Локомотивные скоростемеры

Как устроен скоростемер ЗСЛ-2М: 16 схем и устройство узлов

Как устроен скоростемер ЗСЛ-2М: 16 схем и устройство узлов

Механический локомотивный скоростемер ЗСЛ-2М одновременно показывает скорость и время, считает пробег и оставляет на бумажной ленте запись о движении, торможении и работе связанных устройств. Чтобы уверенно читать ленту, сначала полезно проследить путь движения внутри прибора: от колеса локомотива через приводной вал к измерителю, часам и регистрирующему механизму.

О серии. Это редакционный разбор главы 1 книги Л. Е. Венцевича «Локомотивные скоростемеры и расшифровка скоростемерных и диаграммных лент» (М.: УМК МПС России, 2002), печатные страницы 10–42. Рисунки 1–16 и таблицы 1–5 взяты из этого издания. Описания конструкции и значения относятся к прибору и документам своего времени; для эксплуатации и ремонта нужно руководствоваться действующей документацией.

1.1. Как связаны узлы ЗСЛ-2М

Колесо локомотива через редуктор вращает приводной вал скоростемера. Реверсивное устройство передаёт вращение основной оси в одном направлении при движении как вперёд, так и назад. От основной оси зубчатые передачи ведут к измерителю скорости, механизму подзавода, лентопротяжному механизму и счётчику километров. От приводного вала отдельно работает регистратор направления движения.

Часовой механизм, устройство записи и индикатор тормозного давления имеют собственные роли. Их данные сходятся на одной ленте: писцы наносят линии, иглы делают проколы, а электромагниты отмечают состояния локомотивной сигнализации. Две общие схемы помогают увидеть прибор как систему, а не набор разрозненных деталей.

Рисунок 1: Общий вид скоростемера ЗСЛ-2М
Рис. 1. Общий вид скоростемера ЗСЛ-2М. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, вкладка.
Рисунок 2: Общая схема скоростемера ЗСЛ-2М
Рис. 2. Общая схема скоростемера ЗСЛ-2М. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, вкладка.

1.2. Приводной вал и реверс

При переднем и заднем ходе колесо меняет направление вращения приводного вала. Пара конических шестерён, храповые вырезы и подпружиненные «собачки» выбирают нужную ветвь передачи так, чтобы основная ось скоростемера продолжала вращаться в одну сторону. Редуктор привода подбирали с учётом диаметра колёс конкретного локомотива: иначе показания пути и скорости перестали бы соответствовать движению.

На рисунке 3 удобно проследить детали реверса сверху вниз: основную ось, коническую шестерню, храповую защёлку, «собачку» и приводной вал. Это объясняет, почему направление движения записывается отдельным механизмом, хотя счётчик пробега продолжает отсчитывать путь в обе стороны.

Рисунок 3: Приводной вал с реверсивным механизмом
Рис. 3. Приводной вал с реверсивным механизмом. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 12.

1.3. Измеритель скорости и подзавод

Измеритель совмещает сегментное устройство, отслеживающее пройденный путь, с часовым ходом, задающим интервал измерения. Их совместная работа превращает движение привода в показание скорости. Передача приводит указатель на циферблате и механизм записи скорости на ленте. Схема рисунка 4 показывает сегмент, ролики, рейку, баланс, анкерную вилку и зубчатые передачи в одной кинематической цепи.

Часовой ход измерителя нуждается в запасе энергии. Механизм подзавода получает вращение от привода локомотива и поддерживает натяжение пружины во время движения. Это отдельная функция от ручного завода часов суточного времени. На рисунке 5 видны барабан, пружина, храповое колесо и «собачки» механизма.

Рисунок 4: Измеритель скорости
Рис. 4. Измеритель скорости. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 14.
Рисунок 5: Механизм подзавода
Рис. 5. Механизм подзавода. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 17.

1.4. Как фиксируется направление движения

Регистратор заднего хода связан с приводным валом через втулку с фиксатором и коромысло. При движении вперёд втулка не приводит писец в колебание, поэтому на ленте остаётся тонкая линия. При движении назад зуб фиксатора вводит механизм в работу: писец быстро отклоняется, а запись выглядит как широкая тёмная полоса. Автор отдельно предупреждает о смещении этой отметки относительно записи скорости и времени — при чтении ленты линии нельзя сопоставлять без учёта положения писцов.

