Устройство для привода динамо-машины, служащей для освещения поездов

 

Класс 21 с, 53

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСННИЕ устройства для привода динамомащины, служащей для освещения поездов.

К авторскому свидетельству М. M. Попова-Платонова, заявленному

10 сентября 1934 года (спр. о перв, № 153754).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1935 года. (263) Для питания осветительных установок поездов в настоящее время имеют широкое применение дина момашины

Розенберга, которые, вообще говоря, являются не вполне удовлетворяющими требованиям практики в виду частого перегорания коллекторных пластин и обмоток, что вызывается самой конструкцией машин, вследствие чего машины сравнительно много времени находятся в ремонте; система освещения БроунБовери сложна и также не во всем удовлетворяет своему назначению; кроме того, та и другая системы предполагают обязательное наличие аккумуляторных батарей, что в настоящее время является крайне обременительным по многим причинам; установка в поезде самостоятельных агрегатов (первичный двигатель и генератор) оказалась, как показал опыт, нерентабельной; установка же турбогенераторов иа паровозе встретила на первых же порах очень решительный отпор со стороны железнодорожников в виду того, что паровозная бригада несет слишком серьезную и ответственную службу для того,.чтобы отвлекать ее внимание в сторону не свойственных ей электротехнических функций. Назначение же особого человека для обслуживания установки, очевидно, ставит ее в ряд самостоятельных агрегатов, с одной стороны, а с другой стороны, помещеМ 43946

- Г;.. -,1 ..... (. л ние лишнего человека на паровозе нецелесообразно из-за тесноты и вытекающей отсюда стесненности действий и манипулирования паровозной бригады.

Отсюда явствуют те преимущества„ которые имела бы система освещения, в которой нашли бы применение нормальные динамомашины с шунтов ым . возбуждением, приводимые от оси вагона и питающие осветительную установку без помощи аккумуляторных оатарей как при ходе поезда, так и на остановках. Предлагаемое устройство для привода динамомашины вагонного освещения и имеет целью разрешить эту задачу. В предлагаемом устройстве для привода шунтовой динамомашины в периоды остановок вагона применен маховик, причем для осуществления автоматического сцепления оси динамомашины при надлежащих скоростях либо с осью вагона, либо с маховиком, и последнего — с осью вагона применен центробежный регулятор; кроме того, передача от оси вагона к оси динамомашины применена такая, что при изменении направления движения вагона направление вращения динамомашины не изменяется. Отдельные элементы предлагаемого устройства, рассматриваемые сами по себе, широко известны и применялись в установках вагонного освещения; так например, уже изве тны системы освещения железнодорожных поездов посредством динамомашин, приводимых от осей вагона с помощью диференциальной передачи особого типа и вращаемых всегда в одну сторону независимо от направления движения поезда; также известно применение центробежных регуляторов для автоматического регулирования скорости динамомашин, приводимых от оси; известно и применение маховика, как элемента привода от оси вагона к динамомашине с целью регулирования скорости последней; наконец, является широко известной возможность использования в разного рода установках подобного маховика в качестве аккумулятора энергии для привода электрических генераторов в моменты кратковременного прекращения подачи механической энергии источником таковой. Например, в книге Б. Кажинского

„Ветросиловые установки" (изд. 1928 г., стр. 259 †2) указывается, что при целесообразной конструкции маховика последний при весе в 300 кг может в течение часа приводить во вращение динамомашину, питающую электрическую

Осветительную установку в 1000 свечей.

Таким образом, применение маховика .для предназначенной ему в предлагаемом устройстве цели принципиально воз-, можно.

Предлагаемое устройство изображено схематически на чертеже в продольном разрезе. Пустотелый вал 7 снабжен на одном конце центробежным регулятором .2, на другом — шайбой 3, жестко скрепленней с маховиком 4. Ступица маховика насажена на пустотелый же вал 22. Этими валями маховик 4 покоится в подшипниках, обязательно шариковых или

poJIHKoBLIx> В зависимости От мощности установки. Кроме того, если установка занимает вертикальное положение, маховик ложится еще и на опорный шариковый подшипник (на чертеже не по- I казанный). Внутри вала 1 находится ! вал 5, снабженный почти по всей длине шпонкой б, входящей свободно, но без игры, в соответствующий канал внутри вала 7. Благодаря шпонке вращательное движение вала 1 передается валу 5. На I валу 5 жестко насажен диск и свободно — пружина 9 и конус .?3. Конус

l3 во вращательное движение увлекается . шпонкой 6, но может смещаться вдоль вала 5. Конус 13 входит в чашку 12, насаженную на вал 15 динамомашины (на чертеже не показанной). Внутри вала

22 находится вал 18, на одном конце снабженный шпонкой 24 для сцепления с конусом 17 (муфтой сцепления), могущим смещаться вдоль вала 78, а на другом — коническим зубчатым колесом 21.

