Колёсные пары

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Колёсная пара паровоза типа 157 состоит из оси, колёсных центров, бандажей и кривошипов, а ведущая колёсная пара, кроме того, имеет ещё контркривошипы.

Форма паровозных осей зависит от типа рамы. Так, например при внутренней раме, как у паровоза типа 159, шейки оси расположены между колёсами, а при наружной раме (паровоз типа 157) шейки оси находятся с внешней стороны колёс. Переходы от шейки к буртикам и подступичной части не должны иметь подрезов во избежание излома оси. Колёсные оси изготовляются поковкой из осевой углеродистой стали по ГОСТ 3874-47.

Колёсный центр состоит из ступицы с приливом, в который запрессовывается палец кривошипа, из спиц и обода. Сечение спиц имеет форму эллипса, большая ось которого расположена перпендикулярно продольной оси паровоза.

Колёсные центры насаживаются на ось под прессовым давлением от 65 до 90 т, величина которого зависит от диаметра подступичной части оси. Колёсный центр удерживается на оси за счёт натяга, величина которого устанавливается опытным путём. Для увеличения надёжности запрессовки подступичная часть оси и отверстие в ступице должны быть чисто обработаны, так как только при этом условии ступица и ось получат при запрессовке требуемые упругие деформации. При грубой же обработке отверстия в ступице и оси усилие пресса будет расходоваться на срезание неровностей и насадка получится слабой. Для предупреждения проворачивания оси ставятся прямоугольные шпонки, изготовляемые из стали марки Ст. 5.

Колёсный центр отливается из стали марки 25-4522.

На ободы колёсных центров насаживаются бандажи. Имеются бандажи с полным гребнем (или ребордой), с уменьшенным гребнем и безгребневые (бсзребордные).

На фиг. 183 показан профиль бандажа с гребнем, а на фиг. 184 ■- без гребня. Поверхность катания бандажа имеет конический профиль, причём от наружного края на длине 32,5 мм, уклон 1 : 10, а дальше, вплоть до перехода радиусом к гребню, уклон 1 : 20. Коническая форма бандажа облегчает прохождение по кривым. Наружный уклон (1 : 10) делается для более спокойного движения по стрелкам и крестовинам. У края бандажа снаружи при обточке снимается фаска 4 х 4 мм.

У ведущей колёсной пары паровозов типа 157, 159 и серии ПТ- 4, К4 -4 и ГР облегчённого бандажи безгребневые. У паровоза серии ГР ведущей колёсной парой является четвёртая. Бандаж этой колёсной пары с гребнем.

У паровозов типа 159 и серии ПТ-4 и К4-4 вторая сцепная колёсная пара имеет бандажи с уменьшенным гребнем, как показано на фиг. 183. Разность диаметров движущих колёс по кругам

Фиг. 183. Профиль бандажа с гребнем
Фиг. 184. Профиль бандажа без гребня катания должна быть не более 0,5 мм, так как в противном случае будет происходить проскальзывание колёс, что вызовет большой износ бандажей и порчу движущего механизма.

В целях безопасности движения бандажи должны быть плотно насажены на обод центра.

Плотность насадки бандажей проверяется по звуку от удара молотком. При слабой насадке бандажа звук получается глухой,

Фиг. 185. Укрепление бандажа Фиг. 186. Укрепление бандажа а при плотной насадке-чистый. Для создания плотной насадки бандажа на ободе внутренний диаметр бандажа делается примерно на У1000 меньше наружного диаметра обода. Перед насадкой бандаж нагревают до температуры 200-т-330° и затем насаживают его на обод до упора в заплечик (фиг. 185). Чтобы бандаж при ослаблении не соскочил, в проточенную в нём по окружности канавку вставляется кольцо 1 с разрезом. Края разреза скошены. После того как кольцо заведено в канавку бандажа, в его разрез закладывается клинообразная накладка 2,- прижимаемая болтом 3 к ободу колеса. Чтобы болт не отвернулся, ставится пластинка 4, удерживаемая на месте шплинтом, пропущенным через головку болта.

На старых сериях узкоколейных паровозов укрепление бандажей произведено по способу, приведённому на фиг. 186. Вдоль внутренней кромки обода колёсного центра в бандаже делается наклонная выточка, в которую вставляется укрепительное кольцо, когда бандаж ещё не успел остыть после насадки. После этого производится обжимка. По этому способу производится укрепление бандажей на всех паровозах нормальной колеи.

Размеры бандажей для узкоколейных паровозов следующие: ширина бандажа 115 мм, толщина по кругу катания новых бандажей

Фиг. 187. Ведущая колёсная пара паровоза типа 159

при диаметре колёс 600 мм - 60 мм и при диаметре колёс 800 мм - 65 мм, предельная толщина соответственно-29 и 30 мм, толщина гребня - нового 27,5 мм, предельная 16 мм, высота гребня по чертежу 25 мм. У паровоза серии ГР ширина бандажей 125 мм, однако при смене разрешается ставить бандажи шириной 115 мм.

Прокат бандажа, не требующий обточки, допускается до 6 мм. ОСТ

Согласно jjj^jj=j 3113 бандажи изготовляются ковкой или прессовкой и прокаткой из мартеновской стали с пределом прочности растяжению не менее 70 кг/мм2, удлинением не менее 12% и поперечным сжатием не менее 15%.

Расстояние между внутренними гранями бандажей у паровозов колеи 750 мм равно 685 ± 1 мм.

На фиг. 187 показана ведущая колёсная пара паровоза типа 159.

У паровозовсерии ПТ-4 и К4-4 бурты на осях отсутствуют. Бандажи насажены на колёсные центры без укрепляющих колец. Колёсные пары паровоза типа 157 отличаются от описанных выше тем, что шейки оси расположены снаружи колёс и вместо запрессовки пальцев кривошипа в приливы колёсного центра они насаживаются на концы осей (фиг. 188).

