Цельнолитые паровозные рамы

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Цельно-литые или, как их называют американцы, «интегральные» рамы появились в США сравнительно недавно. Стремление любыми средствами повысить надежность работы паровоза, устранить опасность ослабления крепления деталей рамы и соединения цилиндров с рамой-на базе высоко развитой фасонно-сталелитейной промышленности-обусловило постепенно наметившийся переход от наборных брусковых рам к цельно-литым. Отчасти здесь преследовалось и сокращение количества станочной обработки и значительное упрощение общей сборки (монтажа) паровоза.

6. Цельнолитые паровозные рамы
Фиг. 394.

Первые сложные отливки были получены в США для небольших паровозов типа 0-3-0, рамы которых были отлиты за одно целое со всеми скреплениями. Затем были изготовлены .рамы более крупных паровозов, при чем в одну отливку были включены и оба цилиндра. В виде примера на фиг. 394 показана цельно-литая рама сравнительно крупного паровоза типа 1-4-0. Здесь буферный брус, цилиндры, все междурамные скрепления и задний хвостовик отлиты за одно целое.

Затем последовал целый ряд значительно более сложных в отливке (т. е. не только по числу деталей, отливаемых за одно целое, но и, главное, по общей длине отливки) рам для паровозов типа 2-3-2 (фиг. 395), рама которых отлита за одно целое также с нижней частью дымовой коробки, для паровозов типа 2-4-2 (фиг. 396) (цилиндры отлиты отдельно из-за большой длины рамы); еще несколько позже-для тяжелых паровозов типа 2-4-2 (фиг. 397) и уже с цилиндрами.

6. Цельнолитые паровозные рамы
Фиг. 395.

Наконец, за два года до начала кризиса американцы отлили наибольшие по размерам и наиболее сложные по конструкции рамы трехцилиндрового паровоза типа 2-6-1 в виде одной отливки длиной около 18 м.

На фиг. 398 дано эскизное изображение проекта цельно-литой рамы в применении к паровозу типа 1-5-2 с нагрузкой на ось в 28 т. Здесь в одной отливке сосредоточены, во-первых, оба полотна рамы, буферный брус, весь сложный блок цилиндров с их золотниковыми коробками, всеми паровыми каналами и опорой под дымовую коробку, все междурамные скрепления, кронштейны параллельной рамки, многочисленные мелкие кронштейны (для опоры шкворней, передней и задней тележек, рессорного подвешивания, тормозных подвесок), а также и опоры топки на заднюю тележку.

6. Цельнолитые паровозные рамы
Фиг. 396.
6. Цельнолитые паровозные рамы
Фиг. 397.

Характерный шгрих, показывающий, что и такие сложнейшие отливки не являются предельными по своей сложности: в 1928 г. в США изготовили цельно-литую раму крупного паровоза за одно целое с задними цилиндровыми крышками и даже с воздушными резервуарами тормоза. Задняя крышка цилиндра может быть и неотъемной от цилиндра, так как поршень вставляется и вынимается всегда спереди. Резервуары же расположены вдоль междурамного промежутка и являются в основном солидным междурамным скреплением картерного типа, чем вполне и оправдывается значительная толщина стенок (20 мм) таких «резервуаров».

6. Цельнолитые паровозные рамы

Положение е технологией отливки, кроме всего прочего, резко усложняется тем, что в такой раме не должно быть стенок резко разнящихся толщин, иначе неизбежны значительные внутренние напряжения из-за неравномерного охлаж-ждения. По этой причине основные полотна «брусковой» рамы здесь приходится делать полым и-трубчатого (прямоугольного сечения) типа, что еще более усложняет отливку рамы.

Как правило, такие отливки не отжигаются; поэтому содержание углерода должно быть очень малым, по имеющимся у нас сведениям-не превышающим 0,25%.

В США, как указано, имеется лишь одна фирма, изготовляющая такие рамы, типа «Коммонвэлт». Попытки других фирм конкурировать с ней окончились неудачей-браком отливок.

Основными трудностями отливки таких рам являются подбор состава металла, температура жидкой стали, количество и размер литников и выпаров, скорость заливки, процесс и способ охлаждения, состав формовочной смеси (кварцевый песок), температура и влажность формы, расчет величины усадки (достигает 300-350 мм на всю длину рамы) и т. д. Каждый из этих вопросов представляет серьезные трудности для разрешения, а здесь они должны быть решены все вместе и одновременно. Не менее трудным является строжайшее и точнейшее выполнение раз установленного процесса формовк, заливки и охлаждения.

Отлитая рама имеет сравнительно незначительное количество станочной обработки, так как большое количество деталей рамы уже стоит на месте.

Для обработки применяется серия узко специализированных передвижных станков. Рама устанавливается на фундаменте в центре специальной рамной механической мастерской; к раме подвигают станки, производящие каждый свой цикл операций и отодвигаемые в сторону тотчас по окончании операций для того, чтобы дать место другим станкам. Главнейшуми операциями являются расточные цилиндровые и расточные универсальные, фрезерные и частью строгальные работы.

Чтоз касается общих данных о цельно-литных рамах, то нужно заметить, что паровоз с такими рамами примерно на 3-4% тяжелее обычных с брусковыми наборными рамами и стоимвсть их на 10-15% выше1. Оба эти фактора, в особенности второй, не могут считаться недостатком таких рам, так как увеличение стоимости рамы окупится чрезвычайно большой нежностью их работ и почти полным отсутствием ремонта. Судя по достаточно авторитетным литературным источникам, любые случайные механические повреждения таких рам в США'исправляются сваркой.

Такие рамы в перспективе их применения являются вполне жизненной конструкцией, в особенности в связи с повышением наших современных требований к паровозу. Развитие нашей фасонно-сталелитейной промышленности является залогом реальности разрешения проблемы применения таких совершенных типов рам в нашем социалистическом ж.-д. транспорте.

⇐ | Хвостовик брусковых рам || Конструкции паровозов || Способы укрепления | ⇒