ЛОКОМОБИЛЬ

ЛОКОМОБИЛЬ, передвижная или стационарная паросиловая установка, состоящая из парового котла и паровой машины и предназначенная для преобразования тепловой энергии в механическую.

Передвижные Л. мощностью от 10 до 30 л. с. используются в с. х-ве для молотьбы, для привода в движение с.-х. машин, работающих на стационаре (молотилок, силосорезок и др.). Передвижные Л.большой мощности и стационарные Л. используют в качестве двигателя, приводящего в движение оборудование мастерских, мельниц, маслобойных, насосных установок, электрогенераторов и др. При работе Л. отработанный пар и дымовые газы м. б. использованы для сушки, мойки, отопления и др. технологических нужд предприятия. Преимущество Л. перед двигателем внутреннего сгорания заключается в возможности использования местного топлива: угля, торфа, дров, соломы и др. Л. просты в уходе и ремонте, долговечны и допускают работу с значительной перегрузкой. Недостаток Л. - низкий к. п. д. (ок. 8,5%). В сельском хозяйстве СССР распространены передвижные Л. на колёсном ходу мощностью 20, 25 и 75 л. с. В 1951 в крупносерийном производстве находились передвижные Л. мощностью 25 л. с. марки П-25 (4ЛПП-20) и небольшими сериями изготавливали передвижные Л. мощностью 75 л. с. типа П-3 (табл.). Котлы передвижных Л. - паровозного типа с внутренней топкой, снабжены водоподогревателями и пароперегревателями. Паровые машины этих Л. одноцилиндровые, однократного расширения, работают перегретым паром на выхлоп. Они снабжены цилиндрическим золотниковым парораспределением и осевым регулятором оборотов.

Стационарные Л. имеют котлы цилиндрического типа с цилиндрической топкой и паровые машины двухцилиндровые с двукратным расширением, работающие перегретым паром с последующей eго конденсацией.

Основные части локомобиля и их устройство (рис. 1). Л. передвижной или стационарный состоит из парового котла с коробчатой топкой и дымогарными трубами, дымовой коробки с пароперегревателем, системы питания котла водой, состоящей из насоса, инжектора и водоподогревателя, паровой машины, системы смазки, арматуры и колёсного хода или фундаментных плит.

Рис. 1. Локомобиль П-25: а - вид справа; 1 - лоток; 2 - топочная дверца; 3 - топка, 4 - люк; 5 - водомерное стекло; 5а - пробные краны; 6 - маховичок пускового клапана; 7 - манометр; 8 - свисток; 9 - паропровод к инжектору; 10 - дымовая труба; 11 - маслёнки-капельницы; 12 - маховик; 13 - эксцентрик; 14 - сухопарник; 15 - предохранительные клапаны сухопарника; 16 - сифон; 17 - крышка дымовой коробки; 18 - дымовая коробка; 19 - котёл; 20 - распределительная коробка; 21 -поршневой насос; 22 - ступеньки; 23 - инжектор; 24 - тормозные клинья; 25 - зольник

Рис. 1. Локомобиль П-25: б - вид сзади; 1 - лоток; 2 - топочная дверца; 3 - топка, 4 - люк; 5 - водомерное стекло; 5а - пробные краны; 6 - маховичок пускового клапана; 7 - манометр; 8 - свисток; 9 - паропровод к инжектору; 10 - дымовая труба; 11 - маслёнки-капельницы; 12 - маховик; 13 - эксцентрик; 14 - сухопарник; 15 - предохранительные клапаны сухопарника; 16 - сифон; 17 - крышка дымовой коробки; 18 - дымовая коробка; 19 - котёл; 20 - распределительная коробка; 21 -поршневой насос; 22 - ступеньки; 23 - инжектор; 24 - тормозные клинья; 25 - зольник

