Листовые рамы

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Листовые рамы представляют собой широкие полотнища прокатной стали толщиной 28 - 33 мм. Так, толщина листовой рамы паровозов «СО»^и «Эм»-32 мм, паровоза «Су» - 29 мм. Материал, из которого изготовляют листовые рамы, -ст.-З. Применить более твердый и крепкий материал невозможно из-за крайней неравномерности распределения напряжений в полотне рамы. Схема распределения напряжений, показанная на фиг. 386, говорит о крайне неравномерном распределении напряжений в раме от изгиба в вертикальной плоскости. При брусковых же рамах между верхними и нижними поясами располагается большое окно; мы имеем растяжение верхнего пояса и сжатие нижнего, как показано на фиг. 387, или, обратно, имеет место растяжение нижнего пояса и сжатие верхнего, при чем очень надежно поставленная буксовая струнка позволяет включить ее в работу по сопротивлению изгибающим усилиям. При листовых рамах постановка струнки вполне надежной считаться не может из-за постепенного сминания узких опорных поверхностей струнки на раму. Наблюдающиеся иногда трещины в листовых рамах как правило располагаются в верхних углах буксовых вырезов, где значения разрывающих усилий-наибольшие (см. правую эпюру напряженийстрелки на фиг. 386). Конечно внимательнм наблюдением и регулярным подтягиванием болтов струнок можно и должно добиться исключения случаев разрывов рам над буксовыми вырезами.

Небольшая толщина листовой рамы позволяет-без опасения значительного утяжеления паровоза-назначать сравнительно большую высоту рамы, т. е. ширину рамного листа. Эта высота в наших более или менее современных паровозах с такими рамами достигает 1-1,1 м (сер. «Э» и «Су») и в наиболее крупных паровозах с такими рамами даже 1,2 м («М»).

Длина листовых рам достигает 11-14 м («Эм»-10,854 м, «Су»-12,830 м, «М»-13,6 м).

Одним из существеннейших недостатков тонких листовых рам является совершенно незначительная их собственная жесткость в горизонтальной плоскости, заставляющая устанавливать большое количество междурамных скреплений.

Последнее удорожает паровоз, увеличивая количество станочной обработки. Правда, сами рамные листы обрабатываются только по контуру, и боковые их плоскости остаются без обработки, но все же количество междурамных скреплений и их обработки настолько велико, что с избытком покрывает небольшое количество станочной обработки самих рамных листов.

На ряду с большим количеством вертикальных междурамных скреплений при листовых рамах совершенно необходимыми оказываются и горизонтальные междурамные скрепления, и в итоге мы получаем крайне трудоемкую и длительную узловую сборку рам: все междурамные скрепления должны быть не только укреплены к раме, но своими смежными полками должны быть сболчены и между собой.

3. Листовые рамы

На фиг. 4 в числе прочих деталей паровоза сер. «Эм» показана и собранная со всеми деталями листовая рама. Рассматривая ее, мы видим очень большое количество междурамных скреплений. Если в старину все междурамные скрепления изготовлялись в виде клепаных конструкций из листового и углового железа, то развитие фасонно-сталелитейной техники позволило перейти на отливку основной массы скреплений. Литые скрепления лучше клепаных, так как и стоимость первых ниже, и жесткость их больше.

Перечислим для примера междурамные скрепления паровоза сер. «Эм», начав от переднего буферного бруса.

Первым междурамным скреплением является сам буферный брус, изготовленный для паровозов сер. «Эм» в виде штампованного длинного корыта, по концам которого установлены буфера.

Вслед за ним идет небольшое верхнее горизонтальное скрепление, необходимое для получения нужной жесткости передней консоли рамы с буферным брусом в горизонтальной плоскости.

Далее расположено важнейшее междуцилиндровое скрепление с поставленной на него опорой дымовой камеры. Этот ответственный узел частей паровоза показан на отдельной фиг. 388. Как видно по левой проекции, коробка опоры дымовой камеры устанавливается на рам е, опираясь на нее буртами и кроме того заходя своей нижней частью в междурамное пространство для соединения с междуцилиндровым скреплением. Болты, крепящие цилиндры, одновременно пропущены и через фланцы скреплений. Таким образом здесь одной частью узла является опора дымовой коробки и междуцилиндровое рамное крепление, соединяющиеся (в горизонтальной плоскости) в одну монолитную деталь; другой частью узла являются цилиндры. Между цилиндрами располагаются рамные листы, и вся эта сложная громоздкая конструкция большим количеством болтов соединяется в один мощный узел.

