикатора, все

д в и ж у щ и е

части и

проверить трение поршенька и штока в

цилиндре индикатора .

Если

под

действием собственного веса поршенек

не

опускается

или опускается очень быстро, индикатор к

применению

не годен

(будет

или очень большое трение или

большие

пропуски

г а з а ) ;

д в и ж е н и е к а р а н д а ш а д о л ж н о

быть

перпендикулярно

атмосфер ­

ной линии. Атмосферная

линия

снимается

при

неподвижном, ка­

р а н д а ш е

и в р а щ а ю щ е м с я

барабане,

вертикальная

линия — при

неподвижном б а р а б а н е и подвижном

к а р а н д а ш е ;

выбрать и установить

н у ж н у ю пружину

(см. §

12).

П р у ж и н а

сте

с тем следует

выбрать

такую

пружину,

чтобы д и а г р а м м а

за­

н и м а л а возможно

большую

площадь индикаторной

бумаги,

так

к а к при этом подсчеты могут быть сделаны наиболее

точно. Л и ш ь

для

быстроходных

машин

чтобы

уменьшить

силы

инерции

пи­