Особые виды тележек

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Рассмотренными видами тележек не всегда оказывается возможным удовлетвориться. Очень часто, например у пассажирских паровозов, оказывается ненужным ставить двухосные тележки спереди: развеска паровоза показывает полную возможность обойтись постановкой одноосной тележки.

Между тем ограничение скоростей движения паровозов с одноосной тележкой спереди наступает при достижении паровозом относительно небольшой скорости порядка 95-100 км/час.

Если при этом расчетный вес состава невелик, и котел может дать количество пара большее, чем расходуется, то ставить второй бегунок не имеет никакого смысла.

В старину, когда паровозы имели узкие и легкие топки, под ними можно было не ставить поддерживающих колес. Многочисленные серии старых пассажирских паровозов и имеют колесную характеристику типа 2-3-0 (сер. «А», «Б», «Г», «Ж», «3», «У», «К»). При постановке же широких и относительно т я-Ж е л ы х топок пришлось один из передних бегунков перенести назад (получился тип 1-3-1, например сер. «С», «Су»), и в передней направляющей части паровоза остался только один бегунок. Другой пример современного мощного пассажирского паровоза сер. «ИС» имеет необычное для американцев расположение бегунковых и поддерживающих колесных пар: в США имеется целый ряд различных паровозов типа 2-4-1 ини одного типа 1-4-2, т. е. в США второй из бегунков располагается не под топкой, а под передней частью паровоза. Это, конечно, более рациональное расположение бегунков с точки зрения динамических качеств паровоза, но паровоз при этом должен иметь небольшую топку, которую необходимо отапливать высококалорийным углем, чтобы суметь получить достаточное количество тепла. Рассчитывая наши паровозы на отопление любыми углями, мы предусматриваем увеличенные размеры топок и считаемся с большим весом последних.

Для того, чтобы и при наличии одного бегунка спереди паровоза можно было поднять скорости движения паровоза за пределы выше 100- 110 км/час, необходимо ставить в передней части паровоза особые комбинированные тележки, в которых бегунок большим горизонтальным балансиром соединяется в одну кинематическую систему с первой сцепной осью. Еще в начале курса указывалось, что именно такие тележки имеют паровозы сер. «С», «Су» и «ИС». Итак и при наличии одного бегунка мы имеем возможность осуществить повертывание паровоза внутрь кривой не одной ребордой бегунка, но одновременно и работой передней сцепной оси, то-есть двумя колесными парами.

Подобных комбинированных тележек имеется несколько разновидностей- Цара, Краусса, Краусса-Гельмгольца и др. Часть тележек (Краусса) имеет горизонтальный продольный балансир, могущий только вращаться (повертываться на некоторый угол) относительно неподвижного шкворня. Часть тележек (Цара, Краусса-Гельмгольца) имеет этот же балансир, могущий не только вращаться вокруг шкворня, но и перемещаться в стороны относительно шкворня. Последний вариант тележки значительно более совершенен, чемпервый, так как возможность поперечных перемещений балансира позволяет увеличить отклонение переднего бегунка без увеличения разбега первой сцепной оси. Последнее обусловливает наиболее надежное вписывание в кривую малого радиуса.

Наличие на паровозе подобных тележек позволяет поднять безопасные конструкционные скорости паровоза до 120-140 км/час. В настоящее время на наши дороги поступают вновь строящиеся пассажирские паровозы только двух серий: «Су» и «ИС». Оба типа имеют тележки Краусса-Гельмгольца.

На фиг. 473 показана передняя тележка паровозов сер. «Су» последнеговыпуска. Рассматривая чертеж, мы видим, что в передней части тележки_

обычное водило Бисселя (с геометрической длиной 1 350 мм). В верхней средней части отливки, соединяющей обе буксы бегунка в одно целое, устанавливаются детали шарнира (см. поперечный разрез) горизонтально продольного -балансира. Последний своим задним концом соединяется (также шарнирно) с буксовой поперечной коробкой передней сцепной оси (см. план). В средней части балансир имеет точку вращения, при чем прорез в теле балансира под подшипник шкворня сделан продолговатым (прямоугольным в плане), так что балансир может не только вращаться около шкворня, закрепленного к раме паровоза, но перемещаться в стороны на некоторую величину, определяемую условиями вписывания паровоза в кривые-у паровоза сер. «Су» на 20 мм в каждую сторону.

