Паровозы узкой колеи. Паровой котел паровоза

Паровоз и паровой котел. Разрыв технологий?: vaduhan_08

Ту главные элементы - поршень и цилиндр, но это еще не все, самое интересное это котел!Вот паровоз братьев Черепановых. Казалось бы ну и что, ни чего сложного!

А если вот так?

Это паровой котел, где вода нагревается до состояния пара и подается в цилиндр. Есть два основных типа котлов - по трубам идет вода, а огонь их нагревает и наоборот по трубам идет огонь и нагревает воду. В любом случае есть трубы и они должны быть устойчивы к температуре, воде и давлению! То есть трубы должны быть железными, ну а сказать проще, стальными.Сталь в начале 19 века получать умели ( пудлинговый способ), сварка трубы из прокатного листа или даже кованного, вполне себе была - https://www.youtube.com/watch?v=n7xxMtXdMqw..........http://goodsvarka.ru/uroki/istoriya-razvitiya-svarki/

Вопрос конечно с получением труб нужного качества спорный, вот официальная история http://www.mcena.ru/blog/izdeliya-iz-metalla/truba-stalnaya-istoriya-process-proizvodstva.htmlhttp://experttrub.ru/stalnye/svarnaya.htmlНо все ведь осуществимо!Правда первую цельную трубу относят к концу 19 века, но сварные к средине 19 века http://metall-ural.ru/news/19876/

Второй вопрос - поршень и цилиндр! Вот тут уже сложнее - на коленке что поршень, что цилиндр не сделать нельзя - это высокоточная металлообработка, но раз паровозы были значит и обработка была.Как выглядит паровоз целиком, в собранном виде, схематично - это довольно сложное сооружение, принципиально ни чем не отличается от паровоза Черепановых! Труб там до черта, они еще точно и герметично соединены - наверное на резьбе все же.

Паровые машины известны в применении со средины 18 века.

А это значит, что металлообработка и сама металлургия была на достаточном уровне! Ведь неоткуда не возьмись Левиафан Брюнеля не появится, была уже база! Должна быть!Цилиндр и поршень это как не крути не кот начихал, точность нужна высокая, это детали не кованные, может быть литые из бронзы, не знаю... информации я не нашел!К чему я все это веду... где здесь "Тасманский дьявол" и "северный писец"?Дело в том, что когда описывается транспортировка и установка изделий подобных Александрийской колонне напрочь забывают, что уровень технологий запросто позволял двигать такие тяжести, но с применением железнодорожных путей и паровозов. Пилка гранита с помощью стальных канатов ( проволку то уже могли тянуть, медную по крайней мере) и паровой машины не представляет труда и становится понятной, ну а если еще вспомнить про ручной пневматический инструмент, то вообще ни каких проблем с египетскими чудесами нет! Но для этого историки должны заполнить конец 18 века и начало 19 века не картинками гусаров с перьями в башке, а героями революции стали и угля. Вместо сиволапых мужиков - инженеров с чертежами и расчетами. НО ВЕДЬ ЭТОГО НЕТ!!! Куда все делось? Каналы есть, величественные здания есть, а истории им соответствующей нет. Если верить истории патентов так и вообще все появилось совсем недавно, во второй половине 19 века, после победы в крымской войне, а ведь там уже и пароходы были и левиафаны всякие кабель телеграфный через черное море тянули! А на кабеле кстати оплетка то из стальной проволки... ну и так далее! А вот пушки бронзовые и ружья кирпичем чистють! Дульнозарядные нарезные "энфилды" на фоне телеграфного кабеля через черное море и цельно металлического корабля водоизмещением с Титаник мне кажутся бредом собачьим, но ведь это было!Таким образом, по совокупности фактов я делаю предположение, что первая половина 19 века несет в себе событие, которое вызвало разрыв технологий, упадок кратковременный примерно до 60 - 70х годов 19 века, в дальнейшем происходило восстановление умений и навыков и освоение "наследия предков" с оформлением соответствующих патентов на страны, которые успели освоиться первыми - Англия, Франция и США и Россия и соответствующие приобретения закреплены законодательно в 1888 году, законом о патентах! По этому многим ни хрена не досталось, Китаю например или Мексике.

vaduhan-08.livejournal.com

Устройство паровоза — Википедия РУ

Так как паровой котёл является первичным источником энергии, то это делает его главным компонентом паровоза. В связи с этим к котлу предъявляется целый ряд требований. К этим требованиям прежде всего относится надёжность (безопасность) работы котла — обусловлено тем, что давление пара может достигать очень высоких значений (до 20 атм. и выше), что превращает котёл в потенциальную бомбу, и какой-либо дефект конструкции может привести к взрыву, тем самым заодно лишив паровоз источника энергии. Именно взрыв парового котла был одним из наиболее веских аргументов против введения паровозной тяги в XIX веке. Также паровой котёл должен быть удобен в управлении, обслуживании и ремонте, иметь возможность работы на различных видах и сортах топлива, быть как можно более мощным, а также экономичным[3].

