KREU V 5. LOKOMOTIVA E AVULLIT 5.1. Klasifikimi i Lokomotivave të avullit Lokomotiva e avullit përbëhet nga: -kazani i avullit; -makina e avullit;

Transcript

1 KEU V 5. LOKOMOTIVA E AVULLIT 5.1. Klasifikimi i Lokomotivave të avullit Lokomotiva e avullit përbëhet nga: -kazani i avullit; -makina e avullit; - shasia me mekanizmat e lëvizjes (shasia, karetat, rrotat, sistemi i amortizimit dhe i frenimit). Si pjesë e veçantë e lokomotivës me avull konsiderohet edhe tenderi (mbajtësi i rezervave të ujit dhe të lëndës djegëse). Kur rezerva e qymyrit <6 tonë dhe rezervat e ujit <1 m, tenderi është pjesë e pandarë e lokomotivës. Në të kundërtën ai përbën pjesë të veçantë prapa lokomotivës. Për këtë arsye lokomotiva të tilla lëvizin me trena në një drejtim Lokomotivat e avullit klasifikohen: a) Sipas gjerësisë së linjës; - normale, me gjerësi linje 145 mm; - të ngushta, me gjerësi linje mm; -të gjera, me gjerësi linje mm; b) Sipas punës që kryejnë: - Për manovër (MM) - Për trena mallrash (M), me të rrotave mm, dhe V= km/h. - Për trena udhëtarësh ((/), me të rrotave mm dhe V= km/h. - Për trena të shpejtë (Sh), me të rrotave dhe V > 110 km/h. Në vende të ndryshme lokomotivat e avullit marrin simbole të ndryshme. c) Sipas sistemit të rrotave. Tek ne dhe në shumë vende të tjera shënohet me tre shifra (p.sh...1), ku : - shifra e parë shënon numrin e çifteve të rrotave të para drejtuese, të lira, të palidhura me bjellat. - shifra e dytë shënon numrin e çifteve të rrotave motorike, të lidhura me bjella. - shifra e tretë shënon numrin e çifteve të rrotave të prapme drejtuese, të lira. Po kështu shënohen edhe në Itali, France etj. Në Gjermani, njësoj shënohet shifra e parë dhe e treta, ndërsa numri i mesit shënohet me germë (A=1, B=, C= etj.) Në Angli, shënohen me numrin e rrotave. Në USA, sistemi i rrotave nënkuptohet nga emra të lokomotivave ose shkronja. d) Gjithashtu lokomotivat e avullit dallohen edhe nga tregues të tjerë, pesha në aks, presioni i avullit, konstruksioni i shasisë, lloji i makinës me avull lloji i lëndës djegëse etj. Ka lokomotiva me avull të njomë dhe me avull të thatë me motorë me një dhe dopjo ekspansion, distribucion të sheshtë ose cilindrik etj Pak histori. Pas lokomotivës së parë me avull të Stephenson në 185, Locomotion, për shërbim publik, me 0 HP dhe 5 km/h, në përpjek për të rritur sipërfaqen e ngrohjes në kaldajë dhe fuqinë e lokomotivës, u ndërtua në vitin 189, po nga Stephensoni dhe i biri, lokomotiva ocket dhe, me kohë vazhduan përpjekjet për ndërtimin e lokomotivave më të mëdha e më të përsosur Pesha e lokomotivës, nga 4,5 tonë në lokomotivën ocket, u rrit në 0 tonë në lokomotivën Crampton, në 1850, në 50 tonë në Express, 1900 dhe deri në 15 ton në Mountain, në 191. Prodhimtaria orare e avullit është rritur nga 800 kg/orë tek Fusee Stephensonit, në 5000 kg/orë në Crampton, në kg/orë në Ekspress, në kg/orë në lokomotivat e fundit evropiane dhe

2 deri në kg/orë në lokomotivat më të mëdha amerikane. Presioni i avullit në kaldajë është rritur nga.5 atm. në 189, në 7 atm. në 1850, në 16 atm. në 1900 dhe deri në 0 atm pas vitit 190. Fuqia specifike është rritur nga 5.9 HP/ton, në 189, në 15 HP/ton n Cromoton, në 1 HP/ton në Compound në 1890 dhe deri në 5,4 në HP/ ton në Mountain. Shpejtësia maksimale e projektuar e lokomotivave është rritur nga 8 km/h në ocket (189), në 100 km/h (186), në 14,8 km/h në lokomotivë The Great Western (1846), në 16,5 në The Cornwall (1850), në 19.6 lokomotivën Pearson (1859), në 144 km/h në Crampton (1889), në 156, km/h në Central të New Jersey (189), në 181 km/h në New York Central nga lokomotiva 999 (189), në 00 km/h në trenin Pennsylvania me dy vagon dhe në 05 km/h po në trenin Pennsylvania, të tërhequr nga lokomotiva Atlantik Të dhëna për disa lokomotiva. Në vende të ndryshme ekzistojnë shumë tipa lokomotivash me avull të fuqive dhe madhësive te ndryshme nga disa qindra deri në disa mijëra HP. Po japim në tabelën e mëposhtme disa nga tipat e disa shteteve. Tipi i lokomot. Ne vendin tonë Tkt-48 Pol Itali: USS 48 y Cy ИC CO Δ Gjermani: Grupi 05 Grupi 81 Grupi 45 Angli: J 50 Mer. Navy SHBA L- J-L Sistemi i rrotave Shpejtësia konstrukt. Km/h Pesha e plotë ne gjendje pune tonë Pesha në aks tonë Fuqia e forca tërheqëse kg HP 1600 kg HP 100 HP 1750 HP kg kg 7100 kg 0900 kg 500 kg kg 5000 kg 6600 kg 1600 kg 0000 kg 400 kg 7700 kg 7600 kg Presioni i avullit kg/cm Numri i cilindrave Diametri i cilindrit mm