Это последнее сцеплено с шестернями 19, 19, снабженными втулками холостого хода 20 и связанными с двумя ближайшими осями вагона. Эти втулки (или храповики) создают для колес возможность: а) свободного вращения в направлении рабочего хода, если начать вращать самые колеса, и б) связанного с валом вращения, если начать вращать вал 25.

Процес работы устройства сводится к следующему. Предположим, что ведущим валом является правый вал 25 и что система маховика и динамомашины вращается по часовой стрелке, если смотреть на систему снизу, со стороны колеса 21. В этом случае левая шестерня

19 будет получать движение от колеса 27 и будет вращаться вхолостую благодаря наличию втулки 20. Самый же левый вал 25 будет иметь возможность вращаться в сторону, противоположную вращению левой шестерни 19. Если вагон, на котором установлена система, изменит направление движения, ведущим будет левый вал 25 и вхолостую будет работать уже правая шестерня 19, направление же вращения для системы: колесо 21 — маховик — динамомашина остается прежним. Вращательное движение, полученное колесом 21, при посредстве вала 18 и шпонки 24 передается усеченному конусу 17, вдвинутому пружиной 2б в чашку 14 внутри маховика 4.

Конус 17 передает свое вращение маховику, а вместе с ним и регулятору 2.

После того, как маховик приобретает некоторую расчетную угловую скорость и шары регулятора разойдутся на достаточный угол, кулачки 23 надавят на диск

7 и вместе с этим, посредством пружины

9, на конус 13. Преодолев сопротивление пружины ?б,кулачки вдвинут конус

13 в чашку 12 и вал динамомашины получит вращательное движение. В описанно л состоянии система будет работать до тех пор, пока угловая скорость, сообщаемая системе одной из шестерен

19, не превзойдет некоторой расчетной величины. Если же эта величина будет превзойдена, шары регулятора преодолеют сопротивление пружины 9 и вал 5 головкой 10 зацепит накладку 17, прикрывающую соответствующую полость в конусе 17. Здесь, преодолев сопротивление пружины 26; регулятор разъединит конус 77 и чашку 74 и маховик больше не будет получать вращения от колеса 21, сохраняя только. движение по инерции и передавая это движение динамомашине. С этого момента вращение якоря динамомашины поддерживается только запасом энергии маховика.

После того, как маховик утратит запас угловой скорости и шары регулятора освободят конус 17 система вновь будет получать вращательное движение от колеса 21.

Расчетный момент инерции маховика 4 должен быть достаточным для того, чтобы поддерживать угловую скорость якоря динамо, необходимую для соответствующего минимального напряжения на зажимах динамомашины в течение некоторого предельного промежутка времени.

Дело в том, что энергия маховика используется динамомашиной не только в случае превышения нормы угловой скорости — эта энергия используется (а вто как рав главное) прк аатормажв- ванин поезда, на остановках и при разгоне поезда.

В этом случае используется холостой ход обеих шестерен 19. В самом деле, если правый и левый валы 25 или замедлили или прекратили свое движение, маховик может свободно вращаться, увлекая шестерни 19, 19 и лишь теряя часть запасенной энергии на трение во втулках 20.

Необходимо отметить, что прилагаемый чертеж представляет только схематически описываемую конструкцию.

В действительности конструкция может быть несколько сложнее и расположение частей ее иное. Дело в том, что маховик не может быть связан непосредственно с валом динамомашины в виду значительной угловой своей скорости, а эта последняя необходима для того, чтобы не делать маховик слишком тяжелым. Регулятор 2 также по техническим соображениям не может быть связан непосредственно с маховиком.

Если допустить возможность постепенного накаливания нитей ламп вместо того, чтобы они мгновенно вспыхивали под нормальным напряжением, для каковой цели и устроено сцепление конуса 13 с чашкой 72, тогда конструкция сильно упрощается, так как уничтожается и самое наличие конуса и чашки, упрощается и устройство регулятора.

Предмет изобретен ия.

1. Устройство для привода динамомашины, служащей для освещения поездов и приводимой во вращение от осей вагона с помощью диференциальной передачи, выполненной так, что динамомашина вращается в одну сторону независимо от направления вращения вагона, отличающееся тем, что с целью автоматического, при превышении нормальной скорости, механического расцепления ведущего вала 78 и маховика 4, служащего для вращения динамомашины в этом случае и в периоды остановок вагона, с валом маховика кинематически связан центробежный регулятор 2, управляющий муфтой сцепления 17, нормально соединяющей ведущий вал 18 с маховиком.

2. При устройстве по п. 1 применение в диференциале шестерен 19, 19 со ступицами, сцепляющимися с осями вагонов одна — при одном направлении движения вагона, а другая — при обратном.