Паровой котёл состоит из частей, которые для удобства часто делят на пять групп[3][4]:

1. основные части;
2. гарнитура;
3. арматура;
4. паропровод и пароперегреватель;
5. вспомогательное оборудование.

Основные части котла

Классический паровой паровозный котёл состоит из следующих основных частей (на рисунке выше — слева направо): топка, цилиндрическая часть и дымовая коробка[4].

Топка

Топка, она же камера сгорания, служит для преобразования химической энергии, заключённой в топливе, в тепловую. Конструктивно топка представляет собой две вложенные друг в друга стальные коробки: огненная коробка (собственно топка) и кожух, соединённые между собой специальными связями. Паровозная топка работает в крайне тяжёлых температурных условиях, поскольку температура от сгоревшего топлива может достигать 1600 °C, а между огненной коробкой и кожухом при работе находится слой пара под большим давлением (десятки атмосфер). Поэтому топку собирают из минимально возможного числа деталей, в частности огненная коробка состоит из пяти листов: потолок, два боковых, задний и трубчатая решётка. Последняя является местом перехода от топки к цилиндрической части[5].

В нижней части топки расположена колосниковая решётка, которая служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива. Как понятно из названия, она имеет решётчатую структуру, что обеспечивает приток свежего воздуха в топку. Большие колосниковые решётки состоят из нескольких отдельных решёток — колосников. В заднем листе топки расположено шуровочное отверстие, через которое забрасывается топливо. На мощных паровозах в верхней части топки расположены циркуляционные трубы и (или) термосифоны, служащие для повышения циркуляции воды в котле. На этих трубах крепится специальный свод из кирпичей, защищающий потолок и трубчатую решётку от воздействия открытого пламени[5].

Между собой топки различают по форме потолка: с плоским потолком и радиальные. Топка с плоским потолком, также известная как топка Бельпера, имеет относительно большой объём огненной коробки, благодаря чему обеспечивается полнота сгорания топлива. В результате такие топки были весьма распространены у ранних паровозов, а в ряде стран выпускались вплоть до конца паровозостроения (например, паровозы Эр, выпускавшиеся Чехословакией и Польшей вплоть до 1957 года). Однако топку Бельпера сложно стыковать с цилиндрической частью котла. Помимо этого, большая ширина ограничивает применение по габариту, особенно в верхней части, а на мощных паровозах требуется устанавливать большое число связей между огненной коробкой и кожухом, так как плоские листы хуже противостоят высокому котловому давлению. Поэтому на мощных паровозах стали применять топки с радиальным потолком (радиальная топка). Радиальная топка легче топки Бельпера и лучше противостоит высокому давлению пара. Но у радиальной топки есть серьёзный недостаток: относительно малый объём топочного пространства, из-за чего топливо сжигается менее эффективно, а несгоревшие частицы угля могут повредить внутреннюю поверхность котла. Поэтому в передней верхней части таких топок нередко устанавливают камеру догорания, которая улучшает эффективность сгорания топлива (хотя нередко это мнение преувеличивают)[5][6].

Цилиндрическая часть котла

Цилиндрическая часть парового котла является его основной частью, так как именно в ней происходит основное парообразование. По сути, цилиндрическая часть является дымогарным котлом, так как нагрев воды происходит за счёт проходящих через неё большого числа (до нескольких сотен штук) дымогарных труб, внутри которых протекают тепловые воздушные потоки. Оболочка цилиндрической части состоит из нескольких барабанов (обычно три и более), соединённых телескопическим методом, то есть один вложен в другой. Впервые многотрубчатый котёл на паровозах был применён в 1829 году, а именно — на знаменитой «Ракете» Стефенсона.

