Многопозиционные пневматические при­воды

Эти приводы применяют в главных контроллерах, с помощью которых осу­ществляют реостатный пуск и переключе­ние тяговых двигателей с одного сое­динения на другое. На электровозах ЧС4^Т, ЧС2, ЧС2^Т, ЧС4, ЧС6 применяют многопозиционные приводы с коленчаты­ми валами, а на отечественном моторва-гонном подвижном составе — приводы системы Л. Н. Решетова.

Приводы с коленчатыми валами имеют по четыре цилиндра, расположенных в картере 12 либо V-образно (рис. 175, а), либо звездообразно (рис. 175, б). Движение поршней 3,6, 9 и 10 цилиндров 2, 5, 8 и 11 передается шатунами ко­ленчатому валу 4, который через зубча­тую передачу вращает кулачковый вал главного контроллера. Управляют приво­дом двумя сдвоенными электромагнит­ными вентилями, в каждом из которых конструктивно объединены клапаны вклю­чающего ВВ и выключающего ВКВ вен­тилей с общим электромагнитом.

На нулевой позиции катушки вентилей / и 7 не возбуждены, сжатый воздух через выключающие клапаны поступает в цилиндры 2 и 8; цилиндры 5 и 11 сооб­щаются с атмосферой. Коленчатый вал 4 находится в положении /. При возбуж­дении катушки вентиля 7 цилиндр 8 со­общается с атмосферой, в цилиндр 5 поступает сжатый воздух. Коленчатый вал 4 поворачивается иа 90°, занимая положение //. Вал в этом положении

фиксируется противодавлением поршня цилиндра 5. При дополнительном воз­буждении катушки вентиля 1 цилиндр 2 сообщается с атмосферой, а в цилиндр // поступает сжатый воздух. Коленчатый вал 4 поворачивается снова на 90°, за­нимая положение ///, в котором и фик­сируется противодавлением поршня ци­линдра 11. Если разомкнуть цепь ка­тушки вентиля 7, цилиндр 5 сообщится с атмосферой, а в цилиндр 8 поступит сжатый воздух. Коленчатый вал 4 займет положение IV, в котором и будет фик­сирован противодавлением поршня цилиндра //. При дальнейшем управлении вентилями / и 7 положения коленчатого вала 4 повторяются, кулачковый вал пе­реходит с одной позиции на другую.

Привод с коленчатым валом сложен по конструкции и имеет большую массу и размеры. Однако коленчатый вал может вращаться в двух направлениях, т. е. возможно реверсирование, что является достоинством привода.

Значительно проще по конструкции привод одностороннего вращения систе­мы Л. Н. Решетова. Этот привод состоит из трехконечной звезды 2 (рис. 176, а), двух цилиндров с поршнями / и 5, соеди­ненными рейкой 4. Звезде 2 напрессо­вана на вал 3, который через зубчатую передачу соединен с кулачковым валом реостатного контроллера. На рейке 4 смонтированы ролики 7 и 8. Профиль выступов звезды 2 несимметричен отно­сительно впадин и сдвинут так, что когда один из роликов находится во впадине, другой оказывается не против вершины выступа, а несколько ниже. Управляют приводом с помошью вентилей 6 и 9 включающего действия.

При возбужденной катушке вентиля 9 сжатый воздух перемешает поршень 1 вместе с рейкой 4 в крайнее правое положение. Если прервать цепь катушки вентиля 9 и возбудить катушку вентиля

6 (рис. 176, б), сжатый воздух будет давить на поршень 5 и заставит его, а вместе с ним рейку и поршень 1 пере­мещаться в крайнее левое положение. При этом ролик 7 приблизится к лучу звезды 2 и далее, катясь по нему, заста­вит ее вращаться против часовой стрелки. Вместе со звездой будет вращаться шес­терня, а следовательно, и кулачковый вал реостатного контроллера. Звезда и кулачковый вал при дальнейшем питании катушки вентиля 6 (рис. 176, б и в) будут вращаться до тех пор, пока ролик

7 не упрется во впадину звезды 2, фик­сируя ее. Это соответствует полному хо­ду штока внутри цилиндра от правого крайнего положения к левому, причем ролик 8 (см. рис. 176, о) установится несколько выше вершины третьего высту­па звезды Если при этом кулачковый вал стремится повернуться дальше, т. е. проскочить соответствующую позицию, то нажатие ролика 7 на впадину звезды противодействует этому и вал остановит­ся только в определенном положении.

Последующее вращение кулачкового вала может быть достигнуто поступатель­но-возвратным перемещением рейки внутри цилиндра, что возможно лишь при прек­ращении питания катушки вентиля 6 и возбуждении катушки вентиля 9. Под воздействием ролика 8 звезда, а следова­тельно, и кулачковый вал будут вращать­ся в том же направлении до тех пор, пока ролик 8 не установится во впади­ну между двумя выступами звезды (рис. 176, г и д). При каждом продольном ходе рейки от одного положения к дру­гому поступательно-возвратное движение поршней преобразуется во вращательное движение звезды, причем каждому ходу поршней соответствует поворот звезды на '/б окружности (на 60°).

Кулачковый вал контроллера соединен со звездой зубчатой передачей, переда­точное отношение которой выбирается так, что при повороте звезды на 60° вал поворачивается на 20°; это соответ­ствует одной позиции кулачкового вала. Кулачковый вал на следующую позицию установится только при обратном про­дольном ходе рейки, для чего необходи­мо возбудить катушку вентиля 6 и ра­зомкнуть цепь катушки вентиля 9. По­очередное питание катушек достигается с помощью переключателя вентилей.

Приводы Л. Н Решетова имеют пе­реключатели вентилей рычажного (пер­вых выпусков), кулачкового и бескон­тактного типов. Переключатель кулачко­вого типа состоит из трех кулачковых шайб, насаженных на вал привода, и трех кулачковых контакторов. Шайбы пооче­редно нажимают на кулачковые контак­торы, замыкающие цепь питания катушек вентилей, подъемных, реле ускорения и реле времени.

В приводе Л. Н. Решетова система преобразования поступательного дви­жения поршней во вращательное движе­ние звезды сочетается в единое целое с системой фиксации позиций, причем возможность проскакивания позиций из-за неисправности привода исключается. Кроме того, в приводе для перехода иа каждую следующую позицию использует­ся полный рабочий ход, благодаря чему объем цилиндров может быть значитель­но меньше, чем в приводах с проме­жуточной фиксацией. Для снижения по­терь трения в самом приводе и повы­шения точности взаимного расположения отдельных деталей в нем широко при­менены подшипники качения. Звезда по­мещена в литой кожух, заполненный смазкой, что снижает потери на трение в самом приводе.

Особенностями этого привода явля­ются:

обязательное равенство углов между всеми позициями кулачкового вала, в том числе между последней и 1-й позициями; угол между ними должен быть 360°/п, где п — целое число; при сложных пе­реключениях для перехода с одной по­зиции иа другую может быть использо­ван двойной угол и соответственно два хода поршней;

при прекращении процесса пуска на любой рабочей позиции привод не может быть возвращен в нулевое положение иначе как путем вращения его вхолостую вперед до окончания полного оборота кулачкового вала на 360°. Это свойствен­но всем приводам, имеющим вращение в одном направлении.