Схема работы Л. П-25. При сгорании топлива образуются топочные газы, к-рые проходят по дымогарным трубкам и нагревают их. Вода, омывающая дымогарные трубки, нагревается, закипает и превращается в пар. Пар, образовавшийся в котле, содержит в себе частицы неиспарившейся полностью воды и называется насыщенным. Чтобы освободить насыщенный пар от частиц воды, его пропускают через сухопарник, расположенный в верхней части парового пространства котла. Из сухопарника пар проходит в секционный пароперегреватель. Нагретый до 300° пар из пароперегревателя идёт в паровую машину. Отработавший пар проходит через водоподогреватель, отдаёт своё тепло воде, поступающей в котел, и выходит через дымовую трубу. За счёт скорости пара в дымовой трубе создается тяга, необходимая для обеспечения нормального горения топлива. В случае использования отработанного пара для технических целей необходимая тяга создаётся за счёт увеличения длины трубы.

Основные показатели локомобилей

Котёл изготовлен из котельной листовой стали, цельносварный. Топка состоит из кожуха и огневой коробки. Потолок топки волнистый. Дымогарные трубы укреплены в передней и задней трубных решётках путём развальцовки концов. Для осмотра и очистки котла в цилиндрической его части имеется большой люк - лаз, а также маленький люк в нижней части передней трубной решётки. Кроме того, в нижней части топки имеется пять угловых люков (для очистки грязевой части котла), три боковых люка (для осмотра и чистки потолка топки) и один люк, находящийся в верхней части кожуха топки (для заливки котла водой). Топка котла локомобиля П-25 (рис. 1), оборудованная соломотопкой, состоит из лотка, топочной дверцы (открывающейся внутрь), отражательного щита, колосниковой решётки, зольника и дверки поддувала.

Для работы на угле или дровах надо снять отражательный щит, заменить топочную дверцу и вместо одних колосников поставить другие с меньшим живым сечением решётки. К цилиндрическим топкам стационарных Л. для сжигания низкосортных углей добавляется предтопок в виде чугунной коробки, выложенной внутри огнеупорным кирпичом. Для сжигания опилок, торфа, угольной мелочи, льняной костры и др. применяются выносные топки со ступенчатыми решётками и с механическим приспособлением подачи топлива.

Дымовая коробка приварена к цилиндрической части котла. В дымовой коробке расположен пароперегреватель. Применение перегретого пара снижает его расход на 20 - 25%. Сверху над дымовой коробкой установлен конус с отражательным диском искрогасителя и кронштейном для крепления дымовой трубы. Искрогаситель необходим как противопожарное мероприятие. Искра, ударяясь об отражательный диск, выпадает в карман искрогасителя. Очистка кармана искрогасителя производится через передний люк. Во время остановки машины тягу в топке и газоходах котла поддерживают сифоном за счёт пара, выходящего из трубки, соединённой с котлом и расположенной рядом с конусом. Система питания котла водой состоит из насоса, парового инжектора, водоподогревателя и распределительной коробки.

Инжектор служит дополнительным устройством для питания котла водой; включают его в работу при растопке котла, при остановке паровой машины и в случаях выхода из строя насоса. Инжектор состоит из корпуса и трёх конусов: парового, водяного или смесительного и приёмного или нагнетательного. При повороте рукоятки пар из котла поступает через паровой клапан с большой скоростью, при этом в смесителе создаётся разрежение. Вода из запасного резервуара под действием разрежения засасывается в смесительную камеру и смешивается с паром, нагреваясь до 45 - 50°. Под давлением пароводяной смеси открывается нагнетательный клапан и вода попадает в распределительную коробку.

Распределительная коробка состоит из двух обратных клапанов и трёхходового крана. На лобовой стенке котла (рис. 1, б - вид сзади) установлены водомерное стекло, пробные краны, манометр, указатель уровня воды, заводская таблица, свисток.

Предохранительные устройства котла. Для предотвращения аварии котла на сухопарнике устанавливают два одинаковых пружинных предохранительных клапана и дополнительно в потолке топки легкоплавкую пробку, к-рая в случае оголения от воды расплавляется и прорвавшийся через отверстие пар тушит огонь. Помимо этого, на выходе пара из пароперегревателя также устанавливается предохранительный клапан.