3 A MZ kg kg Përcaktimi i karakteristikave kryesore te lokomotivës Forca e lëvizjes, e tërheqjes, pesha, fuqia. Me forca kuptojmë : 1. Forcën indikatore (F t ), që zhvillohet nga makina me avull (cilindri).. Forcën tangjente në rrethin e rrotës (F rr ), përafërsisht e barabartë me forcën mesatare gjatë një rrotullimi të rrotës. Kjo përfaqëson forcën e lëvizjes.. Forcën tërheqëse në ganxhë (F g ), më e vogël se (F rr ) në madhësinë e rezistencave të lokomotivës. Madhësia e këtyre forcave përcaktohet: a- Nga prodhimtaria e kazanit: 70ZmH av Frr Dm V N k ku : V-shpejtësia e lëvizjes. Z m - konsumi i avullit në makinë për 1 m sipërfaqe ngrohëse të kazanit në orë (në kg/m orë). Kjo madhësi varet nga konstruksioni i kazanit (kryesisht nga H/), sasia dhe lloji i lëndës djegëse dhe nga gjendja e kazanit. Zakonisht ajo luhatet nga 560 kg/m orë. (H- sipërfaqja e ngrohjes, -sipërfaqja e skarës). H a -sipërfaqja e avullimit (që takon me ujin) të kazanit, në m. D m /N k - konsumi specifik i avullit, në kg/hp orë. Zakonisht është 710 kg/hp orë, në vartësi nga shpejtësia, prerjet (ndarjet e shpërndarësit), temperatura e mbinxehjes së avullit dhe ekonomizimi i përgjithshëm i lokomotivës. b- Nga makina e avullit: nc d s rr i m i m F F 0.97 p kg D ku : koeficienti i zvogëlimit të sipërfaqes së punës të pistonit nga sipërfaqja e seksionit të boshtit të pistonit. η m - koeficienti i dobishëm që përfaqëson humbjet mekanike deri në rrotë; n - numri i cilindrave ; d - diametri i cilindrit, në cm ; s - hapi i pistonit, në cm ; D - diametri i rrotës motorike, në cm. p i - presioni mesatar indikator në cilindër, në kg/cm. Pra: ( pi pk kg/cm ) - koeficienti që përfaqëson humbjet e presionit nga kazani në cilindër.

4 nc d s rr i m k m F F 0.97 p kg D nc d s 0.97 p k M Grupi D (M- Moduli i forcës). Kështu: F M kg rr m Madhësia η m - varet nga : Prerjet ose ndarjet e shpërndarësit të avullit ( ε) Shkalla e hapjes së rregullatorit të avullit ( ) Shpejtësia (V). c - Nga pesha dhe aderenca. Në përcaktimin e forcës në traksionin e lokomotivave të avullit duhet të kemi parasysh: 1 - koeficientin e fërkimit rrotë-shinë (µ). Për të mos pasur rrëshqitje do të duhej që : F 1000 G kg rr n - Peshën e ngarkesave (G n - pesha e vet e lokomotivës plus peshën e rezervave të ujit e të qymyrit), që ushtrojnë mbi shinë gjithë rrotat motorike (rrotat e lidhura me biella). Kjo peshë, në praktikë, nuk është e njëjtë (në vartësi nga gjendja e rezervave të ujit, qymyrit etj.). Prandaj, forca lëvizëse për rastin ekstrem (regjim pune pa asnjë rezervë uji e qymyri) do të duhej të llogaritej për ngarkesën (G), që përfaqëson peshën vetiake të lokomotivës mbi rrotat motorike (pa rezerva uji e qymyri). G = 1 G n - Gjithashtu forca nuk është e njëjtë gjatë një cikli rrotullimi por në vartësi të kohëve të makinës (sinusoidale) dhe të numrit të cilindrave të sfazuar në kohë (për të zbutur diferencën midis forcës mesatare dhe asaj maksimale). Fe Fe = 1; Fmax F max f( n, ); n = numri i rrotullimeve dhe ε = shkalla e mbushjes së cilindrit sipas prerjeve të shpërndarësit. Nga sa më sipër, që të mos ketë rrëshqitje : F G max 1000 n F 1000 G e Sipas parimit të aderencës, forca lëvizëse është : F 1000 G, rr ku = koeficienti i aderences ( ) Në nisje nga gjendja e qetësisë, kur V = 0: = 0, për shina të spërkatura me rërë; = 0,5 për shina të thata; n n

