Скрепление огневой коробки с кожухом топки

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Огневая коробка с кожухом топки соединяется посредством топочной рамы, крепления у шуровочной горловины, боковых связей и анкерных болтов.

Топочная рама располагается внизу между листами огневой коробки и кожуха топки. Скрепление листов с топочной рамой производится однорядным заклёпочным швом (фиг. 19). На паровозе типа 157 это скрепление произведено двухрядным заклёпочным швом в шахматном порядке. Для паровоза типа 159 Новочеркасским заводом была разработана сварная конструкция топочной рамы, причём скрепление топочной рамы с листами кожуха топки и огневой коробки производится сварным швом.

Фиг. 19. Угол топочной Фиг. 20. Соединение топочной рамы паровоза серии ПТ-4 рамы паровоза серии ГР облегчённого

Соединение топочной рамы с листами кожуха топки и огневой коробки паровоза серии ГР облегчённого приведено на фиг. 20. Для наложения сварочного шва топочная рама несколько выступает .за кромки листов кожуха и огневой коробки.

Топочная рама сварной конструкции паровоза типа 159 в эксплуатации оказалась более прочной, чем рама с однорядным заклёпочным швом, в котором наблюдалась течь, особенно в зимнее время.

Топочная рама паровоза серии ПТ-4, К4-4, ГР и ГР облегчённого состоит из четырёх частей, сваренных между собой в одно целое.

Ширина сечения топочной рамы у приводимых здесь паровозов равна 55 мм, за исключением паровозов серии ГР, у которых эта величина равна 70 мм, серии Б-80лши серии Н и ГР облегчённого - 50 мм. Высота топочной рамы у паровоза типа 157 равна 92,5 мм, V паровоза типа 159 - 55 мм, а у паровозов серии ПТ-4, К4 -'4 и ГР - 60 мм.

Топка у ухватного листа, опираясь на раму, соединяется с ней при помощи подвижной скользящей опоры, что даёт возможность при удлинении котла свободно перемещаться в сторону тендера, так как дымовая коробка жёстко соединена с опорой, укреплённой на раме.

Топочная рама изготовляется из стали марки Ст. 2.

Горловина шуровочного отверстия на паровозе типа 159 укрепляется при помощи шуровочного кольца (фиг. 21,о). Скрепление произведено однорядным заклёпочным швом.

Такое же соединение имеет котёл паровоза серии ГР, у которого диаметр шуровочного отверстия по малой оси равен 300 мм, а по

Фиг. 21. Крепление шуровочного отверстия паровоза: а-типа 159; б-ткпэ. 157,- в-типа 159 (по способу Подольского завода); г-серии ГР облегчённого

большой - 400] мм. Для защиты заклёпочного шва поставлен предохранительный лист.

На паровозе типа 157']крепление шуровочного отверстия произведено следующим образом. Кромки вырезов лобового листа кожуха топки и заднего листа огневой коробки отогнуты в сторону водяного пространства и между собой сварены (фиг. 21,6). Такое скрепление горловины шуровочного отверстия имеет ряд преимуществ по сравнению с креплением при помощи массивного шуровочного кольца. Последнее омывается водой, менее подвержено температурным деформациям, чем задний лист огневой коробки, отчего происходит ослабление заклёпочного шва и появляется течь.

Для устранения этого недостатка Подольский завод производил укрепление шуровочной гоцдовины на паровозе типа 159 по способу, приведённому на фиг. 21, б. Такое соединение более надёжно в работе и проще в постановке. Это соединение шуровочной горловины оправдало себя в эксплуатации; поэтому на некоторых участках во время ремонта шуровочные кольца на заклёпках заменены вварными. Таким же способом произведено соединение горловины шуровочного отверстия у паровоза серии ГР облегчённого, но дополнительно поставлен предохранительный лист (фиг. 21, г).

Соединение горловины шуровочного отверстия на паровозах серии ПТ-4, К4-4 и ВП-2 произведено так же, как и у паровозов типа 157, но для защиты сварочного шва по окружности горловины приварен предохранительный лист (фиг. 17). Диаметр шуровочного отверстия равен 344 мм.

Необходимо отметить, что размеры шуровочного отверстия на паровозе типа 159 и серии ПТ-4 и К4-4 недостаточны,, так как через это отверстие трудно пролезть рабочему в огневую коробку для производства ремонта.

Однако устройство большего шуровочного отверстия при малом объёме топки приводит к быстрому понижению температуры при заброске топлива вследствие попадания большого количества холодного воздуха в топку и может вызвать даже течь труб. Поэтому приходится мириться с недостаточными размерами шуровочного отверстия у узкоколейных паровозов.

