D. Haki i uclia
V. TŁOKI, TŁOCZYSKA I DŁAWNICE (TŁOCZNIAKI)
2. Tłoki ze szczeliwem metalowem stosują się przy wysokich temperaturach. Jeżeli tlok jest
ba rd zo d łu g i, to uszczelnienie tworzy cała je
go powierzchnia dotarta do prześwitu cylindra.
Tłoki tego rodzaju, z żelaza lanego, spotyka się przy silnikach gazowych i t. p. Do pomp, zwła
szcza zaś sikawek (rys. 367), i do pomp skrapla
czy i t. p. stosują tłoki ze spiżu, pracujące w cy
lindrach bądź to spiżowych, bądź też prz3'naj- mniej wyłożonych tulejami spiżowemi.
Tłoki krótkie uszczelniają się metalowymi, szczellwnymi pierścieniami tłokowymi, wpaso
wanymi w rowki na obwodzie tarczy tłoka.
Pierścienie te bywają najczęściej lanożelazne (żeliwne). Jeżeli pier
ścień ma być s a m o p r ę ż n y , to toczy się go na średnicę większą, wycina z niego kawałek a — ts> 0,1 D, (rys. 368), ściąga okleszczką do właściwej średnicy i przetacza zlekka na średnicę cylindra D.
Przedział zakrywają zachodzące na siebie niedocinki lub oddzielna wkładka. Przedziały kilku pierścieni na jednym tłoku powinny się mijać nawzajem.
Rys. 367.
W y m ia r y p ie r ście n i zależą od bu
dowy tłoka. Pierście
nie nasadzane na tłok całkowity (rys. 368) otrzymują albo gru
bość jednolitą: ‘/jo
D, albo też grubość największą:' s >/»
D, która się stopnio
wo zmniejsza ku prze
działowi, aż do war
tości 0,7 s.
Wysokość b — 2.i.
Pierścienie nasa
dzane na tłok roz
dzielny, po zdjęciu oddzielnej pokrywy
(rys. 377), miewają grubość s = l/w D, zmniejszającą się na przedziale do 0,7 «, b = x do 1,5
« = 0,075 D;
Jeżeli pierścienie szczeliwne nie są sa- moprężne, to zakłada się pod nie
pier-Rys. 308.-'
544 Dział piąty. — Części maszyn.
Rys. 371.
ś c ie ń r o z p r ę ż n y , który przyciska je zazwyczaj ró
wnocześnie i do cylindra i dó boków zatoczeń tłoka (w kierunku osi). Rys. 370 przedstawia układ, w któ
rym wyprężenie powstaje wskutek ściągnięcia śrubami pokrywy tłoka. W układzie rys. 372 kliniki wyprężają sprężynę falistą. Sprężyna zwijana śrubowo w pier
ścień, elipsowata (rys. 373) lub: trapezowata (rys. 371).
Kadłub tłoka bywa bądż- . to w k lę s ły , a natenczas odkuwany, lub dwuwklęsły, (p. rys 368), bądź też w y
d r ą ż o n y . Tłoki w k lę s łe stosują przeważnie z odlewu stalowego (tłok szwedzki, do młotów parowych, do sto
jących silników parowych, zwłaszcza na parowcach p.
rys. 368, 369, 373, 375, 376).
Tłoki w y d r ą ż o n e
odiewa-372.
Rys.
369-Rys. 376.
ście, denku tłoka (rys. 379), lub na jego obwodzie (rys. 377); albo też tłoki wydrążone bywają rozdzielne, składające się z dwóch denek, (rys. 370. 378, 380), których obrzeża zazwyczaj \Vspólnie służą za
Rys. 377. Rys. 378.
opory pierścieniom tłokowym. Denka te łączą się ze sobą łbiakami o naśrubkach wykonanych ze spiżu, ze względu na rdzewienie, a po
Podręmiik techniczny. T. I. 3o
V. T łoki, tłoczyska i dław niro (tioc/.niaki). 545 ją się albo w całości z żelaza lanego (rys. 374), a natenczas ziemię formierską wydłubuje się przez otwory rdzeniowe, zostawione w
pia-Bys. 374. Rys. 3(0.