5 avull. = 0,1 për shina të mbuluara me akull; - gjatë lëvizjes ndryshon në raport me shpejtësinë (V > 0). o - koeficienti i aderencës në nisje për shina të thata, në vartësi nga lloji i cilindrave, sipas rastit është : Për cilindra të kombinuar me sfazim 90, o = Për cilindra binjakë me sfazim 90 o = Për 4 cilindra binjakë me sfazim 90 o = Për 4 cilindra të kombinuar (çifte të kundërt), o = Për cilindra me sfazim 10, o = o V 1 a d r ku : V - shpejtësia, në km/h ; d r - diametri i rrotës, në cm ; a - koeficient: a = 1.6, për lokomotiva të trenave të udhëtarëve ; b = 1., për lokomotiva të trenave të mallrave që punojnë me mbushje më të madhe të cilindrit me Fig Pt dhe Ft në funksion të V dhe te ε. ezistencat në lëvizje janë dhënë në pikën , prandaj nuk është e nevojshme të ndalemi për to edhe këtu Fuqia e lokomotivës. Fl V 1000 Fl V Nl HP

6 Fig. 5.. N l në funksion të V dhe të ε. Çdo lokomotivë ka fuqinë e saj normale (N r ) d.m.th. fuqinë më te madhe që mund të zhvillohet në kohë të pakufizuar. Përfaqëson ajo shumë a pak një vijë të drejtë (konstante). Mbi këtë, lokomotiva mund të zhvillojë fuqi më të madhe për një kohë të shkurtër. Në qoftë se furnizimi i furrës me qymyr bëhet me krahë, fuqia normale e lokomotivës me avull arrin deri në 500 HP. Në lokomotivat e mëdha me ngarkesën e çiftit të rrotave në 5 tonë, ku furnizimi bëhet vetëm mekanik, fuqia mund të arrijë deri në 6500 HP Konsumi i avullit në makinë Dm Nl l kg/h ku: D m - sasia e avullit që konsumohet në makinë, në kg/h. N l - fuqia e makinës me avull, në HP. l - konsumi specifik i avullit, në kg për 1 HP në orë. f ( t,, n) l a t a temperatura e avullit. Presioni i avullit nuk ka ndikim mbi sasinë e avullit te konsumuar. Fig. 5.. l dhe D m në funksion të ε dhe të V. Formula empirike e Langrod-it: n Dm n l T d sn T

7 ku: n- numri i rrotullimeve në minute; t - temperatura e avullit që vjen në cilindër; D m - sasia e avullit që vjen në cilindër, në kg/h; - pesha specifike e avullit, kg/m ; - koeficient; d,s - përmasat e diametrit dhe hapit të pistonit, në cm. p k T 5..4.Karakteristika e punës së kazanit me avull. Puna e kazanit të avullit nuk është gjithnjë e njëjtë, ajo varet nga puna e cilindrit dhe i përshtatet konsumit të avullit në cilindër. Kjo përshtatje bëhet vetvetiu nëpërmjet procesit të thithjes së ajrit në furrë, shkaktuar nga shfryrja e kolonës së avullit të dalë nga cilindri në oxhak. Ngarkesa ose intensiteti i punës së kazanit matet me intensitetin e nxehtësisë në skarën e furrës (sipërfaqen e djegies) që shprehet y 10 6 kkal/m h dhe shkon (1.6 6)10 6 kkal /m-h. Ngarkesa normale është ( )10 6 kkal/m h. Ngarkesa me lëndë djegëse e furrës b=kg/m h varet nga mundësia e furnizimit të furrës. Me ndryshimin e ngarkesës së djegies në furrë, ndryshojnë të gjitha karakteristikat e kazanit, sasia e avullit, D m, në kg/h, temperatura e avullit, t, në C, koeficienti i shfrytëzimit të kazanit, η k dhe niveli i ujit në kazan. Për të mos ndodhur rënia e nivelit të ujit nga dhënia e avullit në cilindër, kazani duhet të prodhojë një sasi avulli prej D k kg/h, në bazë të barazimit të sasive të nxehtësisë: 6 10 yk Dk( i to) 6 10 yk Dk kg/h i to ku: - sipërfaqja e djegies në furrë (e skarës), në m. i -entalpia e avullit në temperaturën t a t a - temperatura fillestare e ujit ; η k - koeficienti i dobishmërisë së kazanit, që për qymyre me fuqi të lartë kalorifike y Zakonisht k k Fig D k në funksion te y, t a, η k.

