Типы и конструкции рам

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Экипаж паровоза является основанием, на котором размещены котел, цилиндры и части движущего и парораспределительного механизмов. К экипажу относятся: рама, сцепные приборы, колесные пары с буксами, рессорное подвешивание и тележки.

Части экипажа испытывают большие нагрузки от действия продольных сил тяги паровоза, от массы всех его частей, от действия боковых сил и толчков, возникающих при движении паровоза по кривым и неровностям рельсового пути (стыкам рельсов, стрелочным переводам). Особенно большие нагрузки испытывает рама как основной узел экипажа. Поэтому паровозные рамы должны обладать большой прочностью и жесткостью конструкции.

На паровозах применяют следующие типы рам: листовые, брусковые и цельнолитые.

Листовые рамы имеют паровозы средней мощности (СО, Э, Су). Листовая рама паровоза СО (рис. 182), мало отличающаяся от рамы паровоза Э, состоит из двух параллельных листов 1 и нескольких вертикальных и горизонтальных межрамных скреплений 6, 7, 9, 11, 14, 15. Впереди рама замыкается буферным брусом 12, а сзади - стяжным ящиком 2. Рамные листы изготовлены из листовой стали марки СтЗ толщиной 32 мм. В рамных листах сделано по пять вырезов для размещения букс движущих осей. У каждого буксового выреза установлена направляющая 4, служащая для удержания и направления буксы.

В раме имеются также вырезы в месте привалки цилиндров, между буксовыми вырезами для доступа к рессорному подвешиванию, возле зольника и в месте установки заднего стяжного ящика. Буферный брус имеет коробчатое сечение и изготовлен из листовой стали. К рамным листам брус прикреплен при помощи литых кронштейнов 13, а посередине соединяется с рамой передним межрамным скреплением //. Все рамные скрепления соединены с рамой и между собой точеными болтами с плотной посадкой - так называемыми призонными болтами. На межцилиндровом скреплении 15 установлена и соединена с ним литая опора дымовой коробки 10 котла. В нижней части рамы за межцилиндровым скреплением расположена шкворневая балка, к которой присоединено водило передней тележки. В верхней части рамы за межцилиндровым скреплением установлены наклонное скрепление 9, горизонтальное скрепление 7 и три вертикальных скрепления 6.

Горизонтальное и наклонное скрепления сварены из листов и угольников, а вертикальные - отлиты из стали.

В месте установки зольника для возможности его размещения между листами рамы два межрамных скрепления 15 установлены в нижней части рамы. У заднего горизонтального скрепления установлена литая балка 5, служащая передней опорой топки и одновременно межрамным скреплением. Эта балка имеет обработанные плоскости, на которые опираются скользуны, прикрепленные к каблучкам топочной рамы. Задняя гибкая опора 3 топки своим основанием прикреплена к поперечной балке, установленной в нижней части рамы. На среднем вертикальном межрамном скреплении помещена гибкая опора цилиндрической части котла - так называемый подбрюшник 5.

Буксовая направляющая 4 (рис. 182, а) представляет собой стальную отливку П-образной формы с ребрами жесткости. По периметру выреза направляющая прикреплена к листу рамы призонными болтами диаметром 23-25 мм. Задняя плоскость буксовой направляющей сделана вертикальной, а передняя имеет уклон 1:10. Букса расположена между передней и задней плоскостями направляющей. Буксовые направляющие дают возможность раме перемещаться относительно букс в вертикальном направлении при колебаниях паровоза на рессорах. Широкие опорные поверхности буксовых направляющих воспринимают большие усилия, действующие от буксы на раму.

В нижней части буксовый вырез рамы укреплен буксовой стрункой /, которая плотно пригнана к каблучкам рамы 8. Для обеспечения надежности этого соединения наружные грани каблучков рамы имеют уклон 1:7 и струнки ставят с натягом 5-6 мм. Струнка прикреплена к раме при помощи четырех болтов 7 диаметром 26 мм.

У передней наклонной плоскости буксовой направляющей поставлен клин 2, который служит для укрепления и регулирования установки буксы в буксовой направляющей. На паровозах с листовой рамой клинья поставлены у передней плоскости направляющей. Такое расположение клиньев принято для предохранения буксовой направляющей от износа, так как при работе паровоза больше изнашивается передняя ее плоскость.

Буксовый клин удерживается в вырезе и регулируется натяжным болтом 3, головка которого входит в отверстие клина, а стержень про1 пущен через отверстие в утолщении буксовой струнки. При помощи гаек 5 клин можно поднимать или опускать, изменяя таким образом зазоры между буксой и плоскостями буксовой направляющей. Для предохранения гаек от самопроизвольного отвертывания служит скоба 6. На части паровозов в порядке модернизации были поставлены самоустанавливающиеся буксовые клинья.