Часто в цилиндрической части находится и пароперегреватель, который размещён в трубах, которые в основном аналогичны дымогарным, но больше диаметром. Такие трубы называют уже жаровыми, а сам пароперегреватель — жаротрубным.

Дымовая коробка

Гарнитура котла

Гарнитура котла — приборы и устройства для обеспечения тепловой работы котла. Они позволяют обеспечить сожжение нужного количества топлива с наименьшими потерями. В зависимости от расположения, различают гарнитуру топки и гарнитуру дымовой коробки. Также стоит отметить такой прибор как сажесдуватель, который может располагаться как в топке, так и в огненной коробке топки, либо вовсе быть переносным. Сажесдуватель служит для очистки внутренней поверхности дымогарных и жаровых труб от сажи и изгари, тем самым позволяя увеличить передачу тепла от горячих газов через стенки труб к воде и пару. Очистка производится направлением струи пара внутрь труб. Впоследствии на многих паровозах сажесдуватели были демонтированы[7].

Гарнитура топки

К гарнитуре топки прежде всего стоит отметить колосниковую решётку, расположенную в огненной коробке на уровне топочной рамы. Данная решётка служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива, а также, как понятно из названия, обеспечивает к нему, за счёт щелей, приток необходимого для горения воздуха. Из-за больших размеров (на паровозе серии Л её размеры — 3280×1830 мм), колосниковая решётка делается из отдельных элементов — колосников, которые расположены поперечными рядами. На ранних паровозах колосники были неподвижными, впоследствии стали строиться паровозы с подвижными (качающимися) колосниками, что позволяло упростить очистку топки от шлаков и золы. Привод качающихся колосников преимущественно пневматический. Шлаки и зола из топки ссыпаются в расположенный под топкой специальный бункер — зольник, верхняя часть которого охватывает всю колосниковую решётку, а нижняя, из-за дефицита свободного пространства, располагается преимущественно между боковинами основной рамы паровоза. Для пропуска воздуха в топку, зольник оборудуется специальными клапанами, которые используются также и для очистки бункера от шлаков. К гарнитуре топки ещё относят и топочные (шуровочные) дверцы, которые закрывают шуровочное отверстие (служит для заброса топлива в топку), тем самым разделяя пространства топки и будки машиниста. Так как и зольник, и решётка обеспечивают приток свежего воздуха в огненную коробку, засорение (шлакование) их воздухопроводов и щелей может привести к серьёзному падению мощности котла, поэтому при использовании антрацитов и низкокалорийных углей применяют шлакоувлажнитель, представляющий собой несколько трубок с отверстиями, расположенными по периметру колосниковой решётки. Периодически через них пропускают пар, который понижает температуру у самой решётки, а соприкасаясь со шлаком делает его более пористым[7].

Если паровоз отапливается нефтью или мазутом (распространено на современных паровозах), то в топке устанавливают нефтяные форсунки и нефтепроводы. Форсунки обеспечивают тонкое распыление топлива, что необходимо для его полного сгорания. При этом из топки изымают колосниковую решётку, а вместо неё в зольнике и топке устанавливают специальный кирпичный свод (также известен как обмуровка), который служит дополнительной защитой топки от пламени, имеющего более высокую температуру (свыше 1600°), нежели при угольном отоплении, а также для рационализации процесса горения — если пламя кратковременно погасить, то раскалённый свод поможет воспламенить поступающее после перерыва топливо. Однако общий вес данного свода гораздо выше, чем у колосникой решётки, поэтому перевод паровоза с угольного на нефтяное отопление повышает общий вес паровоза, особенно его задней части[7].

Гарнитура дымовой коробки

Для горения топлива необходим воздух, причём его нужно достаточно много: на 1 кг угля или мазута требуется соответственно 10—14 кг или 16—18 кг воздуха. Очевидно, что подача такого количества воздуха в камеру сгорания (топку) естественным способом практически невозможна, что принуждает к созданию искусственной тяги газов в котле. Для этого в дымовой коробке устанавливают специальное дымовытяжное устройство, которое обеспечивает приток воздуха в топку за счёт создания разрежения в дымовой камере. Паровозные дымовытяжные устройства бывают нескольких конструкций, однако практически все они работают на уже отработанном паре, поступающем из тяговой паровой машины, что позволяет изменять подачу воздуха в зависимости от используемой мощности машины, то есть чем более напряжённо работает паровоз, тем сильнее горение и тем больше пара вырабатывается[7].