546 D ział piąty. — Części maszyn.
siadają one nadto dziury gwintowane na śruby odporowe. Często naśrubek tłoezyska służy zarazem za zlączniak obu połówek tłoka (p. rys. 380).
Wszystkie śruby należy jak najstaranniej zabezpieczać od rozluź
nienia się.
Pierścienie, wskutek zmiany kierunku ruchu tłoka, zbijają się nietyl- ko same, ale i wbijają się w obrzeża rowków tłoka, trzeba je przeto wy
mieniać po pewnym czasie. Celem ułatwienia tej czynności, tłok przedsta
wiony w rys. 375, otrzymał sam całą część zewnętrzną łatwo zamienną.
Wielkie tłoki należy budować na zasadzie obliczenia ich wytrzy
małości. *)
Rys. 379. Rys. 380.
Osadzenie ttoków na tłoczysku dokonywa się przez dociśnięcie ich naśrubkiem lub klinem na stożkowate zgrubienie tłoezyska, któ
re dociera się do stożkowatej dziury w samym tłoku. Kąt wierz
chołkowy stożka 8°. Ciśnienie na powierzchnię stożka nie powin
no przekraczać 400 kg/cm2, a ciśnienie na powierzchnię gwintów śruby 200 kg/cm2.
Tłoki kształtu przedstawionego w rys. 375, odkuwają się niekie
dy w całości, wraz z tłoczyskiem, zwłaszcza w zastosowaniu do młotów parowych i t. p.
c. Tłoki z zaworami.
Do pomp podnoszących używają się tarczowe tłoki z otworami, stanowiące zarazem gniazdo zaworu. Na zawory stosują: klapy gu
mowe (rys. 331, np. do pomp skraplaczy) lub skórzane (rys. 382, np.
do pomp studziennych), albo grzybki metalowe (w nurnikach
wy-■) Zeitschr. d. Y. d. Intr. Wytrzymałość i tarcie tłoków parowych. 1893 r str. 1084 i 1890 r. str. 85.
V. Tłoki, tłoczyska i dławnico (tłoczniaki). 547 drążonych, np. pomp Rittinger’a). Przekrój otworów powinien być dostateczny dla przepływu wody.
Wysokość uszczelnienia (rys. 381) h = 4,VD, a grubość jego s = YD, jeżeli h, s i D w mm. Wysokość uszczelniająca natloczki (rys. 382) h — 8 do 15 mm, grubość skóry = 3 do 5 mm.
l i .
Tłoczyska pracują ponajczęściej na w y b o c z e n ie (według2-gospo
sobu obciążenia, str. 346).
Oznaczamy przez:
P w kg największą wartość siły działającej w tłoczysku, l w cm długość tłoczyska, mie
rzoną od środka tłoka do osi czopa krzyżulcowego, J w cm1 najmniejszy, równi
kowy moment bezwładności przekroju tłoczyska,
E w kg/cm2 spółczynnik sprężystości danego materyału (p. str. 331, 333 i nast.),
@ stopień bezpieczeństwa przeciw wyboczeniu, a otrzymamy:
dla tłoczyska p e łn e g o , o średnicy d w cm, _ r t E J E d*
— i2'S " 2 ® ' i2 ’
548 Dział piąty. — Części maszyn.
Ik "
i
dla tłoczyska w y d r ą ż o n e g o , o średnicy zewnętrznej d2 i we
wnętrznej f/j w cm,
2 S 1‘
Stosowne wartości spóiczynnika <3 będą:
dla silników i pomp stojących:
@ = 8 do 11, jeżeli obciążenie waha się od P do zera,
© = 15 do 22 r „ „ „ „ -h P do — P;
dla Silników i pomp leżących, m a ły c h lub ś r e d n ie j wielkości, lecz o lekkich tłokach, stosownemi będą większe z podanych powyżej wartości, t. j. '© = 11, wzgl. @ = 22, albowiem oprócz siły P dzia
ła tu jeszcze gięcie spowodowane wagą tłoczyska i tłoka. W ma
szynach w ię k s z y c h lub mających ciężkie tłoki stosują tłoczyska prze
chodzące przez obie pokrywy cylindra; takie tłoczyska należy obli
czać na gięcie (rys. 383), wychodząc z założenia, że ugięcie nie ma przekraczać 1,0 do 1,5 mm. Średnicę kadiubu tłokowego wykonywa się wówczas mniejszą od średnicy prześwitu cylindra, a mianowicie o 3 do 4 krotną wartość możliwego ugięcia.