Листовые рамы паровозов имеют ряд серьезных недостатков. Сравнительно тонкие полотнища рамных листов требуют большого количества межрамных скреплений для придания раме жесткости в горизонтальной плоскости. Межрамные скрепления загромождают раму, усложняют ее конструкцию и затрудняют осмотр деталей экипажа в эксплуатации. Постановка буксовых направляющих и межрамных скреплений требует большого количества болтов с плотной посадкой,

Как устроен и работает паровоз

утяжеляет раму, удорожает постройку и ремонт паровоза и в то же время снижает надежность эксплуатации его из-за возможного при большом количестве соединений ослабления болтов.

Брусковые рамы. Начиная с 1931 г. на паровозе ФД, а также на паровозах Л, ЛВ, П36, Еа, Ем стали применять брусковые рамы, которые не имеют указанных выше недостатков. Брусковая рама обладает большей жесткостью в горизонтальной плоскости и не требует большого количества межрамных скреплений. Вследствие большой толщины рамного полотна (80-140 мм) отпадает необходимость в установке буксовых направляющих; высота рамы меньше, что позволяет удобнее разместить рессорное подвешивание.

Примером брусковой рамы может служить рама паровоза Л (рис. 183), состоящая из двух полотен, соединенных между собой межрамными скреплениями. Толщина каждого полотна рамы равна 140 мм; расположены они на расстоянии 1000 мм одно от другого. (Полотно брусковой рамы паровоза ФД имеет толщину 125 мм; паровозов Еа и Ем - 127 мм; паровоза П36 - 140 мм).

Большая толщина рамных листов позволила увеличить размеры вырезов в раме. Большие вырезы обеспечивают размещение в них рессор и балансиров и облегчают доступ в межрамное пространство для осмотра и ремонта. В передней и задней частях, где рама испытывает меньшие напряжения, толщина рамных полотен составляет 60 и 70 мм. Полотна рамы прокатывали из мартеновской стали с содержанием углерода 0,25-0,33%.

Буферный брус 1 рамы паровоза Л делают цельнолитым из стали. В задней части отливки сделан прилив с отверстием, в котором установлен направляющий стакан передней тележки.

Преимуществом брусковой рамы является также и то, что при небольшой высоте ее представляется возможным применять массивные блочные цилиндры. Для установки блока цилиндров в полотнах рамы 2 сделаны специальные посадочные места. Сзади цилиндрового блока расположено переднее межрамное скрепление 3, которое одновременно служит для присоединения водила передней тележки и установки тормозного вала.

Между первой и второй сцепными осями на раме установлена параллельная рама (балка) 4, к которой прикреплены кулисные кронштейны 5. Одновременно она является межрамным креплением. Между второй, третьей и четвертой осями поставлены нижние скрепления 14 и верхние 7. За четвертой осью установлено скрепление 9, которое одновременно является основанием передней гибкой опоры 8 топки. Сзади пятой оси также установлено межрамное скрепление 12.

Последним межрамным скреплением является задний стяжной ящик //, имеющий отверстия для вставки шкворней тяг сцепления и место для установки буфера. К заднему стяжному ящику прикреплена задняя гибкая опора топки 10. На параллельной балке закреплены две гибкие опоры (подбрюшники) 17. Все межрамные скрепления, буферный брус и стяжной ящик отлиты из стали марки 20ЛП или 25ЛП и укреплены призонными болтами с конусностью 1:200.

Как устроен и работает паровоз

Рис 183 Брусковая рама паровоза Л і - буферный брус, 2 - рамные полотна, З - переднєє межррмное скрепление 4 - параллельная рама, 5 - кулисный кронштейн, 6, 17 -подбрюшники, 7, Я. 'і2, 14 - межрамные скрепления, 8 - передняя гибкая опора топки, 10 - задняя гибкая опора топки, /1 - задний

стяжной ящик, 13 - буксовая связь, 15 - буксовый клин, 16 - буксовая накладка

Как устроен и работает паровоз

Рис. 184. Узел буксового выреза паровоза серии Л:

болт. 2- шпилька 3- буксовая связь 2, 4 и 5й осей, 4 - буксовый клин, 5 - натяжной болт клина, 6 - буксовая накладка, 7 - буксовая связь 1-й оси

На паровозах с брусковой рамой, имеющих заднюю поддерживающую тележку, главная рама заканчивается за последней сцепной осью. К заднему концу главной рамы прикрепляют на болтах так называемый хвостовик. У паровоза П36 хвостовик рамы цельнолитой стальной, где заодно с полотнами его отлиты: передняя опора топки, опоры задней тележки и стяжной ящик. Цельнолитой хвостовик паровоза ЛВ значительно короче, чем у паровоза П36; вместе с хвостовиком отлит стяжной ящик, поперечные скрепления с упором, ограничивающим отклонение рамы задней тележки, и с гнездами для установки стаканов увеличителя сцепного веса.

