Измеритель скорости

Измеритель скорости (рис. 12.4) измеряет и показывает среднюю скорость движения ТПС за каждую прошедшую секунду. Измеритель скорости является основным узлом скоростемера и состоит из:

сегментного устройства;

часового хода измерителя скорости;

механизма подзавода.

Сегментное устройство предназначено для измерения пройденного пути, а часовой ход для измерения времени. Совместная работа сегментного устройства и часового хода обеспечивает измерение пройденного пути за секунду, т е измерение скорости движения ТПС. Механизм подзавода предназначен для передачи часовому ходу необходимого вращающего момента и при движении ТПС обеспечивает постоянную работу часового хода.

Сегментное устройство измерительного устройствасостоит из вертикально расположенного шлицевого валика с сегментами. Шлицевой валик выполнен с тремя продольными канавками - шлицами. По шлицевому валику, в обхват кромок шлицев, независимо один от другого перемещаются три сегмента, имеющие на наружной поверхности специальную нарезку.

На горизонтальной оси расположен ведущий ролик, который также имеет специальную нарезку и постоянно находится в зацеплении с одним из сегментов. Ведущий ролик получает вращение от основной оси скоростемера, причем скорость его вращения пропорциональна скорости движения локомотива.

При вращении ведущего ролика сегмент, находящийся с ним в зацеплении, поднимается по вертикали. Максимальный подъем сегмента за одну секунду равен 40мм, что соответствует 75об/мин приводного вала скоростемера или скорости движения локомотива 150км/ч.

На верхнем конце шлицевого валика жестко посажена коническая шестерня, сцепляющаяся с шестерней часового хода,который обеспечивает постоянную скорость вращения шлицевого валика (1 оборот за 3 секунды). Под углом 120° к ведущему ролику расположен фиксирующий ролик, постоянно находящийся в зацеплении с одним из сегментов.

В состоянии покоя сегменты находятся в крайнем нижнем положении и поддерживаются опорной шайбой.

Рис. 12.4. Измеритель скорости

1 - основная ось скоростемера, 2 - шлицевой валик, 3 - сегмент, 4 - ведущий ролик, 5 - фиксирующий ролик, 6 - рейка с кольцевым поводком, 7 - зубчатое колесо с осью стрелки, 8 - ось стрелки, 9 - рейка писца скорости, 10 - импульсное колесо хода часов, 11 - анкерная вилка, 12 - коническая шестерня хода, 13 - баланс хода, 14 - спираль, 15 - зубчатое колесо, передающее энергию пружины подзавода

При вращении шлицевого валика вместе с ним вращаются сидящие на нем сегменты. За один оборот шлицевого валика сегменты будут занимать соответствующие положения:

в первую секунду один из сегментов, находящийся в этот момент в зацеплении с ведущим роликом, поднимается на высоту, соответствующую средней скорости движения локомотива;

во вторую секунду первый сегмент сцепляется с фиксирующим роликом и удерживается последним в поднятом положении, а ведущий ролик поднимает второй сегмент;

в третью секунду первый сегмент выходит из зацепления с фиксирующим роликом и под действием собственного веса падает вниз, второй сегмент сцепляется с фиксирующим роликом, а третий сегмент поднимается ведущим роликом;

в четвертую секунду начинается повторение цикла, т е в зацепление с ведущим роликом вступает первый сегмент, третий сегмент удерживается фиксирующим роликом в поднятом положении и т д.

Имеется устройство для указания скорости движения локомотива на циферблате скоростемера.

На шлицевой валик надет специальный шарикоподшипник, прилегающий к верхним торцам сегментов. К поводку шарикоподшипника прикреплена зубчатая рейка,связанная с осью указателя скорости зубчатым колесом. На конце оси посажена стрелка указателя скорости.

При подъеме сегмента последний поднимает шарикоподшипник с рейкой и, вращая колесо, сидящее на оси указателя скорости, поворачивает ось на угловую величину, соответствующую значению скорости в километрах в час.