Наиболее простым дымовытяжным устройством является конус, который выглядит как форсунка конусовидного сечения, установленная под дымовой трубой. Принцип действия конуса заключается в том, что пропущенный через него отработанный пар приобретает высокую скорость (до 250—350 м/с), после чего направляется в дымовую трубу, где он, увлекая за собой воздух, создаёт в дымовой камере разрежение. Конусы бывают различных конструкций, в том числе одно-, двух- и четырёхдырные, переменного и постоянного сечения, с общим и раздельным выпуском. Наибольшее распространение получил четырёхдырный конус переменного сечения с раздельным выпуском, то есть когда пар из правого и левого цилиндров выпускаются раздельно. Однако несмотря на простоту конструкции, конус нельзя использовать на паровозах с конденсацией отработанного пара, поэтому на последних в качестве дымовытяжного устройства используется вентилятор (газосос). Привод вентилятора осуществляется от отработанного пара, что также как и при конусе делает регулировку тяги автоматической. Благодаря своим достоинствам, вентиляторная тяга стала применяться даже на паровозах без конденсации отработанного пара (например, советские СОв и Сум), однако из-за ряда недостатков (более сложная конструкция, нежели у конуса, а следовательно и более высокая стоимость ремонта, высокое противодавление при выпуске пара, сложность работы на высоких отсечках) в 1950-х гг. вентиляторная тяга была заменена на конусную[7].

Характеристики котла

Котёл характеризуется следующими параметрами:

• общая площадь нагрева в м² — эта площадь складывается из площадей нагрева топки, площади перегревателя, а также площадей дымогарных и жаровых труб;
• объём парового пространства в м³;
• зеркало испарения в м²;
• рабочее давление в атм;
• Объём заливаемой воды.

Паровая машина паровоза состоит из цилиндров, отлитых как одно целое с золотниковыми коробками, механизма для передачи усилия на движущие колёса (кривошипно-шатунный механизм) и парораспределительного механизма. Цилиндры паровой машины (которых на паровозе бывает 2 и более) отливаются из стали и укрепляются на раме с помощью болтов, либо отлиты воедино правая и левая паровая машина, как на более поздних паровозах.

В паровозах применяют следующие виды паровых машин:

• машина однократного расширения пара — проста по конструкции, имеет высокую надёжность и неплохую экономичность;
• машина однократного расширения пара трёх или четырёх цилиндровая — обладает большей мощностью, но сложна по конструкции;
• машина компаунд — также обладает большой мощностью, но по экономичности себя не оправдала. Имеет помимо сложной конструкции проблемы при движении с частыми остановками.

В большинстве паровозов использованы простые двухцилиндровые машины, экономичность была повышена введением пароперегревателя, а мощность — созданием сочленённых паровозов и повышением форсировки котла.

Парораспределительный (обычно кулисный) механизм паровоза состоит из кулисы 1, качающейся на оси и соединённой своим нижним концом с пальцем контркривошипа 2, насаженного на ведущем колесе под некоторым углом к кривошипу. Движение от кулисы передаётся с помощью радиальной тяги 3 верхнему концу рычага (маятнику) 4; нижний конец маятника получает движение от ползуна 5. Движение золотнику 6 сообщается от промежуточной точки маятника. С помощью кулисного механизма осуществляются (золотником) все фазы парораспределения, регулирование мощности паровоза путём изменения степени наполнения (отсечки) пара в цилиндр 7 и реверсирование 8 — получение обратного хода паровоза.

В некоторых случаях для временного повышения силы тяги (при трогании с места и на подъёмах) на паровозах, кроме основной паровой машины, устанавливают вспомогательную (бустер), передающую работу на поддерживающие оси паровоза или на оси тендера.

Другие элементы машины паровоза:

• сальники — уплотнения, предотвращающие утечки пара;
• байпасы — устройства для перепуска воздуха, которые располагались на золотниковой коробке. Байпасные каналы соединяют между собой полости цилиндра по обе стороны поршня, и перекрываются специальным клапаном. При нормальной работе паровой машины байпасные клапаны закрыты, никак не влияя на систему парораспределения. При закрытом регуляторе (при отсутствии подачи пара) и движении накатом, байпасные клапаны открываются, предотвращая торможение паровоза при езде по инерции. Байпасные перепуски в России использовались только на дореволюционных паровозах, впоследствии их не устанавливали, заменяя более эффективными в работе раздвижными золотниками. Наибольшее распространение на отечественных паровозах получила система инженера Трофимова.

