Механічний локомотивний скоростемер СЛ-2 був запущений у виробництво в 1950 році. В процесі експлуатації він багаторазово модернізувався (прибрали дзвінок, додали КРУ, електромагніти з писарів) і стали іменувати СЛ-2М. У 1978 році, в зв'язку з введенням ГОСТ 23213-78, попереду з'явилася цифра 3, що означає, що скоростемер показує, що сигналізує і реєструючий. Швидкостемір виконує наступні функції: показує швидкість, час у годинах і хвилинах, пройдений кілометраж. Одночасно на швидкостемірної стрічці записується швидкість, пробіг, тривалість зупинки, передній або задній хід, режим гальмування, включення ЕПК, вогні локомотивного світлофора.
Швидкостемір має кілька кінематичних механізмів:
1. Привідний вал з реверсивним пристроєм.
На буксе колісної пари встановлений черв'ячний редуктор з передавальним числом: для коліс 950 мм-11,5; для коліс 1050мм-10,5; для коліс 1250мм-9; тобто, для всіх локомотивів 30 оборотів приводного вала повинні відповідати 1км пройденого шляху.
На приводному валу є реверсивний пристрій, яке незалежно від напрямку обертання валу передає одностороннє обертання основної осі швидкостеміра. Реверсивний пристрій виконано у вигляді двох конічних шестерень, вільно сидять на валу. На маточинах шестерень є храпові вирізи, спрямовані в протилежні сторони. На торцях втулок шарнірно укріплені «собачки» притиснуті пружинами. При обертанні вала проти годинникової стрілки нижня «собачка» проскакує по храповими вирізу, а верхня «собачка» впирається в виріз і обертає вал. При обертанні вала за годинниковою стрілкою нижня «собачка» обертає вал, а верхня - проскакує.
2. Вимірювач швидкості.
Вимірювач швидкості вимірює і дає показання середньої швидкості руху за кожну секунду. Він складається з: сегментного пристрої, часового ходу вимірювача швидкості, механізму подзавода.
- сегментное пристрій складається з вертикального шлицевого валика, по якому переміщається три сегменти. На горизонтальній осі розташований провідний ролик, що знаходиться в зачепленні з одним сегментів. Ведучий ролик обертається від основної осі швидкостеміра пропорційно швидкості руху локомотива. Максимальний підйом 40мм, що відповідає швидкості локомотива 150км / год. На верхньому кінці шліцьового валика посаджена конічна шестерня, зчепленої з шестернею годинного ходу, який забезпечує постійну швидкість обертання шлицевого валика (один оборот за три секунди). У стані спокою сегменти знаходяться в крайньому нижньому положенні. При обертанні шлицевого валика разом з ним обертаються сегменти. За один оборот валика сегменти будуть займати таке положення: в першу секунду сегмент піднімається, в другу секунду зчіплюється з фіксуючим роликом, в третю секунду сегмент під власною вагою подає вниз. При підйомі сегмента останній піднімає шарикопідшипник з рейкою, і, обертаючи колесо, повертає вісь покажчика швидкості.
- годинний хід вимірювача швидкості призначений для обертання шлицевого валика з постійною швидкістю, і для забезпечення миттєвих переходів сегментів з провідного на фіксуючий ролик. Для регулювання швидкості обертання валика служить годинний хід, баланс якого має період коливань 0,333сек. що забезпечує строго постійну швидкість обертання 1 оборот за 3 сек. Часовий хід складається з імпульсного колеса, анкерної вилки, балансу, рольки, спіралі. Робота механізму відбувається під впливом заводний пружини, яка через анкерну вилку штовхає баланс і закручує спіраль. Ці руху закономірно повторюються.
- механізм подзавода має вісь із зірочкою і собачкою притискається пружиною. На осі вільно посаджено храпове колесо з пружиною. Пружина має попередній завод на 1-3 обороту. При обертанні колеса пружина додатково заведенням на один оборот. Заведення триває до повного обороту зірочки, після чого зірочка виходить із зачеплення з собачкою, а пружина, розвиваючись, призводить барабан в обертання. Це зусилля через зубчасті колеса передається на шліцьовій валик.