Рис. 2. Схема паровой машины: 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - шток; 4 - ползун; 5 - шатун: 6 и 8 - маховик; 7 - шатунная шейка коленчатого вала; 9 - эксцентрик регулятора; 10 - регулятор; 11 и 12 - тяга и шток золотника; 13 - направляющие ползуна; 14 - золотник; 15 - каналы для впуска и выпуска пара

Паровая машина, превращающая тепловую энергию пара в механическую, изобретена в 1763 талантливым русским теплотехником И. И. Ползуновым. Из пароперегревателя пар поступает через каналы в цилиндр машины (рис. 2). Открытие каналов производится переменно золотниковым устройством. Пар давит на поршень, под давлением пара (12 - 13 атм.) поршень перемещается и через шток передаёт движение крейцкопфу, к-рый шарнирно соединён с шатуном. Другим концом шатун соединён с кривошипом коленчатого вала, к-рому он сообщает вращательное движение. На коленчатом валу насажен маховик и плоский регулятор. Цилиндр изготовляют в виде вставной гильзы. Поршень чугунный, полый, имеет три поршневых кольца. Коленчатый вал покоится на двух коренных подшипниках. На коленчатом валу, кроме маховика и регулятора, расположены эксцентрик насоса и противовес. Рама паровой машины имеет съёмные крышки, к-рые в процессе работы должны быть закрыты.

Паровая машина стационарных Л. (рис. 3) состоит из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления. Перегретый пар поступает через выпускной золотник в цилиндр высокого давления, откуда отработанный пар через средний золотник идёт в цилиндр низкого давления. Из этого цилиндра пар через выпускной золотник поступает в водоподогреватель и конденсатор, соединённый с баком питания котла водой. Отбор пара для технологических нужд производится пароотборником, установленным между цилиндрами высокого и низкого давления. При этом мощность машины снижается на 20 - 30% от максимальной продолжительной.

Рис. 3. Общий вид стационарного локомобиля

Парораспределение. Парораспределительный механизм состоит из поршневого золотника, тяги золотника и осевого регулятора. Золотник состоит из корпуса и колец, являющихся уплотнением между поршнем и гильзой золотника. Цилиндрический золотник, скользя при движении в гильзе, попеременно сообщает паровые окна то с полостью рабочего пара, то с полостью пароотводной трубы. Впуск пара - внутренний, пар вводится в цилиндр мимо внутренних кромок золотника.

Представление о рабочем процессе в цилиндре даёт индикаторная диаграмма (рис. 4), к-рая показывает изменение давления пара в зависимости от хода поршня. Диаграмма снимается спец. прибором - индикатором. Зная масштаб диаграммы, можно определить в каждый момент величину давления. На индикаторной диаграмме начало впуска показано точкой 4. Величина S₄ характеризует предварение впуска. Точка 1 - конец наполнения и начало расширения пара. Величина S₁, характеризует степень наполнения цилиндра. В момент впуска пара наблюдается нек-рое понижение давления вследствие торможения в трубопроводах и каналах. Точка 2 соответствует окончанию расширения пара и началу выхлопа. Величина S₂ характеризует предварение выпуска. Отсутствие предварения выпуска тормозит выход пара, и общая площадь индикаторной диаграммы уменьшается. Точка 3 - конец выхлопа и начало сжатия оставшегося пара. Величина S₃ - степень сжатия. Сжатие необходимо для уменьшения ударов в мёртвых положениях поршня. S₀ - величина вредного пространства. Р - давление впуска пара.