Рейка записи скорости получает движение от оси указателя скорости через систему зубчатых передач, что гарантирует соответствие регистрации на ленте показаниям скорости по шкале циферблата скоростемера.

Часовой ход измерителя скоростипредназначен для вращения шлицевого валика с постоянной скоростью и для обеспечения мгновенных переходов сегментов с ведущего на фиксирующий ролик.

Для регулирования скорости вращения валика служит часовой ход, баланс которогоимеет период колебаний 0,333с, что обеспечивает строго постоянную скорость вращения шлицевого валика с сегментами со скоростью 1 оборот за 3 секунды.

Часовой ход состоит из импульсного колеса,анкерной вилки баланса, на оси которого имеются спираль, импульсная и предохранительная рольки.

Работа часового хода.

Импульсное колесо под воздействием заводной пружины, стремясь повернуться, толкает анкерную вилку, которая своей хвостовой частью передает толчок (импульс) штифту, укрепленному на импульсной рольке баланса. Баланс, получив толчок, вращается и закручивает спираль. При раскручивании спирали сила ее упругости заставляет баланс вращаться в обратном направлении и своим импульсным штифтом поворачивать анкерную вилку. Последняя получает очередной толчок импульсного колеса и передает его балансу.

Эти движения закономерно повторяются.

Полное закручивание и раскручивание баланса во времени определяет период колебания последнего и, будучи величиной постоянной, характеризует данный ход.

Для предохранения от произвольного поворота анкерной вилки служит предохранительная ролька. Вырез на предохранительной рольке строго сцентрирован с импульсным штифтом.

Для ограничения величины западания палет анкерной вилки за зубья импульсного колеса служат ограничительные штифты, установленные на плате.

От обычных часовых механизмов часовой механизм измерителя скорости отличается следующим:

цикл его работы равен 3 секундам;

из 15 зубьев на импульсном колесе рабочими являются только 9 (еще три зуба вырезаны и три не участвуют в работе). Такая конструкция импульсного колеса необходима для получения больших проскоков в момент перехода сегментов с ведущего на фиксирующий ролик;

отсутствует угол притяжки благодаря наличию специальных скосов на палетах анкерной вилки, что необходимо для обеспечения самоспуска, т е начала работы хода без воздействия извне;

заводной механизм имеет постоянно заведенную пружину и периодически дополнительно подзаводится от основной оси скоростемера.

Механизм подзавода измерительного устройства. Ось с жестко насаженной на нее звездочкой приводится во вращение от приводного вала скоростемера. Вместе со звездочкой во вращение приводится крайняя собачка,прижимаемая к звездочке пружиной. Крайняя собачка закреплена на колонке, укрепленной на плоскости храпового колеса. Храповое колесо свободно посажено на ось.

При вращении оси приводится во вращение звездочка, поворачивающая крайнюю собачку, а вместе с ней и храповое колесо, запираемое от самоспуска пружины внешней собачкой.

Пружина механизма подзавода внешним зацепом укреплена к телу барабана. Внутренний зацеп пружины входит в прорезь ступицы храпового колеса.

Пружина имеет предварительный завод на 1-3 оборота. При вращении колеса пружина дополнительно подзаводится на один оборот (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Механизм подзавода измерительного устройства

1 - ведущая ось, 2 - барабан, 3 - заводная пружина, 4 - внешняя собачка, 5 - звездочка, 6 - храповое колесо, 7 - зубчатое колесо, передающее энергию часовому механизму, 8 - штифт, 9 - крайняя собачка, 10 - палец, 11 - блокировочная собачка, 12 - пружина, 13 - колонка

Подзавод продолжается до полного оборота звездочки, после чего звездочка расцепляется с крайней собачкой. Для этого барабан на торцевой стороне несет палец, взаимодействующий с пальцем крайней собачки, а храповое колесо несет блокировочную собачку. Блокировочная собачка имеет вырез, которым она заходит в вырез в пальце.