Niech w rys. 383 oznacza:
L w cm długość tłoczyska mię-
Rys. 383. dzv osią czopa
krzyżulco-( wego i osią łyżwy wspię
ci rającej koniec swobodny,
^ Gk w kg wagę tłoka, obciążają
cą tłoczysko w środku jego długości,
r Gs w kg wagę tłoczyska,
f w cm ugięcie tłoczyska w środku jego długości, a ugię
cie to (p. str. 380 i 381 sposób obciążenia 20 będzie:
, _ L * Gk + *UGS J 48 ' : E J
Ugięcie f może wzrosnąć jeszcze b a r d z o p o w a ż n io pod wpływem siły wybacza
jącej ^ l* (por. 11., str. 407). Tłoki lekkie, kute lub z wisnego odlewu stalowego, jak również tłoczyska wydrążone, przyczyniają się bardzo do zmniejszenia ugięcia z powodu mniojszej wagi własnej i większego momentu bezwładności J.
Jeżeli ciężar tłoka nie ma uginać tłoczyska, to tłok szczelnie do
pasowany do cylindra musi wspierać się na dolnej jego powierzchni.
Pierścienie tłokowe przylegają natenczas i do tłoka i do cylindra, a ciśnienie powierzchniowe
______________Gk-^-UGg_______•____ g k /cm2 Powierzchnia oparcia w cylindrze
Lecz występuje tu, nawet przy obfitem smarowaniu, opór tarcia, działający mimośrodkowo na tłok, dążący zatem do zakleszczenia tłoka, oraz do odkształcenia tłoczyska, które więc i w tym razie otrzymać musi suty przekrój.
Tłoczysko o odkształconej będącej linią prostą, chodzące zatem prosto w czasie biegu, można otrzymać sposobem wskazanym przez
V. Tłoki, tłoczyska i diawnice (tloczniaki) 549 Kollmann’a: Tloczysko odkute k rz y w o , ze strzałką równą przewi
dywanemu ugięciu, ustawiamy na tokarce krzywością ku górze, pod
pierając je na właściwej odległości L, i obciążając we właściwem miejscu ciężarem Gk, poczem toczymy je nożem krążącym dokoła niego.
Rozumie się, że przy składaniu silnika tłoczysko trzeba założyć w takiem samem położeniu, w jakiem leżało na tokarce, t. j. krzy
wością ku górze.
C. Dławnice.
Tarcie w dławnicach, podług: H. Langa (p. str. 219). niezależne od wysokości uszczelnienia, pozostaje w zależności od spółczynnika tarcia ¡x (odnoszącego się do je
dnostki obwodu, t. j. wyrażonego w kg/cm), oraz od ciśnienia p płynu i wyraża się wzo
rem: H = / ip l ) ¿r, jeżeli 1) jest średnicą tłoczyska. Podług Gallnera natomiast, (p.
str. 542) tarcie R pozostaje w żależności i od tarcia i?u przy biegu jałowym i od wy
sokości uszczelnienia, a wyraża się wzorem: R = Ił^ Ą - a D b p ¿ i, w którym, rozumie się, spółczyunik /t odnosi się do jednostki pola i wyraża się w kg/cm3. Wzór Gallner'a jest właściwym dla uszczelnień natłoczkami skórzanemi, które ciśnieniem płynu p przy
ciskają się do tłoczyska,— wzór Lang a zaś dla dławnic z nabojem szczełiwnym, z war
koczy bawełnianych lub konopnycli, przyciskanych do tłoczyska wyłącznio naciskiem dławika, a nie ciśnieniem płynu.