3. Листовые рамы

Надежность соединения всех этих шести деталей (два цилиндра, два рамных листа, междуцилиндровое скрепление и опора дымовой камеры) относительно невелика, и в эксплуатации паровоза необходимо регулярно проверять затяжку гаек всех болтов.

Сзади этого узла располагается (см. фиг. 4) слегка наклонно литое междурамное скрепление, своей передней кромкой примыкающее непосредственно к стыку опоры дымовой коробки с междуцилиндровым скреплением. Задняя кромка горизонтального крепления примыкает к поперечному вертикальному скреплению между первой и второй сцепными осями и соединяется с ним рядом болтов.

Непосредственным продолжением первого литого скрепления является другое клепаное (или лучше сварное) горизонтальное скрепление, имеющее значительно большие размеры. Последнее доходит до балки передней опоры топки и соединяется также и с нею.

Большое горизонтальное скрепление в своих промежуточных участках соединяется с двумя вертикальными, расположенными между второй и третьей сцепными осями. Заметим, что у паровозов сер. «Э» и «Эу» на это горизонтальное скрепление опирается другая-небольшая балка под гибкую опору котла (подбрюшник).

Таким образом на всем протяжении от буферного бруса и до передней опоры топки рама жестко связана непрерывными горизонтальными креплениями, соединенными не только с рамой, но и между собой. Только такое взаимное расположение междурамных скреплений может гарантировать достаточную горизонтальную жесткость рамы. "

Вертикальные междурамные скрепления имеют основным назначением фиксировать нужное расстояние между рамами, соблюдение их взаимной параллельности.

Соединение смежных горизонтальных и вертикальных скреплений между собой дает относительную жесткость раме в части сопротивления, и случайным скручивающим усилия.м. Последние могут возникать в раме при проходе паровоза, например, по изношенному стыку (или вообще неровностям) одного какого-либо рельса-правого или левого.

Балка передней опоры топки может рассматриваться также как междурамное скрепление. О конструкции самой опоры сказано ниже.

Под зольником у паровоза сер. «Эм» располагаются два нижних горизонтальных междурамных скрепления-переднее и заднее. Основное назначение последних-фиксировать нужное расстояние между рамами и отчасти создать некоторую горизонтальную жесткость.

Сзади, в конце верхней части рамы, располагается балка задней опоры топки и наконец стяжной ящик.

Неотъемлемыми деталями листовых рам являются буксовые направляющие и буксовые струнки.

Буксовые направляющие в простейшем случае (старые маломощные паровозы) представляют собой два литых уголка, привернутых с боков буксового выреза и служащих для обеспечения хорошего направления для букс при их игре в вертикальной плоскости. Для того, чтобы противостоять большим горизонтальным продольным усилиям за счет работы пара в цилиндрах, эти опорные плоскости должны быть достаточно широки-90-120 мм. Одна из направляющих устанавливается под небольшим углом к вертикали (уклон 1/в-Для постановки клина; подтягивая последний, мы устраняем большие разбеги буксы в продольной плоскости рамы, получающиеся при изнашивании опорных по верхностей буксы и направляющих. Такие два уголка, изолированно друг от друга укрепленные к раме, называются открытыми буксовыми направляющими.

Более или менее современные паровозы с их относительно большими горизонтальными продольными усилиями и тяжело нагруженными листовыми рамами имеют так называемые закрытые буксовые направляющие, изготовленные в виде цельной отливки П-образной формы. Эта конструкция значительно лучше старинных и употребляется на всех паровозах, в том числе и последних выпусков (с листовыми рамами). На фиг. 389 показаны буксовые направляющие и струнки паровоза сер. «Эу».

3. Листовые рамы

В нижней части буксового выреза у рамы делаются небольшие шипы, («каблуки»), к которым крепится буксовая струнка (материал-ст.-З или ст.-л.-1), называемая также подбуксовой связью. Для получения возможно более надежнойработы такой струнки последняя ставится «под краску» к своим опорным поверхностям и должна быть прижата ко всем четырем боковым поверхностям шипов рамы (см. нижнюю проекцию фиг. 389), при чем совершенно необходимой является клиновидная форма шипов, на которые струнка ставится с натягом.

Заметим, что для получения наибольшего облегчения работы рамы постановкой струнок последние должны соединять между собой непременно шипы самой рамы и отнюдь не нижние части буксовых направляющих.

Кованые струнки надежнее литых. Для удешевления струнки ушко под натяжной болт клина у паровозов последних выпусков изготовляется отдельным и приваривается к струнке.

⇐ | Типы рам || Конструкции паровозов || Брусковые рамы | ⇒