Измеритель скорости измеряет и показывает, среднюю скорость движения локомотива за каждую секунду. Основные узлы измерителя скорости — сегментное устройство, часовой механизм и механизм подзавода. С помощью сегментного устройства обеспечивается измерение пройденного пути, а часового механизма — измерение времени. Совместная работа этих двух узлов обеспечивает измерение скорости движения локомотива. Механизм подзавода передает часовому механизму необходимый вращающий момент.
Сегментное устройство.
Оно состоит из платы 1 (рис. 3), шлицевого валика 2, поводка 3, зубчатой рейки 4, подъемной скобы 6 и сегментов 5, насаженных на ось 7.
Шлицевой валик 2 имеет три продольные канавки. В обхват кромок шлицев валика установлены и перемещаются в вертикальном направлении три самостоятельных сегмента 5. Эти сегменты на наружной поверхности имеют специальную нарезку для зацепления с ведущим и фиксирующим роликами.
Ведущий ролик 23 (рис. 4), насаженный на горизонтальную ось, постоянно находится в зацеплении с одним из сегментов 25 и получает вращение от основной оси прибора 24 и оси ведущего ролика 22 с помощью зубчатой передачи. Частота вращения ролика пропорциональна скорости движения локомотива.
При вращения ведущего ролика сегмент, находящийся с ним в зацеплении, поднимается по вертикали за 1 с на 40 мм. Это соответствует частоте вращения приводного вала скоростемера 75 об/мин при скорости движения локомотива 150 км/ч.
Рис. 3. Сегментное устройство
Коническая шестерня, которая зацеплена с шестерней часового механизма, расположена в верхнем конце шлицевого валика. Она обеспечивает постоянную частоту вращения шлицевого валика (один оборот за 3 с).
Фиксирующий ролик 21 расположен под углом 120° к ведущему ролику и постоянно находится в зацеплении с одним из сегментов. С помощью опорной шайбы 26 сегменты в состоянии покоя поддерживаются в крайнем нижнем положении.
При вращении шлицевого валика вместе с ним вращаются и установленные на нем сегменты. Ведущий ролик 23, находящийся в зацеплении с одним из сегментов, в первую секунду поднимает его на высоту, соответствующую средней скорости движения локомотива. Первый сегмент за вторую секунду сцепляется с фиксирующим роликом 21, который удерживает его в поднятом положении, а в это время ведущий ролик 23 поднимает второй сегмент. Первый сегмент в третью секунду выходит из зацепления с фиксирующим роликом и под действием собственного веса падает вниз. При этом второй сегмент сцепляется с фиксирующим роликом, а третий сегмент ведущим роликом поднимается вверх. Этот цикл начинает повторяться в четвертую секунду, т. е. первый сегмент вступает в зацепление с ведущим роликом, третий сегмент фиксирующим роликом удерживается в поднятом положении и т. д.
Регистрация скорости движения локомотива обеспечивается следующим образом. Сверху на шлицевой валик надевают специальный шарикоподшипник 10, который прилегает к верхним торцам сегментов. К поводку шарикоподшипника прикреплена зубчатая рейка 8. Она зацеплена с зубчатым колесом 9, установленным на оси 20 указателя скорости. На другом конце оси укреплена стрелка указателя скорости.
При очередном подъеме сегмент поднимает шарикоподшипник с рейкой, тем самым вращая зубчатое колесо указателя скорости, установленное в конце оси.
При этом ось 20 поворачивается на угол, соответствующий значению скорости в километрах в час. Одновременно рейка записи скорости 17 получает перемещение от оси указателя скорости через зубчатую передачу, что обеспечивает регистрацию на ленте скоростемера соответствующей скорости движения локомотива.
Часовой механизм измерителя скорости.
Он предназначен для вращения шлицевого валика с постоянной частотой и осуществления мгновенных переходов сегментов с ведущего ролика на зацепление с фиксирующим роликом. Он обеспечивает регулирование частоты вращения шлицевого валика. Часовой механизм состоит из импульсного колеса 19, насаженного на ось и зацепленного с помощью конических шестерен 11 с сегментным устройством, анкерной вилки 16 и баланса 13, на котором имеются импульсный 14 и предохранительный 15 ролики и заводная пружина 12.
Баланс 13 имеет период колебания 0,333 с, что обеспечивает строго постоянную частоту .вращения шлицевого валика с сегментами (1/3 об/с).
Рис. 4. Кинематическая схема измерений скорости
Импульсное колесо 19 под воздействием заводной пружины 12, стремясь повернуться, толкает анкерную вилку 16.
Последняя своей хвостовой частью передает толчок (импульс) штифту, укрепленному на импульсном ролике 14 баланса. Баланс вращается от толчка и закручивает спираль заводной пружины 12. При раскручивании спирали сила ее упругости заставляет баланс вращаться в обратном направлении и своим импульсным штифтом поворачивать анкерную вилку. Анкерная вилка получает очередной толчок импульсного колеса и передает его балансу. Период колебания баланса определяется временем его полного закручивания и раскручивания.
Предохранительный ролик 15 препятствует произвольному повороту анкерной вилки и имеет вырез, который строго сцентрирован с импульсным штифтом.
На плате установлены ограничительные штифты, обеспечивающие ограничение западания палет анкерной вилки за зубья импульсного колеса.
Часовой механизм измерителя скорости по сравнению с обычными часовыми механизмами имеет следующие особенности: цикл работы равен 3 с;
импульсное колесо имеет 15 зубьев для обеспечения больших проскоков в момент перехода сегментов с ведущего ролика на зацепление с фиксирующим роликом, однако рабочими являются только девять (остальные три вырезаны, а три не участвуют в работе механизма);
благодаря специальным скосам на палетах анкерной вилки угол притяжения отсутствует. Это необходимо для обеспечения самопуска, т. е. начала работы механизма без воздействия извне;
заводной механизм имеет постоянно заведенную пружину, а также возможность периодически дополнительно подзаводиться от основной оси прибора.