Рис. 4. Индикаторная диаграмма

Регулятор поддерживает постоянное число оборотов маховика при переменной нагрузке в процессе работы с молотилкой, силосорезкой и т. д. Регулятор устроен так: в корпусе, сидящем на коленчатом валу, смонтированы на тягах грузы и пружины. Тяги соединены шарнирно с эксцентриковой шайбой. При вращении грузы стремятся разойтись и переместить эксцентриковую шайбу, тем самым изменить расстояние между осью шайбы и осью вала, а следовательно, изменить ход золотника и степень наполнения цилиндра. Если переменить местами грузы регулятора, повернуть эксцентриковую шайбу на 180° и соответственно переставить пружины, то вал изменит направление вращения. Трущиеся поверхности паровой машины смазывают: цепочкой - коренные подшипники; капельной маслёнкой - головку шатуна, регулятор с эксцентриком, крейцкопф и шток; пресс-маслёнкой - поршень и золотник. Регулирование подачи масла пресс-маслёнкой производят перестановкой храповика на соответствующее количество зубцов. Колёсный ход состоит из двух задних и передних колёс. Колёсный ход снабжён ограничителями поворота и тормозным башмаком. Для работы на стационаре под задние колёса устанавливают спец. колодки.

Эксплуатация Л. Для нормальной работы Л. необходимо применять дрова влажностью не выше 40%, солому влажностью не выше 20% или длинно-пламенные угли с зольностью до 15%. Для питания котла должна употребляться только чистая мягкая вода, жёсткость не выше 7° (см. Умягчение воды). Использование грязной и жёсткой воды ведёт к преждевременному выходу котла из строя. Для смазки паровой машины употребляют вискозин 7 и 10. Шарнирные соединения золотниковой тяги смазывают солидолом (см. Смазочные материалы). Правила эксплуатации и ухода: 1) перед пуском заполнить котёл водой на 20 - 30 мм выше низшего уровня по водомерному стеклу; 2) растапливать котёл и поднимать пар следует медленно для равномерного прогрева котла; 3) при подъёме давления пара проверять всю арматуру и во время работы надо проверять через каждые 2 - 3 часа; 4) во время работы Л. поддерживать нормальное давление пара в котле, уровень воды на середине водомерного стекла и равномерное горение топлива в топке; 5) перед пуском паровой машины прогреть цилиндр, ставя поршень попеременно в мёртвое положение и пропуская пар; 6) периодически проверять состояние маслёнок и добавлять в них масло; 7) следить за натяжением пружин регулятора во избежание разноса машин; 8) для остановки Л. заблаговременно прекратить подачу топлива и снижать давление пара при сохранении нормального уровня воды; 9) после остановки у остывшего Л. чистить поддувало и дымовую коробку, дымогарные трубы, обметать пароперегреватель, а также вытирать машину и котёл. Обдувку дымогарных труб пароперегревателя, продувку котла для удаления шлама и уменьшения концентрации солевого состава питательной воды надо производить не реже одного раза в сутки после работы. Промывать котёл от шлама надо, в зависимости от жёсткости питательной воды, через 10 - 20 дней. Очистку котла от накипи делают через 1500 - 2000 час. работы, также в зависимости от жёсткости питательной воды.

Неисправности Л., при к-рых необходимо прекратить топку и выгрести топливо, не останавливая паровой машины: а) если в водомерном стекле и нижнем пробном кранике нет воды; б) при неисправности топки, дымогарных труб и пароперегревателя; в) если давление пара в котле по неизвестным причинам повышается выше разрешённого, несмотря на нормальное питание и работу предохранительных клапанов; г) при неисправности предохранительных клапанов или манометра; д) при порче котла, парового вентиля, паропроводов. Неисправности Л., при которых необходимо остановить паровую машину: а) испортились приборы питания (насос и инжектор); б) уровень воды в водомерном стекле понижается, несмотря на усиленную подкачку её в котёл; в) в машине появились стуки, нагреваются подшипники, происходит заедание золотника, повреждён регулятор или его привод. К работе на Л. допускаются только специально подготовленные лица. Перед пуском в работу Л. регистрируют и получают разрешение на его эксплуатацию от местной инспекции Котлонадзора. Каждый Л. должен иметь шнуровую котельную книгу, описание и чертёж котла и пароперегревателя.

Литература: Бобровский Р., Локомобиль и его обслуживание, [5 изд.], М.-Л., 1949, Гарькуша Г. и Киселев Н., Руководство по локомобилюП-25 (4 ЛПИ-20), 2 изд., М., 1948; Киселев Н., Локомобили, M., 1950; Коробов В., Тракторы, автомобили и сельскохозяйственные двигатели, М., 1950.