Okoliczności poboczne, jako to: stwardniały nabój szczeliwa, niewłaściwe jego za
łożenie, nadmierne dociśnięcie dławika i t. p. powodują tarcie, odpowiadające pewne
mu ciśnieniu pv atm. we wzorze na tarcic /i, które natenczas staje się też w ie lk o ś c ią s ta łą , niezależną od ciśnienia płynu, dla wszystkich ciśnień /> < p 0, a więc nawet dla biegu jałowego i ma wówczas wartość: R = ttp0D .t. Natomiast, gdy p > p „ . otrzy
mamy wzór: R = iL j)D n Powyżej wspomniane, niekorzystne warunki przejściowe uwzględnia się. zakładając p0 równern największemu ciśnieniu roboczemu p , a więc:
Po =
P-Jako szczeliwo używa się przeważnie warkocz konopny lub ba- wełniany, nasycony łojem lub łojkiem (talkum), nadto azbest, wresz
cie pierścienie z drzewa lub metalu. Jeżeli w rys. 384 wszystkie wymiary wyrazimy w cm, to bywa zwykle:
s = 0,8J/< i; f/l = d -i-" 2 s; heo d {. Rys. 3S4.
Gdy chodzi o uszczelnienie na wodę, mo
żna brać li nieco mniejsze, na powietrze na
tomiast nieco większe. Im wyższe jest szcze
liwo, tem dłużej trwa ono, a tem mniejszem jest też tarcie. Nabój szczeliwa uszczelnia tylko, dopóki nie straci
swej sprężystości. Rys. 385.
W rys. 385 dławnica skła
da się z d ła w n i, przylanej do cylindra^ a zaopatrzonej w spiżo
wą tu 1 ej ę d ł a w n i a n ą. 1)1 a- w ik ma podobną t u l e j ę d ł a w ik o w ą i dociąga się ś r u b a- m i d ła w i ko we m i, przecho- dzącemi przez k o ł n i e r z d ł a- w ik a . Rys. 386 przedstawia budowę odwrotną, w której dła
wik stanowi całość z cylindrem, dławnia zaś, wykonana oddziel
nie, ma k o ł n i e r z d ła w n ia - ny (jak i na rys. 384) i docią
ga się ś r u b a m i d ła w n ia - n em i.
Oznaczając przez i ilość śrub dławl- kowych, <5 (w cm) ich średnicę, p nadci- śnienie płynu w kg/cm3, otrzymujemy/
z równania (p. str. 436) :
>/i ^ (<h-->l2)-1> ■+• 3 = 170 <52 i do 135 <5= ¿, w którem (Z, i fZ oznaczono podług rys. 384.
Wartość p wypada podstawić nie mniejszą niż 3, a nadto wyjątko
wo tylko stosować śruby o ó S j 1,3 cm.
Długość tulei dławnianej (rys. 384) ma być:
hl co d dla tłoczy'sk leżących.
A[CoO,5rf dla tłoczysk stojących.
Ostatnimi czasy weszły w użycie dławnice ze szczeliwem meta- lowem (rys. 388, 389), które wymagają smarowania starannego i bez przerwy.
Rys. 38D. Rys. 390.
mm
Dławnica wedł. rys. 389 stosuje się u parowozów pruskich kolei państwowych, i posiada stożek wykonany z białego metalu o
skła-Rys. 387 przedstawia dławnicę do nurników, z natłoczkami skórzanemi i dławi
kiem dokręcanym na gwint.
Przy zastosowaniu naboju z konopi, nie należy stosować dławika dokręcanego na gwint, włókna bowiem, wchodząc między zwoje gwintu, zacinają się w nich. Lepiej będzie naciąć gwint zewnętrzny na dławni, wstawić dławik bez kołnierza, (najczęściej samą tylko tuleję) dociskając go d o k r ę t k ą d ła w ik o w ą .
Rys. 386. Rys. 387; Rys. 388.
550 Dział piaty. — Części maszyn.
VI. Napęd kortowy. 551 dzie: 15% antymonu, 20% cyny i 65% ołowiu. Dtawnica wedł.
rys. 389 stosuje się często do silników parowcowych, o dużem ci
śnieniu pary; pierścienie metalowe mają gwintowane otworki uła
twiające ich wyjmowanie z dławni. W dławnicy wedł. rys. 390 za szczeliwo służy trójdzielna tuleja z miękkiej miedzi, okolona warko
czem konopnym, który zwiększa jej przesuwalność w bok. Mary
narka niemiecka stosuje ją w coraz to szerszym zakresie.