8 Bilanci i plotë i punës së kazanit dhe të makinës së avullit ndodh vetëm në një diapazon të ngushtë. Ngarkesa normale e skarës = r. ku : Fig D k dhe D m në funksion të y. Mund të ndodhin tre raste: 1. D r = D m = D k, në prodhimtarinë normale të kazanit. y = y r (barazim i plotë).. D m <D k, paraqet rastin kur: - kazani prodhon më tepër avull se sa merr makina; - rritet presioni i avullit në kazan në nivel të qëndrueshëm të ujit; - sasia e tepërt e ujit rrit nivelin e tij në kazan yrk Dm( ito) Du( tu to) D m është për ujin e futur më tej në kazan. Kjo mund të vazhdojë për aq kohë sa të plotësohet vëllimi i ujit në kazan, (D v ). Kjo kohë është : Dv Dv tu to t1 D D D it u k m o. D m > D k paraqet rastin kur: - në makinë shkon më shumë avull sesa prodhon kazani me nivel uji të pandryshuar, për shkak të mungesës së nxehtësisë të nevojshme; - në nivel të pandryshuar bie presioni dhe temperatura; tij në kazan. - për të mbajtur presionin dhe temperaturën, ulet sasia e ujit që furnizon kazanin dhe bie niveli i 6 ' " 10 yrk Dm( ito) Dm( i tu) D D ( it ) D ( i t ) ' " m m o m u D D D ' " m m m D m ' - sasia e avullit e prodhuar nga uji që futet në kazan. D m - sasia e avullit e prodhuar nga uji i hapësirës së dobishme të kazanit.

9 Kjo mund të vazhdojë për një kohë t r 5. Kazani i avullit t D D t t v v u o " Dm Dm Dk ito Fig Kazani: a) Pjesët kryesore; b) humbjet e energjisë termike. a) 1- Pjesa vertikale; - pjesa cilindrike; - dhoma e tymit; 4- dhoma dhe rregullatori i avullit; 5- pllaka e dhomës së furrës; 6- tuba ngrohëse në furrë;7- qemer mbrojtës me tulla refraktare; 8- dera e furrës; 9- tubi i madh ngrohës; 10- tubat mbingrohës; 11- tubi i vogël ngrohës; 1- valvola e shkarkimit të llumrave; 1- perçina lidhëse; 14- dhoma e tejngrohsave; 15- oxhaku; 16- skara e djegies; 17- pllaka tubolare e dhomës së zjarrit; 18- pllaka tubolare e përparme; 19- niveli i ujit; 0- gryka e daljes nga cilindri. a) q x - humbje kimike nga mosdjegia e plotë; q z - humbjet në zgjyrë; q n - humbjet për nevojat e veta; q f - humbje nga ftohja; q g - humbjet nga gazrat; q t - humbje nga marrja me vete e lëndës djegëse; q t - humbje nga këmbimi i nxehtësisë në faqet e cilindrit; q fl + t - humbje nga ftohja e këmbimi i nxehtësisë; q fr - humbje nga fërkimi: Parimet bazë të kazanit Në dhomën e zjarrit, mbi skarën (16) hidhet lënda djegëse dhe zhvillohet djegia e saj. Ajri për djegie hyn nga himbajtësi nëpërmjet skarave sipas nevojës dhe tërheqjes së oxhakut. Nxehtësia e prodhuar në dhomën e zjarrit, nëpërmjet pllakave të kësaj dhome (5), i transmetohet ujit. Për të rritur sipërfaqen e ngrohjes së ujit në pjesën cilindrike të kazanit, ndërmjet pllakës tubolare të dhomës së zjarrit (17) dhe asaj të dhomës së tymit (18), vendosen tubo (9 dhe 11), nëpër të cilat kalojnë gazrat e nxehta nga furra në drejtim të dhomës së tymit (). Avulli i prodhuar nga ky transmetim i nxehtësisë merr temperature maksimale deri rreth 190 C dhe quhet avull i lagësht. Për të rritur koeficientin e punës së dobishme të kazanit, ky avull mbingrohet deri në temperaturën C dhe quhet avull i tejngrohur ose i thatë. Ky proces zhvillohet nëpërmjet kalimit të tubove të mbingrohjes (10)

