Хвостовик брусковых рам

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Непосредственным продолжением брусковой рамы является задний хвостовик. Уменьшение длины брусковой рамы достигалось в старину (США) расположением хвостовика. спереди основной части рамы, таким образом, что цилиндры и буферный брус оказывались размещенными на этом хвостовике и соединение последнего с рамой осуществлялось в наиболее напряженном месте рамы-между цилиндрами и передней движущей колесной парой. Конечно, работа такой рамы заведомо неудовлетворительна, конструкция нерацио нальна, и американцы в конце концов отказались от попыток сконструировать надежное соединение и перенесли хвостовик назад. Именно такое расположение хвостовика является единственно правильным и рациональным.

Задний хвостовик рамы может быть изготовлен в двух совершенно отличных одна от другой формах-или наборным, состоящим из двух длинных прокатных пластин (ст.-5) толщиной 55-75 мм, представляющих собой непосредственное нарощение рамы и снабженных теми или иными скреплениями, или же в виде цельной очень сложной и тяжелой отливки. Наборные хвостовики состоят из целого ряда отдельных собирающихся на болтах деталей и потому несколько менее надежны по сравнению с цельнолитыми. Зато последние имеют больший вес, часто вызывающий затруднения с развеской паровоза из-за расположения рассматриваемой части рамы в хвостовой части паровоза, и без того часто перегружающей колеса. В настоящее время на наших мощных паровозах применяются наборные катаные хвостовики; американцы в подавляющем большинстве случаев ставят теперь цельно-литые хвостовики.

На фиг. 392 в числе прочих деталей рамы показан и рамный хвостовик, изготовленный из двух прокатных плит толщиной (у паровозов сер. «ФД» и «ИС»-57 мм), примерно равной половине толщины брусковой рамы.

Скрепление одного полотна хвостовика с другим полотном осуществляется всегда только в передней части, где он соединяется с основной брусковой рамой, и в самой задней, где между полотнами хвостовика устанавливается стяжной ящик. По всем промежуточным участкам длины хвостовика последний не имеет никаких скреплений; все пространство между полотнами занято зольником.

Стяжной ящик (ст. л.-1), представляющий собой довольно сложную стальную отливку, является основным задним «междурамным» скреплением хвостовика. Но кроме того в нем установлен стяжной прибор. На передней стенке ящика делается вертикальный фланец для крепления задней гибкой опоры топки. Сзади поперек ящика простроган другой фланец, к которому крепится угольник гибкого листа, на который опирается настил будки. Сзади у ящика прострогана поперечная вертикальная плоскость для укрепления радиального буфера (см. ниже). В итоге стяжной ящик несет на себе целый ряд деталей.

С наружных сторон хвостовика в непосредственной близости к стяжному ящику укрепляются два кронштейна, опирающихся на секторы задней тележки.

Собственная жесткость наборного хвостовика в горизонтальной плоскости невелика. Между тем при проходе кривых в хвостовике возникают изгибающие усилия в горизонтальной плоскости.

Наличие этих усилий станет понятным, если учесть, что при проходе закругления сцепная серьга паровоза с тендером расположена не в продольной плоскости паровоза, а, естественно, под углом. Раскладывая силу тяги на две силы-продольную и поперечную относительно рамы паровоза, мы видим, что первая будет растягивать хвостовик, а другая-изгибать его в горизонтальной плоскости. Последнее усилие в общем невелико и не превосходит 4-5 т, но все же считаться с ним необходимо.

Конечно, в горизонтальной плоскости хвостовик сколько-нибудь заметно не деформируется, но это получается только за счет включения кожуха топки котла в работу по сопротивлению этим изгибающим усилиям. Котел таким образом нагружается поперечными изгибающими усилиями. Заметим, что одной из ряда причин, заставляющей увеличивать толщину стенок кожуха против расчетной, является также и это дополнительное нагру-жение листов кожуха.

Значительно более жесткими в горизонтальной (а попутно и в вертикальной) плоскости оказываются цельно-литые хвостовики.

Такой хвостовик отливается за одно целое для обеих сторон паровоза вместе со всеми скреплениями-передним и задним (стяжным ящиком)-со всеми кронштейнами.

В основном жесткость литого хвостовика получается большой за счет отказа от простого прямоугольного сечения полотен и придания им двутавровой или коробчатой формы.

По мере увеличения размеров паровоза вопрос о недостаточной жесткости катаных наборных хвостовиков будет становиться все более актуальным.

На фиг. 393 показан цельно-литой хвостовик одного мощного американского паровоза типа 1-5-1 с нагрузкой на сцепную ось в 31 т.

Сечение основных стержней хвостовика коробчатое, как показано на отдельной проекции.

В передней части хвостовика имеется коробка для соединения его с брусковой рамой. В этой же коробке размещена втулка для шкворня задней тележки, здесь же имеется и строганая поверхность под переднюю гибкую опору топки. Эта поверхность видна и на дополнительном разрезе передней части хвостовика.

Переход от передней коробки хвостовика к стержням усилен ребрами, расположенными в горизонтальной плоскости. Такие же ребра имеются и в хвостовой части отливки, где размещается задняя опора топки.

Строганая плоскость под заднюю опору топки составляется из трех участков: одного,-расположенного между стержнями хвостовика, и двух,-расположенных с боков его. Такое уширение опоры топки чрезвычайно желательно для создания лучшей устойчивости котла на раме.

Таким образом нагрузка от передней части топки непосредственно передается на основную раму и основные продольные стержни хвостовика частично разгружаются от вертикальных изгибающих усилий.

Что касается стяжного ящика, то последний в общем однотипен рассмотренному выше и лишь имеет четыре отверстия для двух шкворней сцепки с тендером. Наличие не только двух сцепных серег, но и двух шкворней вообще говоря еще более повышает надежность сцепления паровоза. За самые последние годы в США наметилась вполне здоровая тенденция рассчитывать сцепные шкворни с пониженным напряжением на изгиб и рассматривать их как деталь, вполне безопасную от пзлома, и таким образом обойтись без постановки дополнительного-запасного-шкворня. Именно такая конструкция шкворневого устройства применена и у наших паровозов сер. «ФД» и «ИС».

⇐ | Брусковые рамы || Конструкции паровозов || Цельнолитые паровозные рамы | ⇒