На фиг. 189 приводится ведущая колёсная пара паровоза сей рии ГР с основными размерами.

Оси запрессовываются под давлением не менее 40 и не более 60 т на каждые 100 мм диаметра подступичной части оси. У паровозов серии ПТ-4 и Кч-4оси запрессовываются при насаженных бандажах под давлением 60-^84 т и без бандажей 55-^78 т.

Фиг. 188. Сцепная колёсная пара паровоза типа 157

Пальцы кривошипов'паровоза типа 159 запрессовываются в отверстие специального прилива на колёсном центре, называемого иногда мотылём. Перед^запрессовкой рабочие и посадочные поверх

Фиг. 189. Ведущая колёсная пара паровоза серии ГР
чисто обрабатываются. Усилие запрессовки пальцев кривошипа по нормам должно быть не менее 30 и не более 50 т на каждые 100 мм диаметра.

Палец кривошипа сцепной колёсной пары паровоза типа 159 показан на фиг. 190.

Палец второй сцепной колёсной пары паровозов серии ПТ-4 и К4 -4 приводится на фиг. 191. После надевания дышел для удержания их в торцевую выточку пальца вставляется фасонная шайба и укрепляется шпилькой с гайкой и стопорным штифтом.

Длина шейки пальца первой и четвёртой колёсных пар равна 55 мм.

На фиг. .192 представлены пальцы сцепных колёсных пар паровоза серии ГР. Пальцы сцепных колёсных пар запрессовываются под давлением 32-4-45 т.

Пальцы кривошипов ведущих колёсных пар отличаются от пальцев сцепных осей размерами и формой. Они имеют две шейки, одна из которых служит для центрового подшипника сцепного дышла и другая-для подшипника поршневого дышла. Для передачи движения парораспределительному механизму палец ведущей оси имеет контркривошип. Контркривошип паровоза типа 159 откован за одно целое с пальцем кривошипа ведущей оси (фиг. 193). При ремонте паровозов на Читинском заводе изготовляются съёмные контркривошипы, которые более удобны при ремонте в депо.

Фиг. 19]. Палец кривошипа сцепной колёсной пары паровозов серии ПТ-4 и К4 -4

Пальцы сцепных колёсных пар паровозов типа 157 отковываются вместе с кривошипом. Для устранения проворачивания кривошипов на оси ставятся шпонки (фиг. 194).

и Палец ведущей колёсной пары этого паровоза отковывается также вместе с кривошипом, который служит одновременно противовесом (фиг. 195). Коптркривошнп изготовляется отдельно и закрепляется на пальце при помощи одного болта. Во избежание проворачивания как кривошипа, так и контркривошипа они поставлены на шпонки.

На фиг. 196 представлен палец кривошипа ведущей колёсной пары паровозов серии ПТ-4 и К4 -4. Контркривошип съёмный, укрепляется болтом и шпонкой. На фиг. 197 представлен палец кри

Фиг. 195. Кривошип ведущей оси паровоза типа 157
ведущей колёсной пары паровоза серии ГР с основными размерами. Пальцы кривошипов ведущих колёсных пар запрессовываются под давлением 49-^-69 т.

Пальцы кривошипов и шпонки изготовляются из стали марки Ст. 5.

Основные размеры осей колёсных пар, пальцев кривошипов и контркривошипов узкоколейных паровозов приводятся в табл. 11.

Фиг. 196. Палец кривошипа ведущей колёсной пары паровозов серии ПТ-4 и К4 -4

При движении паровоза мы имеем дело с вращающимися частями (кривошипы, пальцы кривошипов, сцепные дышла) и поступательно движущимися (шток, контршток, поршень, кулак). Кроме того, есть вращающиеся и поступательно движущиеся части

и в парораспределительном механизме. Вращающиеся части, имеющие определённый вес, при движении развивают центробежные силы, а поступательно движущиеся - силы инерции в направлении, прямо противоположном направлению ускорения своего движения. Центробежные силы вращающихся масс при положении кривошипа внизу направлены также вниз, а при верхнем его положении - вверх. Поэтому колесо попеременно нагружается и разгружается действием этих сил. Для того чтобы сделать ход паровоза более спокойным и безопасным, в колёса помещают противовесы, располагаемые диаметрально противоположно кривошипу.

Центробежная сила, развиваемая противовесом, направлена противоположно центробежным силам вращающихся масс данного колеса и потому полностью уравновешивает последние.

■Фиг. 197. Палец кривошипа ведущей колёсной пары паровоза серии ГР

Но вес противовеса умышленно делают большим, чем требуется для уравновешивания центробежных сил. Этот избыточный вес развивает центробежную силу, за счёт которой частично уравновешиваются силы инерции поступательно движущихся масс.

Наличие избыточного противовеса вызывает разгруз и перегруз колеса при вертикальных положениях кривошипа. По мере увеличения скорости резко увеличиваются колебания в нагрузке колеса, и может даже наступить такой момент, когда за счёт разгруза нагрузка колеса на рельс сделается равной нулю или даже отрицательной. Это может вызвать сход паровоза с рельсов особенно в кривой. Поэтому избыточный вес противовеса всегда делают меньшим, чем требуется для полного уравновешивания сил инерции поступательно движущихся масс. Расчёты показывают, что «уравновешенных» полностью двухцилиндровых паровозов не существует. Несколько лучше уравновешены паровозы трёх- и четырёхцилиндровые.

Противовес отливается за одно целое с колёсным центром или с кривошипом, как это сделано у ведущей колёсной пары паровоза типа 157.

⇐ | Буксы | | Паровозы узкой колеи (750мм) | | Рессорное подвешивание | ⇒