10 brenda tubove të mëdha të pjesës cilindrike (9). Gazrat e nxehta që kalojnë nëpër këto tubo ngrohin ujin në kazan dhe njëkohësisht tejngrohin avullin që kalon nëpër tubat tejngrohëse (l 0). Me hapjen e rregullatorit në dhomën e avullit (4) për të lëshuar avull në makinën e avullit, avulli kalon paraprakisht në pjesën e parë të dhomës tejngrohëse (14) dhe prej këtu në tubin tejngrohës (10), ku bën dy qarkullime, hyn në pjesën e dytë të dhomës tejngrohëse, e prej aty, në makinën e avullit. Pas kryerjes së shtytjes së pistonit, avulli del nëpërmjet grykës (0) drejt oxhakut (15), duke ulur presionin në dhomën e tymit, gjë që i jep shkak thithjes së gazrave për në oxhak dhe më tej të ajrit të nevojshëm në dhomën e zjarrit. Ushqimi i herëpashershëm i kazanit me ujë sipas nevojës bëhet nëpërmjet aparateve të ushqimit, që punojnë me anën e avullit të vet kazanit, mbi bazën e parimit të dysave Parametrat termike të kazanit 1. Lloji i lëndës djegëse dhe fuqia kalorie Përdoren qymyre të llojeve të ndryshme, me kkal/kg Q81C46H 6( OS) 6 H O kkal/kg ku C,H,0,S,H 0 - përqindja e përmbajtjes së karbonit, hidrogjenit, oksigjenit, squfurit e lagështirës në 1 kg lëndë djegëse. Veç qymyrit, përdoren edhe lëndë djegëse të lëngshme, me fuqi kalorie kkal/kg.. Presioni i avullit në kazan arrin 1-0 atm. dhe praktikisht atm.. Temperaturat e avullit dhe ajrit t av - temperatura e avullit të mbingrohur arrin C. t a - temperatura e ajrit të ambientit (sipas vendit dhe stinës 5-10 C). t n a - temperatura e ajrit të ngrohur C. Ngrohja e ajrit rrit koeficientin e shfrytëzimit të kazanit. t u - temperatura e ujit natyral (~5 C). t n u - temperatura e ujit të ngrohur C rrit koeficientin e shfrytëzimit të kazanit 6-8%.. Ngarkesa e sipërfaqes së skarës së zjarrit y r - sasia e kilogramëve të lëndës djegëse në lm skarë në 1 orë (ngarkesa -fizike). у kg/m h, për furnizim me krahë. y kg/m h, për furnizim mekanik. - ngarkesa termike, sasia e nxehtësisë, në kkal për 1 m skarë në 1 orë (kkal/m h). y Q kkal/m h - për furnizim me krahë = kkal/m h. - për furnizim me mekanizëm =, ,510 6 kkal/m h. - z m - ngarkesa (sasia) e avullit (në makinë) për 1 m skarë. H ng zm zm ku: z mng - ngarkesa e sipërfaqes së ngrohjes së ujit nga makina e avullit, në kg avull për m në një orë ; H ng - sipërfaqja e ngrohjes së ujit, në m ; - sipërfaqja e skarës, në m ; z m kg/m h

11 Për qymyrin: zm kg/m h Për lëndë djegëse të lëngët: kg/m z m h β = 1, për lokomotivat me mbingrohje të avullit. β = 1.15, për lokomotiva pa mbingrohje të avullit. 5. Ngarkesa e dhomës së zjarrit (e vëllimit të dhomës). y v zm kg/m h ( ngarkesa fizike) Vdh β - sasia e konsumit të lëndës djegëse, kg/h; V dh - vëllimi i dhomës së zjarrit, në m. - për qymyrin: yv kg/m h (sipas llojit) - për lëndë djegëse të lëngëta: - yv kg/m h. Ndërsa ngarkesa termike: B Q v Vdh - koeficienti i djegies së plotë mekanike. v kkal/m h kurse ngarkesa sipërfaqësore e dhomës së zjarrit: B Q 6 6 H kkal/m h Zakonisht H kkal/m h. H dh Ngarkesa termike e sipërfaqes së ngrohjes të dhomës së zjarrit Qdh dh kkal/m h H dh 6. Koeficienti i sasisë së ajrit. Për qymyrin: α = ; për produktet e naftës: α = ; për drutë e torfën: α = Ngarkesa e avullimit të sipërfaqes së ngrohjes është sasia e avullit që jepet nga avullimi në 1 m të sipërfaqes së ngrohjes në 1 orë. Dk zk Hng ku: D k - prodhimtaria e avullit nga sipërfaqja e ngrohjes, në kg/h; H ng - sipërfaqja e ngrohjes, në m : z m - sasia e avullit për makinën nga 1 m e sipërfaqes së ngrohjes :

12 Q zm yk Hng ia iu ku: i a entalpia e avullit të mbingrohur, kkal/kg ; i u entalpia e ujit që furnizon kazanin, kkal/kg ; η k - koeficienti i punës së kaldajës. z, ngarkesa termike, sasia e nxehtësisë në z k kg avull të patejngopur: Qng z zk ik H ku : ku: ng Për p = atm. z = kkal/m h. 8. Koeficienti i punës së kazanit a) Për qymyre të mirë : k b) Për qymyre mesatarë : k c) Për qymyre të dobët: k Prodhimtaria orare e kazanit Dk zk Hng kg/h H ng - sipërfaqja e ngrohjes, e avullimit. D N m i i D m - prodhimi i avullit për makinën. i - konsumi i avullit, kg/hp. h. N i - fuqia indikatore. 10. Konsumi i lëndës djegëse në orë (për makinën). Dm( ia iu) B y kg/h Q k D m - prodhimtaria orare e avullit të tejngrohur për makinën, kg/h. i a dhe i u - entalpia e avullit të tejngrohur dhe ujit, në kkal/kg. η - koeficienti i punës i kaldajës. Q - sasia e nxehtësisë e lëndës djegëse, kkal/kg. y r - ngarkesa fizike e skarës me lëndë djegëse, kg/m h. - sipërfaqja e skarës, në m Përcaktimi i parametrave konstruktivë 11. Parametrat e dhomës së zjarrit

