Пальцы

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

^^поюшшицей физические свойства стали.

5. Пальцы

На фиг. 439 показаны ведущий и сцепные пальцы ^^^Г^*'^ фиг 440 и 440а-то же паровоза сер. «ФД». На фиг. 439 показаны старые ?ипы пальцев-с буртами между отдельными шейками и цельно-кованымконтр-кривошипом ведущего пальца. На фиг. 440 и 440а показаны современные типы пальцев без буртов и со съемным контр-кривошипом.

Бурты на наших старых типах ведущих пальцев необходимы для того, чтобы избежать возможности трения друг о друга разрезных подшипников поршневого и центрового дышел. Применение втулочных неразрезных головок дышел позволило отказаться от буртов (тем более, что они и не позволили бы надеть втулочную головку центрового дышла), как это мы видим на фиг. 440.

Такое изменение конструкции пальцев объясняется иными условиями работы подшипников: если в старых конструкциях нужно было опасаться задевания подшипников одним другого, так как это могло вызвать поломку их, то при втулочных подшипниках это упразднение буртов оказывается чрезвычайно полезным. Если вспомнить, что палец при движении паровоза непрерывно вращается в головке дышла с той же угловой скоростью, с которой вращается колесо, то при отсутствии бурта входят в непосредственное соприкосновение два соседних втулочных подшипника, один из которых перемещается параллельно самому себе (центровой), а другой (поршневой) кроме этого движения имеет небольшое качательное-вокруг центра валика крейцкопфа-с ничтожной угловой скоростью. Таким образом обе втулочных головки остаются почти неподвижными одна относительно другой; износ смежных торцевых стенок подшипников равен практически нулю. > $

5. Пальцы

Пальцы в основном держатся на месте трением, развившимся при запрессовке; чтобы палец не мог выйти («вылезть») из колеса, торцевая часть пальца, обращенная к раме, прежде делалась с расклепкой.

Выдерживая точно натяги по диаметру и давления запрессовки, можно вполне довериться лишь одному трению; такое укрепление и предусматривается на фиг. 440 и 440а, где внутренние торцы пальцев прямые, без расклепки.

Старые конструкции пальцев имеют также бурт на стыке шейки и запрессованной в колесо части пальца. Этот бурт теперь также не делается,: и окончание'запрессовки контролируется приспособлением на самом прессе.

Контр-кривошип ведущего пальца делается теперь исключительно съемным, отковываемым из той же ст.-5 повышенной. Укрепление контр-кривошипа на наружном хвостовике ведущего пальца должно быть очень надежным, так как уже небольшое отступление от правильного расположения может вызвать сильнейшие искажения в парораспределении.

На фиг. 440 в числе других деталей пальцев показан и съемный контр-кривошип. Закрепляется контр-кривошип на пальце следующим способом. Во-пер вых, затягивая два показанных на чертеже болта, мы плотно охватываем палец корпусом контр-кривошипа; для увеличения упругости последнего в нем имеется длинный щелевой прорез.

Вторым элементом крепления является врезка только что упомянутых болтов в тело хвостовика пальца. Стягивающие болты таким образом оказываются еще и «поперечными» шпонками, не позволяющими контр-кривошипу сползти с пальца. Третьим элементом, предохраняющим контр-кривошип от провертывания, является обычная шпонка.

Что касается сцепных пальцев, то при втулочных головках дышел бурты пальцев должны быть съемными, укрепленными вполне надежно.

Бурты пальцев первой сцепной оси или других, слишком близко подходящие к крейцкопфу, должны иметь «утопленное» крепление бурта, чтобы шайбы и гайки не выходили за пределы бурта. Такой способ крепления показан сверху на фиг. 440а. Для того, чтобы бурт не мог случайно провернуться на пальце, употребляются особые небольшие штифты, одним концом заходящие в торец пальца, а другим-в углубление бурта (фиг. 439 - сцепной палец). Другой способ надежного укрепления бурта без выступающих деталей показан сверху на фиг. 440а (палец первой сцепной оси). Здесь бурт ввернут в гнездо в торце пальца и предохранен от отвертывания сквозным болтом.

5. Пальцы

При разрезных подтягивающихся подшипниках бурты сцепных пальцев делаются цельно-коваными за одно с самим пальцем.

Пальцы, так же как и оси, рассчитываются на изгиб, удельное давление (износ) и грение.

Нагрузку на шейке пальцев предполагаем в виде сосредоточенной силы, приложенной к средине длины шейки.

