Параллели

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Обеспечивающие хорошую устойчивость крейцкопфа двойные параллели, как указано раньше, применяются в США во вновь строящихся паровозах лишь для самых крупных паровозов с их большими усилиями по штоку.

Параллели своими передними концами крепятся к выступам задней цилиндровой крышки, задними концами-к параллельной рамке. Форма брусьев самых параллелей иногда приближается к телу равного сопротивления изгибу.

Часто при размещении параллельной рамки встречаются затруднения из-за наличия переднего сцепного колеса. Так, в паровозах сер. «Су» пришлось значительно удлинить параллели, чтобы довести их до параллельной рамки, расположенной между первым и вторым движущими колесами. Для того, чтобы не делать сложной и громоздкой кругом обработанной параллели (притом из твердой стали), параллели были запроектированы составными: к длинной и мощной параллельной балке (ст. л.-1), идущей от крышки цилиндра к параллельной рамке*, были привернуты короткие бруски (ст.-5)-собственно параллели, как показано на фиг. 342.

2. Параллели

Параллельная балка паровоза сер. «Су» имеет двутавровое сечение; к балке парой болтов привертывается брусок параллели. Паровозы сер. «Су» последних выпусков имеют крепление не двумя, а тремя болтами, обеспечивающими большую жесткость бруска параллели.

Для обеспечения свободы удлинения параллели при случайных нагреваниях одна из дыр для болтов сделана не круглой, а продолговатой. В первых паровозах сер. «Су» обе дыры были круглые, и однажды имел место случай защемления крейцкопфа разогревшимся и покоробившимся при нагревании бруском параллели.

Между параллельной балкой и бруском имеются тонкие железные прокладки толщиной по 1 мм, уложенные в пачки по 8 шт. (8 мм высотой) в новых парво-зах; изменяя количество прокладок (при ремонте), мы изменяем положение параллели по высоте и тем самым уменьшаем увеличившиеся зазоры между изношенными поползушками крейцкопфа и параллелями

Параллели паровоза сер. «Су» тяжелы и громоздки, требуют очень тщательной сборки (зуб в передней части балки, входящий в паз бруска параллели). Серьезными достоинствами можно считать, во-первых, крайне простую обработки самого бруска параллели, имеющего элементарно-простую форму, а также отсутствие изнашивания параллельной балки. У такой составной параллели брусок является «сменной» частью.

2. Параллели
Фиг. 343.

Пример одиночной параллели дан на фиг. 343, изображающей параллель паровоза сер. «Эу». Это очень распространенный тип параллели, применяющийся на огромном большинстве наших старых паровозов. На отдельной проекции фиг. 343 показано общее расположение параллели, укрепляющейся двумя болтами к крышке цилиндра и одним-к фланцу параллельной рамки.

Сама параллель имеет сечение двутавровой формы, что сделано в целях уменьшения веса. Хвостовые части параллели имеют постепенно уменьшающуюся высоту в связи с уменьшением величины изгибающих моментов в этих участках.

Обработка параллели производится «кругом». Наиболее тщательная обработка (строжка и шлифовка) производится по всему наружному контуру сечения бруса, так как крейцкопф охватывает своими поползушками параллель сверху, снизу и с боков.

В виде примера пенсильванской параллели на фиг. 344 показана многоплоскостная параллель паровоза сер. «ИС». Заметим, что на чертеже параллели нане-

'сены и заводские допуски (обозначения по ОСТ) на ее изготовление-обработку и узловую сборку.

Параллель составляется, как мы уже знаем, из двух половин, каждая из которых имеет Е-образную форму. Уже одна такая форма сечения параллели дает коробчатое сечение собранной параллели и значительную ее прочность при относительно небольшом весе.

Обе половины параллели соединяются в одно целое посредством ряда болтов, расположенных на расстоянии 170-230 мм один от другого.

Основные достоинства узла многоплоскостного крейцкопфа и параллели мы уже знаем (небольшое удельное давление и малый износ, легкость и прочность, возможность применения антифрикционной заливки). К этому нужно добавить и еще одно существенное достоинство самих параллелей-возможность выемки крейцкопфа без всякой разборки параллелей.

Обработка параллели довольно сложна. Это-некоторый дефект конструкции, правда, вполне окупающийся дальнейшей безупречной работой. Обработка пазов производится строжкой на продольно-строгальных станках, но может производиться и фрезеровкой на горизонтально-фрезерных (посредством наборных фрезеров).

Заметим кстати, что небольшая длина опорных поверхностей крейцкопфа * делает более целесообразной именно фрезеровку их наборными дисковыми ^фре-зерами.

При строжке параллели нужно обращать особое внимание на стык двух верхних половин рабочей (внутренней) плоскости, "чтобы при узловой сборке параллели не получилось ступеньки в месте стыка. Эта ступенька будет вызывать неравномерный износ баббитовой заливки.

Поэтому при сборке параллели берут их половины на «сборочные болты» и затягивают последние, предварительно добившись совпадения упомянутых плоскостей. Затем уже дыры в параллелях рассверливаются и развертываются коническими развертками (конус 1/200). Поставив точно приточенные болты (призонные-с коничностью 1/200), мы имеем правильное очертание всей рабочей поверхности: ступеньки в стыке нет.

При обычной точности обработки и сборки параллелей и обработки опорных плоскостей крейцкопфа, залитых баббитом, иногда не удается получить соприкосновение и тем более одинаковое нажатие всех трех плоскостей крейцкопфа на три плоскости параллели. Это равномерное нажатие получится само собой в первые же недели или месяцы эксплуатации, когда воспринимающие увеличенное удельное давление отдельные поверхности сработаются и обусловят нажатие иостальных поверхностей, после чего дальнейшее нарастание износа чрезвычайно замедляется.