3. Реєстратор напрямки руху призначений для позначки на швидкостемірної стрічці шляху і пройденого локомотивом заднім ходом.
4. Годинники швидкостеміра призначені для визначення часу по циферблату і реєстрації часу на швидкостемірної стрічці. Годинники реєструють час на шляху прямування, так і на стоянках. Годинник показує час по 24-х годинному обчисленню. Добова похибка + -3мін. Завод годин і переведення стрілок здійснюється одним ключем. При заводі ключ обертають за годинниковою стрілкою, а для переведення стрілок ключ треба відтягнути на себе до упору і обертати також за годинниковою стрілкою.
5. Механізм записи хвилин і відміток годин на швидкостемірної стрічці.
6. Реєструючий механізм. Включає в себе механізм протягування стрічки і пристрій для запису на стрічці: писарі, власники, рейки, штовхачі, пружини, електромагнітні реле, включення і виключення яких залежить від вогнів локомотивного світлофора і ЕПК. Цей механізм закритий відкидною кришкою.
- пристрій для запису параметрів АЛС. Має чотири або п'ять реле з приводами до переписувачам (ЕПК, жовтого, жовтого з червоним, червоним, САУТ). Хід переписувачів становить 2 - 2,8 мм.
- писар робить запис металевим стрижнем діаметром 0,8 мм. Стрижень латунний, діапазон натиску 60 - 25 гр. сил.
- контактний пристрій служить для автоматичного контролю швидкості при проходженні колійних світлофорів жовтим або червоним вогнями. Пристрій кріпиться до задньої сторони корпуса швидкостеміра і складається з 4-х кулачкових шайб укріплених на осі, яка пов'язана з віссю покажчика швидкості. Ці 4 шайби дозволяють контролювати 4 різні швидкості локомотива, подаючи сигнал при розмиканні ланцюга на ЕПК.
1-й контакт - 20км / год при «К» - розмикає ланцюг ЕПК.
2-й контакт - 60км / час при «ЯЖ» - розмикає ланцюг ЕПК.
3-й контакт - 60км / час при «Ж» - перевірка пильності.
4-й контакт - 10 км / год при «Б» - перевірка пильності.
- Стрічкопротяжний механізм. Приводиться в обертання через систему передач пропорційно швидкості руху локомотива. Складається з стрічкопротяжного валика, валика провідною котушки і провідною котушки.
Три ряди голок на валику призначені для протягування стрічки і визначення пройденого шляху в кілометрах. (5мм-1км). Нижня лінія, наколів, відповідає нульової лінії швидкості, а середня лінія наколів, ділить поле швидкості і поле часу. У нижній частині валика є храпове з'єднання, яке від руки дозволяє протягувати стрічку. Провідна котушка отримує обертання від стрічкопротяжного валика через фрикційне пристрій, який необхідно для забезпечення постійного натягу відпрацювала стрічки.
7. ИНДИКАТОР ГАЛЬМІВНОГО ТИСКУ.
Служить для вимірювання і реєстрації на швидкостемірної стрічці величини зміни гальмівного тиску в ТМ (ТЦ). Складається з корпусу, всередині якого розміщений сильфон. Усередині сильфона знаходиться пружина, що перешкоджає стисненню. Повітря з ТМ надходить всередину корпусу, стискає сильфон з пружиною і його дно переміщається вгору. Далі через важільний механізм і писар записується величина тиску ТМ (ТЦ) на стрічці. В даний час використовуються індикатори на 8 кгс / см.кв. Масштаб запису тиску 1мм-0,32кгс / см.кв.
8. швидкостемірних СТРІЧКА. (ЦТ-613).
Швидкостемірних стрічка призначена для реєстрації параметрів руху локомотива реєструючим пристроєм. Вона виготовляється з білого паперу, з лицьового боку вкритої водним розчином сірчанокислого барію. Швидкостемірних стрічка має ширину 79,5мм і довжину 12м, намотується рулоном, якого вистачає на 2400км шляху. В даний час виготовляються стрічки (реєстровий № 376), призначені для швидкостеміра зі шкалою швидкості до 150 км / ч. На стрічці друкарським способом віддруковані лінії і цифри, які використовують при розшифровці.