Плоские стенки топки под давлением пара испытывают большое усилие. Чтобы иметь представление о величине этого усилия, приведём подсчёт давления пара на потолок огневой коробки паровоза типа 157. Потолок имеет длину 1 420 мм и ширину 992 мм; следовательно, площадь потолка будетравна 142-99,2= 14086,4см2. При давлении пара в котле 13 ат общее давление на потолок равно 13-14 086,4 = 183 123 кг.

Стенки огневой коробки и кожуха топки скрепляются между собой связями и анкерными болтами.

Связями скрепляется задняя стенка огневой коробки с лобовым листом кожуха топки, боковые стенки между собой и подрешёточ-ная часть огневой решётки с ухватным листом кожуха топки. Связи бывают нарезные и вварные.

Нарезная связь представляет собой стержень цилиндрической формы с утолщёнными нарезанными концами. Диаметр нарезки на конце связи, находящейся в стенке огневой коробки, делается на 0,5 мм меньше, чем на конце, укрепляемом в стенке кожуха топки, для облегчения постановки связи и сохранения плотности резьбы в стенке кожуха. Соответственно диаметрам концов связи нарезаются и отверстия в стенках огневой коробки и кожуха топки. Для уменьшения случаев обрыва связи переход от нарезной части к гладкой делается плавным.

Стенки огневой коробки и кожуха топки нагреваются до различных температур и имеют различное расширение, чем вызьшаетеяизгиб связи, приводящий иногда к обрыву (фиг. 22).

Напряжения в связях от растяжения или сжатия менее опасны,, чем от изгиба.

Для обнаружения обрыва в связи с обоих концов её по оси просверливаются контрольные отверстия диаметром 4-^6 мм и глубиной больше длины нарезанной части связи на 5 - 10 мм. При обрыве через контрольное отверстие будут выходить под давлением пар и вода, что и укажет на обрыв связи. Обрыв её чаще всего происходит у стенки кожуха топки. Постановку связей производят со стороны кожуха топки с последующей расклёпкой обоих концов.

В последнее время на узкоколейных паровозах связи ввариваются. Вварная связь делается цилиндрической формы без утолщений по концам, что упрощает и удешевляет её изготовление. На паровозе типа 157 листы огневой коробки с внутренней стороны разделывались под обварку связей, как указано на фиг. 23, а. С внешней стороны кожуха топки сварной шов накладывается без разделки листа. Конец связи выходит в огневую коробку на 6 мм, а из листа кожуха топки - на 14 мм.

На паровозе типа 159 листы как огневой коробки, так и кожуха топки разделывались под обварку (фиг. 23,6). Глубина разделки в листах огневой коробки 8ч-8,5 мм, а в кожухе топки - 6 мм, радиус разделки 8 мм. Диаметр отверстий в стенках делают на 1 мм больше диаметра связи.

Фиг. 23. Вварная связь паровоза: о-типа 157; б-типа 159

Концы связей с наружной стороны выступают на 5-+6 мм, я со стороны огневой коробки - на 3-4 мм. Связи этих паровозов имеют диаметр 19 мм, глубину контрольного отверстия 35 мм и его диаметр 5-^5,5 мм. Концы связей и стенки топки перед вваркой связей должны быть зачищены до металлического блеска.

Описанный способ постановки связей на паровозах типа 157 и 159 в настоящее время не применяется, листы огневой коробки и кожуха топки не разделываются, связи ставятся без конусной заточки.

На фиг. 24 приводится вварная связь паровозов серии ПТ-4 и К4-4.

К числу преимуществ вварных связей надо отнести их дешевизну в изготовлении и постановке, надёжность в работе и долговечность. При правильном ведении процесса вварки связи никогда не текут. Если учесть, что не только в деповских, но даже и в заводских условиях получить плотную постановку нарезной связи дело далеко не простое, то станет очевидной полная целесообразность вварки связей.

У паровозов серии ПТ-4 и К4 -4 поставлено 297 жёстких связей и 24 подвижных связи (фиг. 25). Подвижные связи поставлены на боковых стенках кожуха топки и огневой коробки в передней части по два вертикальных ряда с каждой стороны по шесть связей в ряду (фиг. 14).

Подвижная связь при прочих равных условиях получает почти вдвое меньшее напряжение по сравнению с жёсткой.

Фиг. 24. Вварная связь парово- Фиг. 25. Подвижная связь зов серии ПТ-4 и К> -4 паровоза серии К4 -4

Укрепление потолка огневой коробки и кожуха топки производится анкерными болтами.

Анкерные болты на паровозах типа 157 и 159 ставились как с нарезкой концов, так и вварные. Анкерные болты имеют большую Длину, чем связи, но по форме от них не отличаются. После постановки анкерные болты с нарезкой расклёпываются со стороны огневой коробки.

Отверстия в потолке огневой коробки у паровоза типа 159 под вварные анкерные болты разделывались под обварку. Диаметр отверстия в потолке огневой коробки на 4 мм больше, чем диаметр анкерного болта. Нижний конец анкерного болта при этом выходит в огневую коробку на 3-4 мм.