13 B 6 Nk y l ku: N k - fuqia e lokomotivës ; B 6 Nk l y B Q m - ngarkesa termike e skarës, kkal/m h. - koeficienti i punës i lokomotivës, - koeficienti i konsumit të lëndës djegëse për prodhimin e avullit për makinën e avullit, b) H- sipërfaqja ngrohëse e avullimit të dhomës së zjarrit: Hdh (.5 4.5) m c) Vëllimi i dhomës së zjarrit: Hdh ( ) m. 1. Sipërfaqja ngrohëse e ujit (e avullimit) të kazanit H av = H e kazanit që takon me ujin. Dm Hav (5 45) m z m Ajo përbëhet nga: H dh = sipërfaqja ujore e dhomës së zjarrit; H l t = sipërfaqja ujore e tubove të tymit; H z t = sipërfaqja ujore e tubove të zjarrit. 1. Sipërfaqja e mbingrohjes H H m mng av i t 400 C kur 0.5 mng

14 5.4. Makina e avullit dhe shpërndarësi Fig.5.7. Skema e mekanizmit të Welchart-it. 1-Cilindri i avullit; - boshti i pistonit; - koka kryqe; 4- rrëshqitësi; 5- boshti i pistonit të shpërndarësit; 6- bjella motorike; 7- rrota motorike; 8- leva ekscentrike e shpërndarësit; 9- harku i shpërndarësit; 10- guri rrëshqitës; 1 1, 1, 1, 14, , 17 - shtanga të mekanizmit te shpërndarjes; 18- shtanga e komandimit Parimet bazë të punës të makinës së avullit Avulli i tejngrohur nga kazani vjen në dhomën e shpërndarjes në hapësirën ndërmjet dy pistonave të shpërndarjes (është fjala për shpërndarësit cilindrik të tipit me avull nga brenda). Para se pistoni të mbërrije në fundin e lëvizjes së tij në krahun e majtë, duke filluar nga pika, pistoni i majtë i shpërndarësit fillon të hapë kanalin a nga brenda dhe avulli futet në cilindër nga ana e majtë e pistonit. Fillon ngritja e presionit deri në pikën " nga ku ai fillon të shtyjë pistonin deri në pikën 1, duke qëndruar presioni konstant. Në këtë kohë mbyllet kanali a dhe pistoni vazhdon të shtyhet në të djathtë. Në pikën, para se pistoni të mbërrije në fundin e lëvizjes së tij, fillon të hapet nga jashtë kanali a dhe avulli fillon të dalë nga cilindri, proces ky që vazhdon deri në pikën, ku nis përsëritja e këtij procesi. Ndërkohë e njëjta gjë ndodh edhe në anën tjetër të pistonit nëpërmjet kanalit b, por në sens të kundërt. Ndërkohë ky proces kryhet edhe në cilindrin e anës tjetër veçse me një sfazim prej 90 nga cilindri i parë. Lëvizja drejtvizore e pistonit ve në lëvizje po drejtvizore, përgjatë rrëshqitësit, kokën kryqe, ku lidhet bjella motorike, e cila në anën tjetër vë në lëvizje rrotën nëpërmjet qafës ekscentrike të rrotës. Kështu lëvizja drejtvizore e pistonit kthehet në lëvizje rrethore të rrotës. Fuqia, shpejtësia dhe drejtimi i lëvizjes në makinën e avullit janë të rregullueshme sipas nevojës: - nga rregullatori, i cili shton ose pakëson sasinë e avullit në cilindër (); - nga komanduesi, i cili kryen dy funksione: - kthen lëvizjen para ose prapa nëpërmjet vendosjes së gurit rrëshqitës në pjesën e sipërme ose të poshtme të harkut të shpërndarësit, që zhvendos pistonat e shpërndarësit para ose prapa; - ndan në shkallë (ε) madhësinë e hapjes së kanaleve të hyrjes së avullit në cilindër.

