1876 год. Чертеж машины парохода "Истобенец".

Подробности

Опубликовано 24.11.2021 00:01

Технический сборник. Журнал открытий, изобретений и усовершенствований по всем отраслям промышленности. № 6, июнь 1876 г.

КРАТКИЙ ОЧЕРК ПАРОХОДНЫХ МАШИН ВОЛЖСКАГО БАССЕЙНА.

В) Машины Вульфа с 2-мя цилиндрами.

Один из главных недостатков машин с 2-мя неподвижными цилиндрами составляет, как мы уже видели, их чрезвычайная растянутость, т. е. их громадное разстояние между цилиндрами и громадный объем помещения, занимаемаго машиною. Длинная соединительная труба между цилиндрами в подобных машинах имеет огромную поверхность охлаждения, в большинстве случаев очень дурно покрытую непроводниками теплоты и всегда имеющую более или менее значительное влияние на температуру и упругост разширяющагося пара. Кроме того, довольно значительный колебания в упругости разширяющагося пара, происходящия при выходе его из малаго цилиндра в большой, не достигают в полной силе большаго цилиндра и поэтому не вполне передают работу разширения поршню большаго цилиндра. Соединительная труба между цилиндрами, с ея громадным объемом и при значительной длине, в подобных машинах хотя и служить необходимым регулятором давления, но в то же время представляет собою вредное пространство, уменьшающее полезное действие разширяющагося пара. И хотя этот последний недостаток составляет уже необходимое условие всякой двух-цилиндровой Вульфовой машины с разновременным ходом поршней; но в машинах, имеющих более короткую соединительную трубу и при этом более широкую (для достижения необходимая» объема ея), уменьшается трение переходящаго пара и получается меньшая поверхность охлаждения; кроме того, такия машины могут иметь более значительную скорость поршней, так как всякое изменение упругости распииряющагося пара в одном конце соединительной трубы быстрее и правильнее распространяется по всей длине ея и, следовательно, скорее передается от одного поршня к другому; разность давлений под поршнем малаго цилиндра и над поршнем большаго цилиндра в подобных машинах получается гораздо менее, чем в машинах с более длинной соединительной трубой, и полезное действие расширяющагося пара увеличивается. Это уменьшение длины соединительной трубы достигается само собой в машинах 2-го типа, т. е. с качающимся малым цилтидром и неподвижными, большим. Такия машины занимают гораздо меньшее помещение, имеют очень немногосложную конструкцию и могут приносить несколько больше полезнаго действия, чем машины перваго типа. Не смотря на это, оне очень мало распространены в Волжском буксирном пароходстве. Кажется, что до 1873 года машину этаго типа, имел только один буксирный пароход Иоанн Златоуст, во 120 номинал. сил, построенный около 15 лет назад на одном из заводов гг. Шепелевых, механиком В . Джонс; да и этот пароход был очень неудачно конструирован и только после многократных переделок и исправлений мог приносить сколько нибудь приличные результаты. Автор проектировал оргинальную машину этаго типа и имел случай построить ее в двух экземплярах: 1) в 1873 году, в 30 номинал. сил, для парохода "Истобенец", чертеж котораго здесь представляется; и 2) в 1875 году, в 35 номинал. сил; для парохода "Казнаков", по заказу пароходства по р. р. Западной Сибири, Товарищества Колчина и Игнатова. Оба — товаро-пассажирные и первый из них имеет деревянный корпус с осадкою 12 вершков и работает в р. р. Вятке и Каме; корпус втораго парохода — железный, с осадкою 10 вершков.