Анкерные болты имеют контрольные отверстия с обоих концов. Глубина верхнего контрольного отверстия больше, чем нижнего, что объясняется большим выступом болта над поверхностью круглого потолка.

На паровозе типа 157 имеется 104 неподвижных анкерных болта диаметром 22 мм и 16 подвижных анкерных болтов, установленных в передних двух рядах. Концы жёстких анкерных болтов выступают в огневую коробку на 6 мм, а наружу - на 16 мм. Контрольные отверстия с обеих сторон имеют диаметр по 5,5 мм и глубину - 40 и 35 мм. Отверстия в потолке огневой коробки при ввар-ных анкерных болтах перед их постановкой разделывались под обварку (фиг. 26а).

Разделка листов, топки под вварные анкерные болты, как указано на фиг. 23, 26а и 27, в настоящее время не производится.

На фиг. 266 представлен анкерный болт паровозов серии ПТ-4 и К4-4. Анкерный болт выступает в огневую коробку на 12 мм, а наружу-на 15 мм; диаметр контрольного отверстия 8 мм; диаметр отверстия в стенке

Фиг. 26а. Анкерный болт паровоза типа 157
Фиг. 266. Анкерный болт паровозов серии ПТ-4 и К4 -4
Фиг. 27. Подвижной анкерный болт паровоза типа 157

огневой коробки и кожуха топки на 1 мм больше диаметра анкерного болта.

Удлинение задней стенки и в особенности решётки огневой коробки при растопке паровоза вызывает перемещение передней и задней частей потолка вверх, но этому препятствуют неподвижные анкерные болты.

Жёсткая система соединения в результате резкого изгиба потолка может вызвать в последнем образование трещин. Во избежание этого явления на паровозе типа 157 выпуска Коломенского и Сормовского заводов в передних двух рядах установлены подвижные анкерные болты (фиг. 27). Подвижные анкерные болты дают возможность этой части потолка свободно подниматься вверх и делают его изгиб значительно более плавным.

В отличие от неподвижных анкерных болтов подвижные имеют на одном конце головку шаровидной формы и контрольное отверстие только с одного конца, выступающего в огневую коробку. До постановки подвижных болтов в отверстия потолка кожуха топки ввариваются втулки 1. После постановки связей втулки закрываются ввёртными крышками 2.

При деформации потолка огневой коробки подвижной болт меняет своё первоначальное положение, вращаясь шаровым концом во втулке.

На паровозах серии ПТ-4 и К4 -4 поставлено на первом80 вварных анкерных болтов, на втором 82 болта диаметром 22 мм. Кроме этого, в передних двух рядах поставлено 20 подвижных анкерных болтов (фиг. 28).

Подвижные связи и анкерные болты изготовляются путём горячей штамповки без механической обработки.

Для изготовления связей и анкерных болтов употребляется связевая сталь по ГОСТ 536-41 с относительным удлинением 28%. Втулки изготовляются из стали марки Ст. 3, крышки связи- из стали марки Ст. 2.

Количество анкерных болтов на паровозах серии ГР - 78, серии О-78 и серии Н - 24 шт.

Для укрепления нижней части огневой решётки между нижним рядом дымогарных труб и верхним рядом связей ставят лапчатые

Фиг. 28. Подвижной анкерный болт паровоза серии К4 -4
Фиг. 29. Лапчатая связь паровоза типа 159

связи. Количество таких связей зависит от размеров топки; на паровозе типа 159 поставлено 7 шт. (фиг. 29), на паровозе типа 157-9 шт. (фиг. 30), а на паровозе типа 63-8 шт. У паровозов серии ПТ-4, К4 -4, ВП-2 и ГР облегчённого лапчатые связи отсутствуют.

Лапчатая связь состоит из собственно связи и скобы, которая приклёпывается двумя заклёпками или приваривается к заднему барабану цилиндрической части котла.

Во избежание ослабления барабана цилиндрической части котла при повторной приварке лап лапчатых связей временными правилами капитального ремонта паровозов узкой колеи запрещена приварка лап к цилиндрической части котла.

Скрепление огневой решётки со скобой производится при помощи связи, один конец которой ввинчивается в утолщённую часть скобы, а другой закрепляется в огневой решётке на резьбе или сваркой. В настоящее время решётка не разделывается под обварку связей.

Диаметр лапчатых связей у обоих типов паровозов 23 мм. Контрольные отверстия диаметром 6,5 мм просверлены со стороны огневой коробки у паровоза типа 159 на глубину 60 мм, типа 157 - на глубину 95 мм. Лапчатые связи и скобы паровозов типа 159 и 157 изготовляются из стали марки' Ст. 2.

⇐ | Кожух топки | | Паровозы узкой колеи (750мм) | | Крепление кожуха топки | ⇒