15 Fig Diagrami e punës së makinës së avullit. Zakonisht në nisje komanduesi vendoset në 0.7, me qëllim që të rritet mbushja e cilindrit, pra forca shtytëse për shpejtësi më të vogël të lëvizjes. Me marrjen e shpejtësisë, komanduesi vjen duke u mbledhur deri në ε =0., kur mbushja është më e vogël, por më e shpejtë. Kjo mënyrë siguron mbajtjen e raportit FV = konstant. Ka dy lloje shpërndarësish: - tipi i sheshtë me pasqyrë rrëshqitëse që përfaqëson tipin e vjetër. - tipi i rrumbullakët me pistona, që përfaqëson tipin e ri. Janë përdorur sisteme të ndryshme shpërndarësish, nga ai i Stephensonit, më vonë i Pooch-it e më bashkëkohori ai i Welcheartit Parametrat kryesore të punës së makinës Sikurse kemi shpjeguar më sipër, fuqia e makinës me avull është : Fi V N 70 HP d s Fi 0.97 piz kg D d s Fimax 0.97 pimax z kg Drr Për të lëvizur pa rrëshqitje duhet: Femax 1000 Gn kg F F rr kg emax m imax

16 Femax Fimax Wm kg W m -rezistencat e makinës me avull. pimax ( ) pk (p k - presioni në kazan). V Drr n 60 m/h (D rr ne m. dhe n = rr/min) Vmax km/h n 5.1 Drr cm Shpejtësia e lëvizjes së pistonit. sn cp 7 m/s (max=10 m/s) 0 Gjatësia e rrugës (hapit) të pistonit. D rr s 5.65 c max V dhe zakonisht: s < (0,50-0,55)D Sisteme të ndryshme të makinave me avull 1. Sistemi më i thjeshtë dhe më i përhapur është sistemi me dy cilindra binjakë të vendosur jashtë shasisë së lokomotivës. 1. Sistemi me dy cilindra binjakë të vendosur brenda shasisë.. Sistemi me tre cilindra, nga të cilat një punon me avullin e presionit të ulët që del nga cilindrat e presionit të lartë. 4. Sistemi me 4 cilindra binjakë. 5. Sistemi me 4 cilindra, nga të cilët të presionit të lartë dhe dy të presionit të ulët, që punojnë me avullin e dalë nga të parët Shasia dhe pjesët lëvizëse.

17 Fig Shasi Shasia është shtrati mbi të cilin ndërtohet lokomotiva. Mbi të vendosen: kazani, makina e avullit dhe gjithë pajisjet e tjera. Vet shasia qëndron mbi kushinetat e rrotave, mbi një sistem balestrash për të amortizuar goditjet mekanike. Shasia përbëhet nga dy pllaka prej çeliku, me trashësi mm, të vendosura vertikalisht, paralel midis tyre dhe të lidhura transversalisht. Në të hapen vendet e vendosjes së kushinetave dhe gjithashtu dritare për të lehtësuar peshën e shasisë. Për thjeshtim të llogaritjeve merren parasysh kryesisht tensionet që bien mbi shasi nga veprimi i avullit në cilindër dhe peshat që rëndojnë mbi të. Fig Ngarkesat në shasi.

18 ku: ku: ku: Pa ( b) b d ( a b) P kg b r d = reaksioni i aksit të rrotës mbi pllakën e djathtë nga veprimi i forcës së plotë të cilindrit të djathtë. Veprimi i cilindrit të majtë, por në pllakën e djathtë: b P( a b) r m ( ab) P kg b a m d P b kg Nga kjo tensioni në seksionin e pllakës mbi dritaren e kushinetës (që është edhe seksioni më i vogël) është: a 1 P kg/cm b h h - lartësia e pllakës në dritare, në cm.; - trashësia e pllakës. Në këtë rast lind edhe përkulje nën veprimin e peshës P P 6Pl 1 h h kg/cm l - largësia nga qendra e boshtit të rrotës në qendrën e rëndesës së seksionit të pllakës mbi dritare. Po kështu llogaritet nën veprimin e peshave: Q Q Q Q q l ' " ' " K K Fig Veprimi i peshave. kg ' m " n Q Q dhe QK Q kg nm nm Pastaj bëhen llogaritje të momenteve të përkuljes dhe gjenden momentet e rezistencës për seksione të ndryshme. M max W

19 Fig Kuti e kushinetës Kutitë e kushinetave Në lokomotivat e avullit përdoren tre lloje kushinetash: 1. Me bronzinë prej bronzi dhe një shtresë fërkimi prej metali të bardhë;. Me bronzinë prej bronzi dhe një shtresë fërkimi me metal të kuq;. Me rrula rotat e lokomotivës. Diametri i rrotës varet nga disa faktorë: 1. Duhet t'i përgjigjet numrit më të madh të xhirove: Vmax km / h n 5.1 Drr cm dhe zakonisht: - Për lokomotivat e trenave të mallrave, n max = 75 5 rr/minutë që i përgjigjet shpejtësisë V = km/h. Fig rota motorike.