http-wikipediya.ru

Устройство паровоза — википедия орг

Так как паровой котёл является первичным источником энергии, то это делает его главным компонентом паровоза. В связи с этим к котлу предъявляется целый ряд требований. К этим требованиям прежде всего относится надёжность (безопасность) работы котла — обусловлено тем, что давление пара может достигать очень высоких значений (до 20 атм. и выше), что превращает котёл в потенциальную бомбу, и какой-либо дефект конструкции может привести к взрыву, тем самым заодно лишив паровоз источника энергии. Именно взрыв парового котла был одним из наиболее веских аргументов против введения паровозной тяги в XIX веке. Также паровой котёл должен быть удобен в управлении, обслуживании и ремонте, иметь возможность работы на различных видах и сортах топлива, быть как можно более мощным, а также экономичным[3].

Паровой котёл состоит из частей, которые для удобства часто делят на пять групп[3][4]:

1. основные части;
2. гарнитура;
3. арматура;
4. паропровод и пароперегреватель;
5. вспомогательное оборудование.

Основные части котла

Классический паровой паровозный котёл состоит из следующих основных частей (на рисунке выше — слева направо): топка, цилиндрическая часть и дымовая коробка[4].

Топка

Топка, она же камера сгорания, служит для преобразования химической энергии, заключённой в топливе, в тепловую. Конструктивно топка представляет собой две вложенные друг в друга стальные коробки: огненная коробка (собственно топка) и кожух, соединённые между собой специальными связями. Паровозная топка работает в крайне тяжёлых температурных условиях, поскольку температура от сгоревшего топлива может достигать 1600 °C, а между огненной коробкой и кожухом при работе находится слой пара под большим давлением (десятки атмосфер). Поэтому топку собирают из минимально возможного числа деталей, в частности огненная коробка состоит из пяти листов: потолок, два боковых, задний и трубчатая решётка. Последняя является местом перехода от топки к цилиндрической части[5].

В нижней части топки расположена колосниковая решётка, которая служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива. Как понятно из названия, она имеет решётчатую структуру, что обеспечивает приток свежего воздуха в топку. Большие колосниковые решётки состоят из нескольких отдельных решёток — колосников. В заднем листе топки расположено шуровочное отверстие, через которое забрасывается топливо. На мощных паровозах в верхней части топки расположены циркуляционные трубы и (или) термосифоны, служащие для повышения циркуляции воды в котле. На этих трубах крепится специальный свод из кирпичей, защищающий потолок и трубчатую решётку от воздействия открытого пламени[5].

Между собой топки различают по форме потолка: с плоским потолком и радиальные. Топка с плоским потолком, также известная как топка Бельпера, имеет относительно большой объём огненной коробки, благодаря чему обеспечивается полнота сгорания топлива. В результате такие топки были весьма распространены у ранних паровозов, а в ряде стран выпускались вплоть до конца паровозостроения (например, паровозы Эр, выпускавшиеся Чехословакией и Польшей вплоть до 1957 года). Однако топку Бельпера сложно стыковать с цилиндрической частью котла. Помимо этого, большая ширина ограничивает применение по габариту, особенно в верхней части, а на мощных паровозах требуется устанавливать большое число связей между огненной коробкой и кожухом, так как плоские листы хуже противостоят высокому котловому давлению. Поэтому на мощных паровозах стали применять топки с радиальным потолком (радиальная топка). Радиальная топка легче топки Бельпера и лучше противостоит высокому давлению пара. Но у радиальной топки есть серьёзный недостаток: относительно малый объём топочного пространства, из-за чего топливо сжигается менее эффективно, а несгоревшие частицы угля могут повредить внутреннюю поверхность котла. Поэтому в передней верхней части таких топок нередко устанавливают камеру догорания, которая улучшает эффективность сгорания топлива (хотя нередко это мнение преувеличивают)[5][6].

Цилиндрическая часть котла

Цилиндрическая часть парового котла является его основной частью, так как именно в ней происходит основное парообразование. По сути, цилиндрическая часть является дымогарным котлом, так как нагрев воды происходит за счёт проходящих через неё большого числа (до нескольких сотен штук) дымогарных труб, внутри которых протекают тепловые воздушные потоки. Оболочка цилиндрической части состоит из нескольких барабанов (обычно три и более), соединённых телескопическим методом, то есть один вложен в другой. Впервые многотрубчатый котёл на паровозах был применён в 1829 году, а именно — на знаменитой «Ракете» Стефенсона.