На висоті 2,5 мм від нижнього краю стрічки проходить нульова лінія швидкості, яка при розшифровці стрічки вважається такою лише в тому випадку, якщо вона збігається з лінією нижніх наколів.
Лінія максимальної швидкості проходить на 40мм вище лінії нульової швидкості. Проміжки діляться на рівні частини через 10 км / год.
На 5мм вище лінії максимальної швидкості проходить нульова лінія хвилин і годин, а вище її на 30мм - лінія, відповідна одночасно 24 годинах і 30 хвилинах. Між цими лініями через 5мм нанесені паралельні лінії з цифрами для годин по вертикалі, і для хвилин, розміщені по діагоналі.
Час в годинах визначається за проколів на стрічці, розташованим на 6 мм лівіше кожній другій вертикальної лінії спаду хвилинного писаря. Довжина вертикальних відрізків записи хвилин, що лежать між відмітками півгодини, показує тривалість стоянок.
Нульова лінія гальмівного тиску проходить по лінії швидкості 50км / год. Максимальний підйом писаря індикатора гальмівного тиску на стрічці 25мм. Всі позначки гальмівного тиску зрушені вправо щодо швидкості та часу на 20мм.
Поле стрічки між нижніми і середніми проколами називається полем швидкості, а між середніми і верхніми проколами - полем часу.
Положення автостопу і свідчення вогнів локомотивного світлофора реєструються на поле часу, а САУТ - на поле швидкості.
-- Писар САУТ пише пряму лінію у лінії швидкості 90км / год, і зрушать вліво на 27мм від переписувачів швидкості і часу.
--- Писар «Ж» пише лінію у 0 хвилин і зрушать на 27мм вліво, як і САУТ.
--- Писар ЕПК пише лінію між 5 і 10 хв, і зрушать вправо на 42,5мм від переписувачів швидкості і часу.
---Писар «ЯЖ» пише лінію у 15хв, і зрушать вправо на 20 мм від переписувачів швидкості і часу.
---Писар «К» пише лінію у 25хв, і зрушать вправо на 20 мм від переписувачів швидкості і часу.
Коли на локомотивному світлофорі запалюється відповідний вогонь (включається електромагніт), то писар опускається на 2-2,8мм вниз і продовжує писати пряму лінію. Наявність зеленого або білого вогнів визначається непрямим шляхом. (Як виняток, при роботі з системою УКБМ писар «К» пише білий вогонь).
---Писар заднього ходу пише лінію товщиною 2 мм по нижнім кілометровим проколів, і зрушать на 20мм вправо від переписувачів швидкості і часу. При русі переднім ходом запису немає.
9. ПОХИБКИ швидкостеміри.
--- Від зносу бандажів колісних пар.
Частота обертання колісної пари з зношеним бандажем вище частоти обертання колісної пари з новим бандажем при одній і тій же швидкості руху локомотива. Тому при зношеному бандажі скоростемер показує і записує швидкість вище дійсної. В цьому випадку лічильник км показує більший пробіг, а на стрічці буде більше число кілометрових наколів. Для зменшення похибки від зносу бандажа редуктор приводу розраховують не за новому бандажу, а по середньому діаметру з урахуванням половини зносу. Діаметр бандажа, на який розрахований редуктор, називається розрахунковим. Для визначення похибки потрібно знати розрахунковий діаметр бандажа і фактичний діаметр бандажа, який береться в ТУ-17. Розрахунковий діаметр бандажа електровоза 1180мм, тепловоза - 1010мм. Для урахування похибки від зносу бандажа потрібно розрахунковий діаметр бандажа розділити на фактичний діаметр. Отримане число є шуканої поправкою на похибку. Далі, береться швидкість з стрічки, і ділитися на шукану поправку, в результаті чого отримуємо справжню швидкість.