Поршневая шейка ведущего пальца рассчитывается по формуле:

Я (182) W 2W

где:

Р - усилие по штоку,

/ - длина поршневой шейки (фиг. 441),

цг ~о,1--

аведущий палец всегда делается со сверленым отверстием.

Сцепная (центровая) шейка ведущего пальца рассчитывается также, но учитывается реакция системы спарников, направленная в обратную сторону и частично разгружающая центровую шейку от изгибающих усилий.

Рассчитываем сечение шейки у-у (фиг. 441).

5. Пальцы

ГТ Момент, изгибающий шейку усилием поршневого дышла:

Мі = р(а + -^у, (183)

момент реакции системы спарников напишем, предполагая, что тяговое усилие паровоза распределено поровну между всеми т движущими колесными парами, т. е. считая, что на долю ведущего колеса приходится усилие:

Р ти моиент реакции спарников-.

М^Р----1-. (183') т 2

Итак, изгибающий момент сцепной (центровой) шейки ведущего пальца:

М=М1-М2 = р(а + ~1А-Р • "^і.А^ \ 2 / т 2

=р(»+т-^1-т)- <184>

Напряжение:

* V/ \ 2 т 2 ) 4

Аналогично можно было бы вывести формулу для расчета на изгиб и сцепных пальцев:

V (186) где /а - длина сцепной шейки (фиг. 441).

Эта формула, теоретически вполне правильная, все же не отражает действительных условий работы сцепных пальцев на изгиб. Так же, как сцепные дышла рассчитывались по сцеплению колес с рельсами, здесь необходимо рассчитывать шейки сцепных пальцев по сцеплению колес с рельсами.

Возьмем наибольшее усилие на палец таким же, как мы получили его пэ формуле 142 для расчета спарника.

р _1,03 - Q • #? .

Их~ З.г '

тогда:

= l,03.Q.J? .А (187) ъ 3 • г 2W

Напряжение на изгиб в новых пальцах допускается до

tfi«S(900-*-l 200) кг/см2.

Здесь первая цифра относится к сцепным пальцам, вторая-к ведущим пальцам1.

В изношенных пальцах в связи с уменьшением диаметра пальца (до 12%) напряжение допускается

/?,=s= 1600 кг/см2.

Заметим, что все сцепные пальцы рассчитываются по усилию:

_Р_, тв то время как спарники рассчитывались на усилия:

J>_, 2Р , ЗР т т т'

Подчеркиваем, что, в отличие от пальцев сцепных осей палец ведущей оси (обе его шейки) рассчитывается, исходя из усилия пара в цилиндре, как это и было нами выполнено.

Наибольшие напряжения в отдельных сцепных пальцах возникают при начинающемся боксовании отдельных колесных пар; именно в этот момент пальцы еще не боксующих осей испытывают наибольшие напряжения.

Заметим, что если пальцы сцепных колесных пар рассчитываются на изгиб по сцеплению колес с рельсами,то на удельное давление (износ) и нагревание расчет ведется только по усилию пара обычным способом с допускаемым напряжением для новых пальцев:

' tfw^l50 кг/см2.

При износе Яшн соответственно увеличивается. Характеристика грения:

R = Я„„ • v = { ■ жй[м) • п . (188)

d • I см2-сек

Цифровые значения R должны вписываться в следующие величины:

1. Для сцепных пальцев:

а) товарные паровозы.....Rес(115ч- 150);

б) пассажирские паровозы . . . R ^(185-^-240).

2. Для ведущих пальцев центровые и ведущие шейки:

а) товарные паровозы.....R =ё(300ч-400);

б; пассажирские паровозы . . . R=ss (400-^-480).

Большие цифры относятся к быстроходным паровозам с их более интенсивным охлаждением шеек встречным потоком воздуха. У новейших скоростных паровозов приведенные цифры повышаться отнюдь не должны, так-как обтекаемый кожух ухудшает условия охлаждения. Опытных данных для назначения характеристик грения таких паровозов пока еще не имеется.

1 При больших числах оборотов колеса пальцы точнее рассчитывать на силы инерции движущего механизма (см. журналы «Ж.-д. техника» №18 за 1936 г. и «Organ» №21 за 1936 г.)

5. Пальцы

ГЛАВА VII

БУКСЫ

⇐ | Бандажи || Конструкции паровозов || Буксы движущих колесных пар | ⇒