При проэктировании этих двигателей было употреблено всевозможное старание, чтобы достигнуть простоты, легкости и немногосложности конструкции вместе с практическими удобствами и экономией в топливе. Существует мнение, что при такой небольшой силе двигателя и при мелкой осадке парохода всего удобнее употреблять машины высокаго давления, как самыя простейшия и имеющия наименьший относительный вес. Что касается до простоты системы, то — конечно — машины высокаго давления в этом отношении всегда будут иметь на своей стороне преимущество. Но если дело идет о постройке такого двигателя, который, при наименьшем собственном весе и наименьшем весе расходуемаго им в какой либо определенный промежуток времени (напр. в 1 сутки) топлива, вместе с тем мог бы развивать наибольшую двигательную силу; в таком случае преимущество останется на стороне той системы машин, которая, при одном и том же парообразовании, дает наибольшее количество полезнаго действия и требует наименьшаго расхода топлива. Таким обраэом, это будет машина системы Вульфа с возможно высоким давлением пара и при возможной простоте конструкции. Излишек веса собственно машины в таком двигателе вполне вознаградится уменьшением веса котлов, заключающейся в них воды и необходимаго запаса топлива. Вместе с тем достигается наивыгоднейшее иользование силою пара и соблюдаются коммерческие интересы. На оборот, машина высокаго давления без охлаждения хотя и будет иметь меньший вес, чем машина всякой другой системы, но она потребует гораздо большаго парообразования, a следовательно и большей поверхности нагрева, большей величины и большаго веса котла; и вместе с тем она будете расходовать почти двойное количество топлива, что при суточном запасе его представить также порядочное увеличение веса парохода. Для парохода в 30 ном. сил, машина высокаго давления без охлаждения будет расходовать около 10 сажен дров в сутки; а машина системы Вульфа, при той же силе, расходуете от 5 до 6 сажен. Следовательно, при потребности иметь ежесуточный запась топлива, пароход будет нагружаться каждый раз лишним пятериком дров, который весит около 450 пудов. Избыток веса машины системы Вульфа, пред машиною высокаго давления без охлаждения, в данном случае не превысить этой цифры; a уменьшение веса котла (вследствие уменьшения его нагревательной поверхности) будет служить чистым выигрышем в весе всего двигателя.
Прилагаемый чертеж изображает в нескольких видах машину парохода "Истобинец". Фигура 1-я представляете продольный разрез машины; фиг. 2-я — план ея; фиг. 3-я — поперечный разрез большаго цилиндра; фиг. 4-я — поперечный разрез конденсатора, теплаго ящика и воздушнаго насоса.
Главные валы с своими подшипниками лежать на 2-х чугунных рамах, поддерживаемых вертикальными, железными, точеными колонами своими концами укрепленных к двум главным машинным бимсам судна. От этих рам к обоим паровым цилиндрам, по направлению действующих сил, идут очень легкия, точеныя, железныя связи, из которых некоторые связи непосредственно привернуты к лапам большаго цилиндра, а другие связи укреплены к чугунным подушкам, на которых качается своими цапфами малый цилиндр.
Впереди большаго цилиндра находится воздушный насос, конденсатор
и теплый яицик, отлитые в одну штуку и прикрепленные своими лапами к кильсонам судна, к большому цилиндру и к нижним фундаментным рамам. Эти последния укрепленн также к кильсонам судна, а противоположными концами своими скреплены посредством болтов с цапфовыми подушками, средине принимают на себя нижние концы вертикальных колонн, на которых укреплены верхния главныя рамы. Цапфовыя подушки кроме того, связаны между собою посредством железной точеной свяэи. Один из главных бимсов с именно тот, с которым скреплѳны длинные концы главных рам, во избежание провисания имеет под собою также легкия, точеныя, железныя колонны, верхния части которых обделаны в форме развилки и обхватывают сосдвнительныя связи большаго цилиндра, a нижния укрепляются посредством болтов к лапам воздушнаго насоса. Чугунныя, главный рамы связаны еще между собою посредством двух железных широких строганых досок, соединенных особенным образом с главными машинными бимсами. Таким образом, зта система скрепления связывает между собою все главныя детали машины, составляя как бы одно целое и представляя значительную прочность постройки вместе с легкостью и дешевизною ея. Все детали этой системы скрепления расположены по направлению действуюпиих сил и, подвергаясь только сдавливающим и разрывающим усилиям двигателя, вместе представляют полную гарантию прочности и долговечноети.
Воздушный насос двойнаго действия и поршень его соединен штоком непосредственно с поршнем большаго цилиндра, от котораго и получает свое движение. Такое устройство очень просто и устраняет употребление контр-балансов, тяг, или эксцентриков и т. п,; не имея никаких движущихся сочленений, оно не имеет надобности в смазке, или в присмотре, и не требует ни какого ремонта. Главный шток большаго цилиндра продолжѳен вниз и проходя сквозь длинную медную втулку и сальник задней крышки цилиндра, представляет таким образом весьма надежное направление для поршня и устраняет возможность всякаго влияния от сопротивления воздушнаго насоса на правильность движения поршня большего цилиндра. На верхний конец главнаго штока большаго цилиндра насажен чугунный ползун, работающий в направляющих полозках, отлитых вместе с воздушным насосом. Этот ползун принимает на себя нижнюю головку шатуна, который и передает движение поршня большаго цилиндра общей кривошипной цапфе и валам. Малый цилиндр — качающийся и движение поршня его прямо передастся поршневым штоком той же самой кривошипной цапфе и валам. Эксцентрики по два на каждый цилиндр, насажены на тот из гребных валов, кривошип котораго соединен на мертво с общей кривошипной цапфой. Они сочленяются посредством тяг и бугелей с кулиссами Стефенеона, качающимися на своих поводках, концы которых соединены шарнирами с двумя коленочками, укренлснннми на общем валике. На валике этом укреплена также длинная вертикальная ручка замком, посредствомы которой и производится поднятие и опускание кулисс, a вследствие этаго и перемена хода машины.
...
Главнейшия данности машины парохода "Истобенец" в 30 номин. сил, построенной механ. завод. И. С. Колчина, в Нижнем Новгороде.
...
Судно - Деревянное
Длина по грузовой ватер линии - 135' ,
Миделевая ширин с общшвкою - 17' 6 "
Осадка с водою в котлах и дровами - 1' 9."
Полное водоизмещение - 5505 пудов
...
Опыты, произведенные над пороходом "Истобенец" в навигацию 1873 года, дали весьма удовлетворительные результаты.
Скорость парохода против течения, при работе порожнем, простиралась от 12 до 13 верст в час; что при его громадном судне представляет весьма приличную скорость.
С 3,500 пудов груза, положенных в самый корпус парохода, "Истобенец" сделал рейс от Нижняго-Новгорода до Перми и с точно таким же грузом обратно — в течении 13 суток, при чем скорость его против течения была около 9 верст в час, а осадка равнялась 3 футам.
Наконец, проданный г. Стойлову он ввел в Каму против течения три малых баржи с общим грузом 30,000 пудов, при скорости от 3 до 3,5 верст в час.
Количество сжигаемаго топлива = от 5 до 6 сажень в сутки.
Принимая, как и прежде, коефициент сопротивления движению парохода в спокойной воде = 0,45 фунтов на квадратн. фут площади погруженнаго сечения и скорость течения — равною 2,5 верст в час, мы получим, что полезная работа парохода в 1-м случае, при наименьшей общей скорости движения = 14,5 верст в час.
...
По неимению размеров употребленных барж, мы не можем воспользоваться для своих выводов третим случаем. Впрочем, это и не особенно важно, так как назначение "Истобенца" — быть товаро-пассажирным, но не буксирным пароходом.
...
В. Калашников.