При расцеплении звездочки и крайней собачки палец крайней собачки западает в вырез блокировочной собачки, чем осуществляется блокировка, т е предотвращается случайное сцепление собачки со звездочкой.

С этого момента пружина, раскручиваясь, приведет барабан во вращение, и, когда барабан повернется на один оборот, палец отожмет блокировочную собачку и освободит крайнюю собачку, которая под действием пружины снова войдет в зацепление со звездочкой.

Начинается новый цикл подзавода.

Усилие пружины через барабан передается на зубчатое колесо, приводящее во вращение пару конических зубчатых колес и шлицевой валик.

Часы скоростемера

Часовой механизм скоростемера предназначен для определения времени по циферблату и регистрации времени на скоростемерной ленте (рис. 12.6).

Часы скоростемера регистрируют время как в пути следования, так и на стоянках локомотива. Часовой механизм скоростемера представляет собой самопишущие часы, действующие независимо от остальных узлов скоростемера. Часы показывают время по 24-часовому исчислению. Часовой циферблат имеет оцифровку через каждые 2 часа, минутный - через 5 минут.

Источником энергии часового механизма является заводная пружина, заключенная в корпус барабана. Завод пружины ручной. Полный завод пружины рассчитан на обеспечение непрерывной работы часового механизма в течение 30ч.

Ход часов конструктивно выполнен в виде приставного механизма, собранного на самостоятельной пластине.

Период колебания баланса приставного хода часов равен 0,4 секунды.

Заводной барабан.В отличие от общепринятых конструкций барабанов бытовых часов заводной барабан часов скоростемера несет на себе фрикционно посаженное колесо, постоянно прижатое к телу барабана тарельчатой пружиной.

Это колесо имеет одинаковое число зубьев с зубчатым венцом барабана и выполняет две функции:

передает усилия заводной пружины на стрелки и регистраторы времени;

служит для перевода стрелок, т е для установки всех элементов регистрации по действительному времени.

Внутри корпуса барабана помещена заводная пружина, которая закреплена внешним концом при помощи пластины за зацеп, укрепленный на стенке корпуса, а внутренним концом - за зацеп на валу барабана.

Рис. 12.6. Часовой механизм скоростемера

1 - минутная стрелка, 2 - игла часовых наколов, 3 - часовая рейка, 4 - пружина минутной рейки, 5 - ключ завода и перевода стрелок, 6 - заводной барабан, 7 - вал барабана, 8 - зубчатое колесо, 9 - минутный триб, 10 - регистратор получасов, 12 - двойной кулачок, 13 - однозубый кулачок, 14 - кулачок накола часов, 15 - рычаг отвода накола, 16 - приставной ход

На внешнем конце вала посажено заводное колесо, соединенное с храповым, предназначенным для запирания заведенной пружины от самоспуска при помощи собачки.

Энергия заведенной пружины передается от зубчатого венца барабана через систему зубчатых колес к часовому ходу, обеспечивающему за счет постоянной величины периода колебаний баланса строго постоянную скорость движения барабану, а следовательно, стрелкам часов и рейкам, регистрирующим время на скоростемерной ленте.

Завод часов и перевод стрелок производится одним ключом. При заводе ключ вращается по часовой стрелке. Для перевода стрелок ключ надо оттянуть на себя до упора и вращать по часовой стрелке. С переводом стрелок одновременно переводится минутная рейка и рейка накола часов.

При оттяжке ключа на себя заводная шестерня расцепляется с заводным колесом, а триб входит в зацепление с колесом на барабане часов. Вращением ключа преодолевается усилие трения фрикционно посаженного колеса, а следовательно, вся система зацеплений, связанная с этим колесом, передвигается до установки стрелок на требуемое время.

Перевод стрелок следует производить плавно поворотом ключа и только по часовой стрелке.