20 - Për lokomotivat e trenave të udhëtarëve, n max = rr/minutë, që i përgjigjet V= km/h. - Për lokomotivat e shpejta, n max = rr/minutë, që i përgjigjet V = km/h. D V V Duhet t'i përgjigjet tensionit më të madh () në takim me shinën: ku: m m D P z z m = koeficient që varet nga raporti i rrezes së kokës së shinës ( r o ) me rrezen e rrotës (); P = ngarkesa statike e rrotës mbi shinë. z = - për lokomotivat e shpejta është kg/mm ; - Për lokomotivat e udhëtarëve, kg/mm ; - Për lokomotivat e mallit, kg/mm.. Duhet t'i përgjigjet ngarkesës më të madhe specifike (q) për 1 mm të diametrit. P D ; D70 P q d (1.9 ) s ku: q = kg/mm për lokomotivat e shpejta e të udhëtarëve,. q = 6 7 kg/mm për lokomotivat e mallit,. Duhet të japë mundësi për vendosjen e kundërpeshës për balancimin e peshës së bjellës dhe qafës së saj (p). 4. Duhett'i përgjigjet hapit të pistonit (s). Zakonisht diametri i rrotave është: D= mm Për lokomotiva të mallrave,. D= mm Për lokomotiva të udhëtarëve. D= mm Për lokomotiva të shpejta, Karretat drejtuese.

21 Fig Karetë drejtuese Për të drejtuar më lehtë lokomotivën në kthesa dhe për të shpërndarë peshën e saj para lokomotivës ose në të dy drejtimet, aplikohen karretat me një ose dy çifte rrotash, të cilat janë më të lira në shmangiet se rrotat motorike. Në rrotat e karretave drejtuese përmasat e mësipërme janë: 1. n max - për lokomotivat e mallit, për karetën e përparme, , për atë të prapme, rr/min; - për lokomotivat e udhëtarëve, dhe ; l është: - për lokomotivat e shpejta, dhe z = kg/mm.. q maxz = për rrotat e para, 7 8 kg/mm; = për rrotat e prapme, kg/mm. 4. Zakonisht: D e rrotave të para = 900 mm dhe D e rrotave të prapme = 1050 mm. 5. Largësia midis akseve të rrotave motorike: l min = D + (100 15) mm., kurse midis rrotave të karretave, - për rrotat e karretës së parë l = (.5.7)D; - për rrotat e karretës së prapme l = (1. 1.6)D. 6. Ngarkesa e lokomotivës për 1 m linjë: për lokomotivën, 9 14 ton/ml., për lokomotivën me tenderin, 7 8 ton/ml.

22 Sistemi i suspansionit (i balestrave). Në lokomotivat e avullit përgjithësisht përdoren balestra me fije (pllaka) dhe në disa raste të kombinuara edhe me susta. Ato zbusin ngarkesat dinamike të peshave të lokomotivës mbi shinë. Përdoren sisteme të ndryshme të varjes së balestrave ose të mbështetjes së peshave mbi to. Ato mund të vendosen mbi kutinë e kushinetës ose nën të ose me kombinim te të dy mënyrave, nëpërmjet balancueseve dhe shtangave. Peshat që rëndojnë mbi balestrat janë: 1. Grupi i peshave të kazanit në gjendje pune dhe me gjithë pajisjet: ku: G1 (1.85 ) gi g i - pesha e kazanit bosh (g i =100S e ngrohjes ose avullimit, ne kg).. Grupi i dhomës së tubove të mbingrohjes. G ( ) gi. Grupi i pjesëvetëmakinëssëavullit. G 0.5 gi 4. Grupi i shasisë e sistemit të frenave: G4 ( ) gi 5. Grupi i ujë dhe ajër ngrohësit: G5 (0.10.) gi Pesha e mbështetur në sistemin e balestrave: GG G G G G Secili grup peshash ka qendrën e vet të rëndesës, me krahun x n dhe: Gn xn x G Pjesa e pavarur në balestrën e peshës së lokomotivës: q( )( GG v ) Pesha e përgjithshme e lokomotivës: P G q( ) S Pesha e përgjithshme e lokomotivës, e ndarë për numrin e rrotave motorike e drejtuese, jep peshën për rrotë (P n ) ose për çiftin e rrotave Р n. Pesha e një çifti rrotash që varet për balestra: ku: ku: Q 0.5 ( P q ) n n n P n - pesha që bie mbi çiftin e caktuar të rrotave; q n - pesha e pjesëve të çiftit të rrotave që nuk bien mbi balestra. Për balestrat: f a 6 Ql ( ) 6 cm ( ) E b h m n f- përkulja e balestrës në mm;

23 E = kg/cm h - trashësia e fijes së balestrës, në mm. g - gjerësia e fijes së balestrës, në mm; a - gjerësia e qafores, në mm; 1 - gjysma e gjatësisë së balestrës në gjendje të lirë, në mm; m - numri i fijeve kryesore të balestrës; n - numri i fijeve të shkallëzuara. Ndërsa: Kurse për sustat: dhe: ku: 8 f Ql 6000 kg/cm ( ) bh mn D Q n 4 Gd 8DQ d cm kg/cm D - diametri i sustës (mesatar), në cm; d- diametri i telit të sustës, në cm; G = kg/cm. Duke zëvendësuar dhe G me shifrat e mësipërme: d Q 1570 D D f d Zakonisht, raporti Q/f për balestrat e lokomotivave është - Q/f = kg/mm balestrat e forta; - Q/f = kg/mm balestrat mesatare; - Q/f = kg/mm balestra te buta.