Часто в цилиндрической части находится и пароперегреватель, который размещён в трубах, которые в основном аналогичны дымогарным, но больше диаметром. Такие трубы называют уже жаровыми, а сам пароперегреватель — жаротрубным.

Дымовая коробка

Гарнитура котла

Гарнитура котла — приборы и устройства для обеспечения тепловой работы котла. Они позволяют обеспечить сожжение нужного количества топлива с наименьшими потерями. В зависимости от расположения, различают гарнитуру топки и гарнитуру дымовой коробки. Также стоит отметить такой прибор как сажесдуватель, который может располагаться как в топке, так и в огненной коробке топки, либо вовсе быть переносным. Сажесдуватель служит для очистки внутренней поверхности дымогарных и жаровых труб от сажи и изгари, тем самым позволяя увеличить передачу тепла от горячих газов через стенки труб к воде и пару. Очистка производится направлением струи пара внутрь труб. Впоследствии на многих паровозах сажесдуватели были демонтированы[7].

Гарнитура топки

К гарнитуре топки прежде всего стоит отметить колосниковую решётку, расположенную в огненной коробке на уровне топочной рамы. Данная решётка служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива, а также, как понятно из названия, обеспечивает к нему, за счёт щелей, приток необходимого для горения воздуха. Из-за больших размеров (на паровозе серии Л её размеры — 3280×1830 мм), колосниковая решётка делается из отдельных элементов — колосников, которые расположены поперечными рядами. На ранних паровозах колосники были неподвижными, впоследствии стали строиться паровозы с подвижными (качающимися) колосниками, что позволяло упростить очистку топки от шлаков и золы. Привод качающихся колосников преимущественно пневматический. Шлаки и зола из топки ссыпаются в расположенный под топкой специальный бункер — зольник, верхняя часть которого охватывает всю колосниковую решётку, а нижняя, из-за дефицита свободного пространства, располагается преимущественно между боковинами основной рамы паровоза. Для пропуска воздуха в топку, зольник оборудуется специальными клапанами, которые используются также и для очистки бункера от шлаков. К гарнитуре топки ещё относят и топочные (шуровочные) дверцы, которые закрывают шуровочное отверстие (служит для заброса топлива в топку), тем самым разделяя пространства топки и будки машиниста. Так как и зольник, и решётка обеспечивают приток свежего воздуха в огненную коробку, засорение (шлакование) их воздухопроводов и щелей может привести к серьёзному падению мощности котла, поэтому при использовании антрацитов и низкокалорийных углей применяют шлакоувлажнитель, представляющий собой несколько трубок с отверстиями, расположенными по периметру колосниковой решётки. Периодически через них пропускают пар, который понижает температуру у самой решётки, а соприкасаясь со шлаком делает его более пористым[7].

Если паровоз отапливается нефтью или мазутом (распространено на современных паровозах), то в топке устанавливают нефтяные форсунки и нефтепроводы. Форсунки обеспечивают тонкое распыление топлива, что необходимо для его полного сгорания. При этом из топки изымают колосниковую решётку, а вместо неё в зольнике и топке устанавливают специальный кирпичный свод (также известен как обмуровка), который служит дополнительной защитой топки от пламени, имеющего более высокую температуру (свыше 1600°), нежели при угольном отоплении, а также для рационализации процесса горения — если пламя кратковременно погасить, то раскалённый свод поможет воспламенить поступающее после перерыва топливо. Однако общий вес данного свода гораздо выше, чем у колосникой решётки, поэтому перевод паровоза с угольного на нефтяное отопление повышает общий вес паровоза, особенно его задней части[7].

Гарнитура дымовой коробки

Для горения топлива необходим воздух, причём его нужно достаточно много: на 1 кг угля или мазута требуется соответственно 10—14 кг или 16—18 кг воздуха. Очевидно, что подача такого количества воздуха в камеру сгорания (топку) естественным способом практически невозможна, что принуждает к созданию искусственной тяги газов в котле. Для этого в дымовой коробке устанавливают специальное дымовытяжное устройство, которое обеспечивает приток воздуха в топку за счёт создания разрежения в дымовой камере. Паровозные дымовытяжные устройства бывают нескольких конструкций, однако практически все они работают на уже отработанном паре, поступающем из тяговой паровой машины, что позволяет изменять подачу воздуха в зависимости от используемой мощности машины, то есть чем более напряжённо работает паровоз, тем сильнее горение и тем больше пара вырабатывается[7].