Діаметр нового бандажа ВЛ-10 дорівнює 1250 мм. Допустимий знос бандажа 50 мм на кожну сторону. Тоді діаметр зношеного бандажа 1250 - (50х2) = 1150 мм, тоді 1180 1250 = 0,944. Справжня швидкість дорівнює:
100: 0,944 = 106 км / год - при новому бандажі
1180 1150 = 1,026, тоді 100: 1,026 = 97 км / год - при зношеному бандажі.
--- Від незадовільної роботи механізму протягування стрічки.
При визначенні по стрічці відстані пройденого локомотивом, потрібно вимірювати довжину стрічки, а підрахувати кількість кілометрових наколів, так як внаслідок сильного затягування фрикциона механізму протягування стрічки стрічка може витягнутися і відстань між наколами не дорівнює 5,0 мм. На 20 наколів, тобто на 100 мм довжини стрічки допускається відхилення ± 2 мм, отже, нормальна відстань між наколами може бути від 4,9 мм до 5,1 мм.
Для визначення масштабу похибки потрібно на стрічці відрахувати 20 відрізків між наколами, виміряти відстань між першим і останнім наколом і цю величину розділити на 20. Отримане середнє відстань між наколами потрібно враховувати при розшифровці стрічки.
--- Похибка вимірювача швидкості.
Амплітуда коливань покажчика швидкості повинна бути не більше 2,5 км / год.
Основна похибка реєстрації швидкості не повинна перевищувати + -4,5 км / год, тобто різниця між величиною швидкості, показаного стрілкою і писарем на стрічці не повинна виходити за межі + -4,5 км / год.
Початок руху стрілки і початок запису швидкості писарем повинні збігатися. Ширина записи лінії швидкості не повинна бути більше 1,2 мм. У тому випадку, якщо переписувач швидкості перебувати вище лінії нижніх кілометрових наколів, необхідно це значення відхилення в мм помножити на масштаб швидкості і отримане значення відняти від значення швидкості, записане писарем на стрічці. Так визначається фактична швидкість на даній ділянці.
Якщо початок запису швидкості розташоване нижче лінії км наколів, то для визначення дійсної швидкості необхідно це значення відхилення в мм помножити на масштаб швидкості і додати отримане значення до записаної писарем швидкості, тобто внести необхідну поправку.
--- Похибка годинникового механізму.
Повний завод годинникової пружини повинен забезпечувати безперервну роботу годин тривалістю не менше 30 годин. Похибка добового ходу годинника не повинна перевищувати + - 3 хвилини. Підйом рейки хвилин на висоту 30 мм до верхньої лінії перфорації відповідає 30 хвилинам. Час підйому рейки годин на висоту 30 мм відповідає 24 годинам, протягом яких голка робить 24 проколу, причому 24 прокол повинен знаходитися на верхній лінії перфорації.
--- Похибка індикатора гальмівного тиску становить + - 0,2 кгс / кв.см. Нульова лінія тиску повинна збігатися з лінією швидкості 50 км / год. При збільшенні тиску від 0 до 8 кгс / кв.см. писар індикатора повинен записувати вертикальну лінію 25 мм.
--- Похибка реєстратора напрямку руху.
Початок запису зворотного ходу повинно збігатися з початком руху локомотива. Ширина лінії запису повинна бути 2 мм. Запис зворотного ходу не повинна розташовуватися нижче лінії км наколів.
--- Похибка від зсуву переписувачів.
Ця похибка відбувається через вироблення отворів власників переписувачів і напрямних рейок. Для полегшення визначення цієї похибки машиніст при заправці стрічки виробляє позначки всіх переписувачів, після чого простягає стрічку на 5 мм.
10. МАСШТАБ ЗАПИСІВ НА швидкостемірних стрічки.
--- Масштаб швидкості 150: 40 = 3,75. т. е. в 1мм-3,75км / год.
--- Запис хвилин 30: 30 = 1, т. Е. В 1 мм --- 1мінута.
--- Запис годин 30: 24 = 1,25, тобто 1,25 мм --- 1год.
--- Пройдений шлях 5мм --- 1км.
--- Гальмівний тиск 8: 25 = 0,32, тобто в 1мм --- 0,32кгс / см.кв.