Рисунок 6: Регистратор направления движения
Рис. 6. Регистратор направления движения. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 19.

1.5. Часы скоростемера

Часы показывают суточное время на циферблате и продолжают регистрировать его на ленте даже во время стоянки. В отличие от измерителя скорости, их ход действует независимо от остальных узлов скоростемера. Источник энергии — заводная пружина часового механизма. На развёрнутой схеме рисунка 7 видны барабан, передача, минутная и часовая рейки, а также детали, формирующие отметки времени.

Рисунок 7: Часовой механизм
Рис. 7. Часовой механизм. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, вкладка.

1.6. Минутная линия и часовые проколы

Для записи минут и отметки часов служат две рейки. Минутная рейка поднимает писец, а при её спаде на ленте появляется характерная вертикальная линия. Механизм с кулачками и регистратором получасов повторяет этот цикл дважды в час. Часовая рейка, игла и рычаг отвода накола устроены так, чтобы часовой прокол возникал один раз в час, а не при каждом получасовом спаде.

Из-за этой кинематики при расшифровке нужно различать постепенную линию минут, резкий спад и отдельный прокол часа. Их взаимное положение важно и при движении, и при стоянке.

1.7. Регистрирующий механизм

Под откидной крышкой собраны лентопротяжный валик, писцы и писцедержатели, пружины, толкатели и электромагниты. Через окно можно наблюдать движение ленты и писцов. Рисунок 8 показывает две стороны механизма: место записи и электромагнитные узлы, которые изменяют положение соответствующих писцов.

Рисунок 8: Регистрирующий механизм
Рис. 8. Регистрирующий механизм. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, вкладка.

1.8. Запись сигналов АЛСН и связанных устройств

Электромагнитные реле фиксируют на ленте положение электропневматического клапана ЭПК-150 и показания жёлтого, жёлтого с красным и красного огней локомотивного светофора. В исполнении с пятым реле записывается также состояние САУТ. Якорь электромагнита через толкатель перемещает писец; после обесточивания пружина возвращает его в исходное положение. Поэтому полосы на ленте отражают работу цепей, а не только движение самого локомотива.

1.9. Писец: маленькая деталь, от которой зависит читаемость

Писец состоит из корпуса, стержня, пружины, шайбы и винта. При недостаточном прижиме линия становится слабой; чрезмерный выступ стержня может повредить ленту, а неверная жёсткость пружины — нарушить работу рейки или порвать бумагу. В пособии приведены размеры и усилия для прибора своего периода выпуска. Рисунок 9 помогает понять устройство писца без переноса этих ремонтных значений в современную инструкцию.

Рисунок 9: Писец в сборе
Рис. 9. Писец в сборе. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 26.

1.10. Контактное устройство

Контактное устройство связано с осью указателя скорости. Кулачковые шайбы и контактные пружины замыкают или размыкают цепи при определённом положении стрелки. В книге описана его связь с контролем скорости у сигналов и проверкой бдительности. Схема рисунка 10 показывает корпус, вал, шайбы и контакты, а также объясняет, почему настройка контактов зависит от показания скорости.

Рисунок 10: Контактное устройство
Рис. 10. Контактное устройство. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 27.

1.11. Как лента проходит через механизм

Лентопротяжный валик получает вращение через передачу от основной оси. Его иглы одновременно ведут ленту и оставляют три ряда километровых проколов. Нижний и средний ряды ограничивают поле скорости, средний и верхний — поле времени. По книге соседние проколы разделены 5 мм ленты и соответствуют километру пути.

Отработанная лента наматывается на ведущую катушку. Фрикцион допускает её проскальзывание по мере роста диаметра рулона: без него натяжение увеличивалось бы и бумага могла бы порваться. Схема рисунка 11 показывает валик, катушки, храповое и фрикционное устройства.

Рисунок 11: Лентопротяжный механизм
Рис. 11. Лентопротяжный механизм. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, вкладка.

1.12. Поля и разметка скоростемерной ленты

Лента — специальная бумага с покрытием, на котором металлический стержень оставляет читаемый след. Автор приводит два исторических состава покрытия: они сохранены ниже как изображения таблиц 1 и 2, чтобы числовые значения и обозначения можно было сверить с оригиналом.