Наиболее простым дымовытяжным устройством является конус, который выглядит как форсунка конусовидного сечения, установленная под дымовой трубой. Принцип действия конуса заключается в том, что пропущенный через него отработанный пар приобретает высокую скорость (до 250—350 м/с), после чего направляется в дымовую трубу, где он, увлекая за собой воздух, создаёт в дымовой камере разрежение. Конусы бывают различных конструкций, в том числе одно-, двух- и четырёхдырные, переменного и постоянного сечения, с общим и раздельным выпуском. Наибольшее распространение получил четырёхдырный конус переменного сечения с раздельным выпуском, то есть когда пар из правого и левого цилиндров выпускаются раздельно. Однако несмотря на простоту конструкции, конус нельзя использовать на паровозах с конденсацией отработанного пара, поэтому на последних в качестве дымовытяжного устройства используется вентилятор (газосос). Привод вентилятора осуществляется от отработанного пара, что также как и при конусе делает регулировку тяги автоматической. Благодаря своим достоинствам, вентиляторная тяга стала применяться даже на паровозах без конденсации отработанного пара (например, советские СОв и Сум), однако из-за ряда недостатков (более сложная конструкция, нежели у конуса, а следовательно и более высокая стоимость ремонта, высокое противодавление при выпуске пара, сложность работы на высоких отсечках) в 1950-х гг. вентиляторная тяга была заменена на конусную[7].

Характеристики котла

Котёл характеризуется следующими параметрами:

• общая площадь нагрева в м² — эта площадь складывается из площадей нагрева топки, площади перегревателя, а также площадей дымогарных и жаровых труб;
• объём парового пространства в м³;
• зеркало испарения в м²;
• рабочее давление в атм;
• Объём заливаемой воды.

Паровая машина паровоза состоит из цилиндров, отлитых как одно целое с золотниковыми коробками, механизма для передачи усилия на движущие колёса (кривошипно-шатунный механизм) и парораспределительного механизма. Цилиндры паровой машины (которых на паровозе бывает 2 и более) отливаются из стали и укрепляются на раме с помощью болтов, либо отлиты воедино правая и левая паровая машина, как на более поздних паровозах.

В паровозах применяют следующие виды паровых машин:

• машина однократного расширения пара — проста по конструкции, имеет высокую надёжность и неплохую экономичность;
• машина однократного расширения пара трёх или четырёх цилиндровая — обладает большей мощностью, но сложна по конструкции;
• машина компаунд — также обладает большой мощностью, но по экономичности себя не оправдала. Имеет помимо сложной конструкции проблемы при движении с частыми остановками.

В большинстве паровозов использованы простые двухцилиндровые машины, экономичность была повышена введением пароперегревателя, а мощность — созданием сочленённых паровозов и повышением форсировки котла.

Парораспределительный (обычно кулисный) механизм паровоза состоит из кулисы 1, качающейся на оси и соединённой своим нижним концом с пальцем контркривошипа 2, насаженного на ведущем колесе под некоторым углом к кривошипу. Движение от кулисы передаётся с помощью радиальной тяги 3 верхнему концу рычага (маятнику) 4; нижний конец маятника получает движение от ползуна 5. Движение золотнику 6 сообщается от промежуточной точки маятника. С помощью кулисного механизма осуществляются (золотником) все фазы парораспределения, регулирование мощности паровоза путём изменения степени наполнения (отсечки) пара в цилиндр 7 и реверсирование 8 — получение обратного хода паровоза.

В некоторых случаях для временного повышения силы тяги (при трогании с места и на подъёмах) на паровозах, кроме основной паровой машины, устанавливают вспомогательную (бустер), передающую работу на поддерживающие оси паровоза или на оси тендера.

Другие элементы машины паровоза:

• сальники — уплотнения, предотвращающие утечки пара;
• байпасы — устройства для перепуска воздуха, которые располагались на золотниковой коробке. Байпасные каналы соединяют между собой полости цилиндра по обе стороны поршня, и перекрываются специальным клапаном. При нормальной работе паровой машины байпасные клапаны закрыты, никак не влияя на систему парораспределения. При закрытом регуляторе (при отсутствии подачи пара) и движении накатом, байпасные клапаны открываются, предотвращая торможение паровоза при езде по инерции. Байпасные перепуски в России использовались только на дореволюционных паровозах, впоследствии их не устанавливали, заменяя более эффективными в работе раздвижными золотниками. Наибольшее распространение на отечественных паровозах получила система инженера Трофимова.

www-wikipediya.ru

Забытая реальность — Паровоз и паровой котел. Разрыв технологий?