Перемещаясь вправо или влево параллельно самому себе, балансир сжимает рессоры, реализующие возвращающие усилия. Хомуты рессор имеют цилиндрические шпинтоны (пропущенные через горизонтальные втулки' в теле балансира), упирающиеся в боковую поверхность подшипника шкворня. Рессоры соединены одна с другой серьгами. При перемещении балансира, предположим, вправо-нажатием боковой поверхности балансира на правую рессору сжимаются (прогибаются) обе рессоры, так как левая рессора в это время шпин-тоном хомута упирается в подшипник неподвижного шкворня. Рессоры, стремясь распрямиться, и создают нужное возвращающее усилие. Такой рессорный возвращающий аппарат прост по устройству, достаточно надежен в работе, допускает регулировку возвращающегЪ усилия. Начальное возвращающее усилие тележки паровоза сер. «Су»-3 ООО кг (прогиб рессор 10 мм).

Показанная в работе на фиг. 473 тележка Краусса-Гельмгольца в общем себя зарекомендовала. Помимо основного достоинства двухосных тележек-набегания двумя ребордами на наружный рельс, комбинированные тележки облегчают и вход в кривую, когда обычно имеющий место удар направляющего колеса о наружный рельс только что начавшейся кривой может обусловить большие значения горизонтальной реакции наружного рельса. При комбинированных же тележках эти удары практически почти отсутствуют, так как бегунок при входе в кривую сейчас же отодвигается рельсом в сторону, а балансир, работая как рычаг первого р\>да, придвигает переднюю сцепную ось к наружному рельсу кривой. После того как колесо этой оси своей ребордой прижмется к рельсу, начинается поворот паровоза обеими осями. Удар при входе в кривую таким образом в значительной мере смягчается.

Все же такие тележки уступают по своим динамическим свойствам обычным двухосным. Во-первых, переднее сцепное колесо связано системой спарников с другими движущими колесами, и горизонтальные усилия в дышлах, прижимая буксу к направляющим, несколько затрудняют боковые перемещения первой сцепной колесной пары. Во-вторых, большой диаметр «второго колеса» тележки, по сравнению с малыми обычными тележечными колесами, оказывается несколько более опасным в смысле схода с рельсов: сравнивая большое и малое колеса при одном и том же угле набегания, мы видим, что колесо большого диаметра относительно легче может «подняться» ребордой на рельс, «подмять» рельс под себя.

Изложенные соображения и заставляют ограничивать скорость паровозов с такими тележками в 120-140 км/час. До недавнего времени считалось, что наибольшие скорости паровозов с такими тележками-НО-115 км/час.

Нагрузка на бегунок передается через однополюсные сектора, как показано на поперечном разрезе фиг. 473. Для устранения скольжения сектора по опорной поверхности он имеет постепенно уменьшающуюся высоту (по направлению к шкворню водила). Тележки первых паровозов сер. «Су> имели сво-

5. Особые виды тележек 5. Особые виды тележек

бодно поставленные сектора (на фиг. 473 сектора «надеты> на валики в верхней части), и имели место случаи выпадения секторов при движении паровоза.

Подвески Би В воспринимают на себя усилие собственного веса балансира. Подвеска Л удерживает водило тележки при подъемке паровоза.

Тележка паровоза сер. «ИС» имеет несколько отличное устройство, схематически показанное в плане на фиг. 474. Основная идея тележки та же самая: имеется горизонтальный балансир, соединяющий подвижные бегунковую и первую сцепную колесные пары. Но этот балансир отлит за одно целое с рамой передней тележки и является одновременно ее водилом. Особого

5. Особые виды тележек

Фир. 474а.

5. Особые виды тележек

водила бегунка, как это имеет место у паровозов сер. «Су», здесь нет. Такое упрощение кинематической схемы удалось сделать потому, что при вписывании проектного паровоза сер. «ИС» в кривые оказалось, что длина переднего плеча балансира и длина водила почти совпадают. Естественно, оказалось возможным объединить эти две детали в одну. В паровозах сер. «Су» оба шкворня расположены хотя и в непосредственной близости, но все же совместить детали оказалось нецелесообразным из-за увеличения угла набегания переднего колеса на рельс.