Таблица 1: Состав покрытия скоростемерной ленты: первый вариант
Таблица 1. Состав покрытия скоростемерной ленты: первый вариант. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 31.
Таблица 2: Состав покрытия скоростемерной ленты: второй вариант
Таблица 2. Состав покрытия скоростемерной ленты: второй вариант. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 32.

На ленте напечатаны линии скорости и времени. Книга описывает варианты для шкал до 150 и до 225 км/ч. Если шкала ленты и скоростемера не совпадала, чтение требовало пересчёта; соответствия из источника приведены в таблице 3. При расшифровке нужно также учитывать смещение отдельных писцов и то, где именно проходят нулевая линия скорости, линия времени и линия тормозного давления.

Таблица 3: Соответствие делений шкал скорости
Таблица 3. Соответствие делений шкал скорости. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 34.

1.13. Счётчик километров

Группа цифровых барабанов суммирует пробег независимо от направления движения. Ведущий барабан через трибы передаёт каждый полный десяток следующему разряду. На рисунке 12 показаны барабаны, оси, зубчатая передача и храповая «собачка». Счётчик нужен не только машинисту: в историческом порядке обслуживания его показания использовали при учёте работы и испытаний прибора.

Рисунок 12: Счётчик километров
Рис. 12. Счётчик километров. Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 35.

1.14. Индикатор тормозного давления

Индикатор преобразует изменение давления в перемещение писца на скоростемерной ленте. В корпусе находится сильфон с пружиной: воздух воздействует на сильфон, шток передаёт движение рычагу, а тот — писцу. В книге сопоставлены два исполнения: с верхним пределом 6 и 8 кгс/см². Их конструкции показаны на рисунках 13 и 15, а зависимость подъёма писца от давления — на рисунках 14 и 16.

Рисунок 13: Индикатор тормозного давления до 6 кгс/см²
Рис. 13. Индикатор тормозного давления до 6 кгс/см². Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 38.
Рисунок 14: График подъёма писца при давлении до 6 кгс/см²
Рис. 14. График подъёма писца при давлении до 6 кгс/см². Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 40.
Рисунок 15: Индикатор тормозного давления до 8 кгс/см²
Рис. 15. Индикатор тормозного давления до 8 кгс/см². Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 40.
Рисунок 16: График подъёма писца при давлении до 8 кгс/см²
Рис. 16. График подъёма писца при давлении до 8 кгс/см². Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 42.

Таблицы 4 и 5 сохраняют исходные соответствия давления, перемещения писца и положения линии на ленте для обоих вариантов индикатора. Их следует читать вместе с конкретной шкалой и редакцией прибора; они не заменяют актуальную поверочную документацию.

Таблица 4: Положение писца индикатора до 6 кгс/см²
Таблица 4. Положение писца индикатора до 6 кгс/см². Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 39.
Таблица 5: Положение писца индикатора до 8 кгс/см²
Таблица 5. Положение писца индикатора до 8 кгс/см². Источник: Л. Е. Венцевич, 2002, с. 41.

Что связывает всю главу

ЗСЛ-2М получает сведения о движении от механического привода, а о времени — от самостоятельных часов. Писцы объединяют эти данные с состояниями сигнализации и тормозной системы на одной бумажной ленте. Поэтому расшифровка начинается с понимания устройства: какой узел оставляет каждую линию, какие отметки смещены относительно других и какие условия способны исказить запись. Именно этим вопросам посвящена следующая глава книги.

Источник: Л. Е. Венцевич. «Локомотивные скоростемеры и расшифровка скоростемерных и диаграммных лент». М.: УМК МПС России, 2002. Глава 1, с. 10–42. Все 16 рисунков и пять таблиц извлечены из предоставленного скана, кадрированы и слегка обработаны для чтения; обозначения деталей не перерисованы.

Другие главы книги

  1. Глава 1. ЗСЛ-2М: устройство и принцип действия

  2. Глава 2. Погрешности скоростемера ЗСЛ-2М

  3. Глава 3. Как читать скоростемерную ленту

  4. Глава 4. Расшифровка скоростемерных лент

  5. Глава 5. КПД-3 и диаграммная лента

← Назад к списку