Параллели, соприкасаясь с мягким антифрикционным металлом, к тому же нагруженным небольшим удельным давлением, практически почти не изнашиваются. Ребра опорных частей крейцкопфа имеют зазор в пазах параллели в 0,5 мм (по вертикали).

Для смазки трущихся частей в теле параллели сделаны отверстия, как показано на фиг. 344.

Укрепление параллелей к крышке цилиндра и к параллельной рамке должно быть очень прочным и надежным. Если прочность обеспечивается соответствующим расчетом болтов, крепящих параллели, то для надежности укрепления болты снабжаются корончатыми контр-гайками, в свою очередь предохраняемыми от отвертывания разводными шплинтами (фиг. 344). Таким образом, получается наиболее надежное укрепление параллели. Вообще говоря, болты, крепящие параллели, работают на изменяющуюся почти от 0 до max. нагрузку, которая обусловливает склонность гаек к самоотвертыванию. Кроме того, эта склонность увеличивается и некоторой упругостью параллели, всегда изгибающейся под действием вертикальной слагающей крейцкопфа и потому стремящейся «расшатать» это ответственное соединение.

Обращаем внимание на одну особенность крепления переднего конца параллелей некоторых американских паровозов: американцы иногда применяют не обычное укрепление непосредственно самого корпуса параллели, а при помощи планки, прижимающей обе половины корпуса к пазу цилиндровой крышки. Это делается для обеспечения удлинения параллели при случайных нагреваниях; опыт все же показывает, чго эти нагревания практически не имеют места.

2. Параллели

На наших мощных паровозах применяется индивидуальное крепление непосредственно параллели к крышке. Такой способ, не создавая ухудшения условий работы параллели, считаем предпочтительным, так как здесь параллель обспечивает дополнительную жесткость и параллельной рамки, являясь как бы «растяжкой» ее.

Расчет параллелей

Параллели рассчитываются на изгиб как балки, лежащие на двух опорах, нагруженные сосредоточенной силой Ымакс, равной вертикальной составляющей силы пара. Обычно указывают, что более точным способом выявления напряжения в параллели является расчет на равномерно распределенную нагрузку ко всей длине опорных поверхностей. Между тем это не вполне так. Изнашивание опорных поверхностей всегда несколько больше по концам их (из-за перекосов) и меньше в средних участках параллели. Кроме того и напряжение ^ на изгиб при сосредоточенной нагрузке несколько больше, чем при равномерно распределенной.

Кроме усилия Ммакс параллель нагружается на изгиб и силой ф-собственными весами крейцкопфа, половины поршневого штока и 2\ъ ведущего дышла; остальные 3/5 веса дышла относим к ведущему пальцу; собственным весом параллели пренебрегаем.

2. Параллели
Фиг. 345.

Сила Q вызывает дополнительное напряжение на изгиб при заднем ходе паровоза; результативная сила, изгибающая параллель, в этом случае равна:

Nmukc + Q;

при переднем ходе паровоза эта сила равна:

Влиянием силы Q пренебрегать не следует, так как в огромном большинстве паровозов эта сила составляет 6-7% от силы NMaKc. В дальнейшем расчете предполагаем, что параллель не заделана своими концами, а свободно лежит на точках опоры. Жесткость заделки невелика (упругие деформации) и в расчете ее учитывать не следует.

Если общая длина параллели, т. е. расстояние между болтами, крепящими ее к параллельной рамке и крышке цилиндра, равна /, а расстояния от точек опоры до точек приложения силы NMaKc соответственно равны 1г и 12, как это обозначено на фиг. 345, то изгибающий момент

Ммакс = (NMaKC + Q) • (126)

и напряжение:

R = ^< 850 кг/см2. 8 W

Заметим, что в многоплоскостных параллелях без труда удается осуществить

/?ье5б50 кг1см2.

Наоборот, некоторые наши старые паровозы, как например сер. «Ов », имеют перегруженные на изгиб параллели с напряжением до 1 ооо кг/см2 (параллели прогибаются на заметную величину).

После расчета на изгиб необходимо проверить величину стрелы прогиба под действием силы Ммакс (примерно по средине длины рабочей части параллели) по общеизвестной формуле:

/ = (ММакс + -т-~7-т • 027)

3 • с. • I • I

Здесь / - прогиб в см, Е-модуль упругости; для стали марки ст.-5 Е = 2 200 ооо кг/см2, I-момент инерции сечения бруска параллели. Величина прогиба параллели:

/*£((), 1-*-0,15) см.

Болты, крепящие параллели, рассчитываются на затяжку в 25%. Реакции опор параллели равны - для левой опоры (фиг. 345):

А = фмаКс+<} + (}„) -± (128)

и правой:

В= ^макс - С^ - СЫ-Х (129)

Здесь введена новая сила -вес половины самой параллели. Заметим, что в формуле (129) силы ф и стремятся разгрузить болты переднего конца параллели при переднем ходе паровоза, когда сила направлена вверх. С другой стороны, если передние концы параллелей крепятся снизу к крышке цилиндра, как это изображено, например, на фиг. 344, то собственный вес движущихся частей нужно ввести в формуле (129) со знаком плюс.

Болты параллелей, изготовляющиеся теперь изст.-5, рассчитываются на разрыв с предварительной затяжкой в 25%; допускаемое напряжение /?г=500 кг/см2.

Диаметр этих болтов у современных паровозов обычно находится внутри довольно узких пределов: 32+38 мм.

⇐ | Крейцкопф || Конструкции паровозов || Параллельная рамка | ⇒