5. Особые виды тележек

В рассматриваемой тележке паровоза сер. «ИС» возвращающее устройство выполнено на двухцентренных секторах, но расположение их «обратное», как показано на фиг. 474а, изображающей люльку, сектора и нижнюю подушку секторов. Здесь опорные (дуговые) поверхности секторов расположены снизу, а валики-сверху.

Интерес представляют также и буксы первой сцепной оси: оба корпуса буксы отлиты за одно целое, в средней части отливки размещаются детали шарнира балансира.

В виду того, что рессорная подушка первой сцепной оси имеет только вертикальные перемещения, а расположенная непосредственно под ней букса кроме того и поперечные, между подушкой и буксой размещены стальные ролики; наличие последних в значительной мере уменьшает трение между подушкой и буксой.

Несколько особняком от рассмотренных тележек стоят трехосные комбинированные тележки Лоттера, схематически показанные на фиг. 475. Здесь обычная двухосная тележка имеет свой шкворень, соединенный большим балансиром, имеющим в свою очередь неподвижную точку вращения, с первой сцепной колесной парой в точке. При боковом отклонении передней двухосной тележки перемещается и первая сцепная ось.

Принципиально тележка Лоттера напоминает тележку Краусса (шкворень балансира неподвижен); особых достоинств такая сложная и громоздкая тележка не имеет, хотя несколько и облегчает нужную установку паровоза в кривой. Оправдать себя такие тележки могут только для пассажирских паровозов с длинной жесткой базой, когда нужно принимать'все меры для облегчения вписывания паровоза; Выполнены такие тележки на нескольких германских паровозах типа 2-4-1.

Тележка Лима

Совершенно особняком от всех рассмотренных раньше тележек стоят остроумные по идее американские тележки Лима, широко рекламируемые в США, правда, без достаточного основания к этому.

Основная оригинальная идея тележки Лима заключается в том, что рама тележки является естественным продолжением брусковой рамы паровоза, шарнирно с ней соединяемой, как схематически показано на фиг. 476.

На массивной раме тележки сзади устанавливается стяжной ящик, на тележке же размещена и задняя опора топки.

Достоинством тележки является, во-первых, отсутствие необходимости постановки рамного хвостовика (упрощение общей конструкции паровоза, ускорение сборки) и несколько меньший вес хвостовой части паровоза; во-вторых, значительное уменьшение вылета в сторону стяжного ящика при проходе кривых; последнее облегчает вписывание паровоза и кроме того позволяет ставить под тендера простые поворотные тележки, без всяких люлечных устройств, обычно необходимых при постановке на крупные паровозы раньше рассмотренных тележек.

Но наряду с этим тележки Лима имеют крупнейший недостаток, который американцы начинают обнаруживать лишь за самое последнее время: отсутствие «хребта» у паровоза, значительно ухудшающее механические условия работы топочных листов; при постоянно имеющей место вертикальной игре тележки все ее вертикальные деформации воспринимаются котло м - через заднюю опору топки. Но так как передняя опора топки соединяется с основной (брусковой) рамой паровоза, в листах кожура топки возникают большие и вредные напряжения, приводящие в итоге к разрушению загибов бортов, швов и т. д.

Тележки Лима нежизненны, хотя и чрезвычайно заманчивы по идее.

ЧАСТЬ ПЯТАЯ

разное оборудование и принадлежности паровоза

Под разным оборудованием паровоза уГ его принадлежностями подразумеваются: тормозная передача с воздушными приборами, песочница, устройство для смазки реборд, электрооборудование, будка, площадка, термо-изоляция котла, парорабочих труб и цилиндров, обшивка котла и т. п. Сюда же условно относятся как тендер с его конденсационной установкой, так и бустер и пушер (рассматриваемые в особой главе).

ГЛАВА I

РАЗНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПАРОВОЗА

⇐ | Двухосные тележки || Конструкции паровозов || Тормозная рычажная передача | ⇒