На паровозе ФД хвостовик рамы сделан в виде полотен толщиной 57 мм, у которых в месте соединения с рамой поставлено межрамное скрепление, служащее основанием для передней опоры топки, а сзади установлен литой стяжной ящик, на котором укреплена задняя гиокая опора топки.

Буксовая связь (струнка) 7 брусковой рамы паровоза Л (рис. 184) представляет собой массивную балку, ширина которой равна толщине рамного полотна. Толщина связи в средней части равна 80 мм. Каблучки рамы, имеющие двусторонний уклон 1:12, входят в соответствующие выемки связи. При этом связи должны быть поставлены с натягом. К раме буксовая связь прикреплена шпильками 2 и болтами 1 с гайками, контргайками и предохранительными шплинтами. Связи первой оси, испытывающие большие напряжения, укреплены двумя шпильками и четырьмя болтами; связи остальных осей - двумя шпильками и двумя болтами. Связь, укрепляющие болты и шпильки ведущей оси, как и буксовый вырез, имеют большие размеры по сравнению с остальными осями. Изготовляют связи из стали марки Ст5 или 25ЛИ.

В брусковой раме отсутствуют буксовые направляющие, поэтому для предохранения от износа лобовых поверхностей буксовых вырезов рамы ставят сменные накладки 6 и клинья 4. В отличие от листовой рамы клинья здесь ставят у задней поверхности буксового выреза. При помощи натяжного болта 5 и гайки можно изменять

положение клина и регулировать продольный зазор между буксой и рамой, возмещая износ накладки, клина и буксовых наличников.

Для улучшения работы буксового узла и своевременного устранения зазора, возникающего между буксой и рамой, ряд паровозов (П36, Л, Еа, Ем, ФД) оборудован самоустанавливающимися буксовыми клиньями (рис. 185). Буксовый клин 2 через упорный болт 3 и гайку 7 постоянно прижат к вырезу рамы и пластине 1 пружиной 5, установленной в стакане 6. Стакан удерживается фланцем 8, который прикреплен при помощи шпилек и гаек к буксовой связи. Когда зазор между контрольными штифтами 4 и нижней кромкой паза стакана 6 превысит установленную предельную величину, при помощи ключа стакан поворачивают, опуская тем самым гайку 7 вниз и поднимая пружину, которая прижимает клин кверху.

Цельнолитые рамы. На некоторых сериях паровозов применена цельнолитая рама, которая представляет собой крупную стальную отливку, где за одно целое отлиты: полотна рамы, межрамные скрепления, блок цилиндров с опорой дымовой камеры, буферный брус, задний стяжной ящик, кронштейны для рессорных балансиров и тормозных подвесок и опоры тормозного вала.

Преимуществом цельнолитой рамы является отсутствие болтовых соединений и значительное сокращение монтажных и ремонтных работ. Дефекты и трещины цельнолитой рамы легко устраняют электросваркой. Цельнолитую раму имеет часть паровозов Еа и Ем.

На всех паровозах для повышения безопасности движения впереди устанавливают путеочистители, прикрепляемые к буферному брусу или раме. На многих паровозах путеочистители сделаны в виде металлической конструкции, сваренной из уголкового железа и труб, или отлиты из стали. Такие путеочистители установлены на паровозах ЛВ, Л, П36 и др.

На пассажирских паровозах, кроме того, установлено устройство для сбрасывания с рельсов мелких предметов во избежание наезда колесной пары передней тележки на эти предметы и схода с рельсов. Кронштейн сварной кон-

Как устроен и работает паровоз

Рис. 185. Самоустанавливающийся буксовый клин паровоза Л:

1 - пластина; і - клин; 3 - упорный болт; 4 - контрольные штифты, 5 - пружина; 6 - стакаи, 7 - гайка; 8 - фланец

струкции этого устройства крепят к буксам тележки. На расстоянии 20-30 мм от рельса на кронштейне закрепляют резиновую пластину, которая удаляет с рельсов камни и другие встречающиеся посторонние предметы.

Для повышения безопасности в последнее время на лобовую часть буферного бруса паровоза и тендера наносят полосы флуоресцентной эмали (ДФЭ) ярко-оранжево-красного цнета, а также устанавливают на буферный брус паровозов съемные щитки, окрашенные ДФЭ.

⇐ | Проверка движущего и парораспределительного механизмов и золотников || Как устроен и работает паровоз || Укрепление котла на раме | ⇒