Ту главные элементы — поршень и цилиндр, но это еще не все, самое интересное это котел!Вот паровоз братьев Черепановых. Казалось бы ну и что, ни чего сложного!

А если вот так?

Это паровой котел, где вода нагревается до состояния пара и подается в цилиндр. Есть два основных типа котлов — по трубам идет вода, а огонь их нагревает и наоборот по трубам идет огонь и нагревает воду. В любом случае есть трубы и они должны быть устойчивы к температуре, воде и давлению! То есть трубы должны быть железными, ну а сказать проще, стальными.Сталь в начале 19 века получать умели ( пудлинговый способ), сварка трубы из прокатного листа или даже кованного, вполне себе была — https://www.youtube.com/watch?v=n7xxMtXdMqw……….http://goodsvarka.ru/uroki/istoriya-razvitiya-svarki/

Вопрос конечно с получением труб нужного качества спорный, вот официальная история http://www.mcena.ru/blog/izdeliya-iz-metalla/truba-stalnaya-istoriya-process-proizvodstva.htmlhttp://experttrub.ru/stalnye/svarnaya.htmlНо все ведь осуществимо!Правда первую цельную трубу относят к концу 19 века, но сварные к средине 19 века http://metall-ural.ru/news/19876/

Второй вопрос — поршень и цилиндр! Вот тут уже сложнее — на коленке что поршень, что цилиндр не сделать нельзя — это высокоточная металлообработка, но раз паровозы были значит и обработка была.Как выглядит паровоз целиком, в собранном виде, схематично — это довольно сложное сооружение, принципиально ни чем не отличается от паровоза Черепановых! Труб там до черта, они еще точно и герметично соединены — наверное на резьбе все же.

Паровые машины известны в применении со средины 18 века.

А это значит, что металлообработка и сама металлургия была на достаточном уровне! Ведь неоткуда не возьмись Левиафан Брюнеля не появится, была уже база! Должна быть!Цилиндр и поршень это как не крути не кот начихал, точность нужна высокая, это детали не кованные, может быть литые из бронзы, не знаю… информации я не нашел!К чему я все это веду… где здесь «Тасманский дьявол» и «северный писец»?Дело в том, что когда описывается транспортировка и установка изделий подобных Александрийской колонне напрочь забывают, что уровень технологий запросто позволял двигать такие тяжести, но с применением железнодорожных путей и паровозов. Пилка гранита с помощью стальных канатов ( проволку то уже могли тянуть, медную по крайней мере) и паровой машины не представляет труда и становится понятной, ну а если еще вспомнить про ручной пневматический инструмент, то вообще ни каких проблем с египетскими чудесами нет! Но для этого историки должны заполнить конец 18 века и начало 19 века не картинками гусаров с перьями в башке, а героями революции стали и угля. Вместо сиволапых мужиков — инженеров с чертежами и расчетами. НО ВЕДЬ ЭТОГО НЕТ!!! Куда все делось? Каналы есть, величественные здания есть, а истории им соответствующей нет. Если верить истории патентов так и вообще все появилось совсем недавно, во второй половине 19 века, после победы в крымской войне, а ведь там уже и пароходы были и левиафаны всякие кабель телеграфный через черное море тянули! А на кабеле кстати оплетка то из стальной проволки… ну и так далее! А вот пушки бронзовые и ружья кирпичем чистють! Дульнозарядные нарезные «энфилды» на фоне телеграфного кабеля через черное море и цельно металлического корабля водоизмещением с Титаник мне кажутся бредом собачьим, но ведь это было!Таким образом, по совокупности фактов я делаю предположение, что первая половина 19 века несет в себе событие, которое вызвало разрыв технологий, упадок кратковременный примерно до 60 — 70х годов 19 века, в дальнейшем происходило восстановление умений и навыков и освоение «наследия предков» с оформлением соответствующих патентов на страны, которые успели освоиться первыми — Англия, Франция и США и Россия и соответствующие приобретения закреплены законодательно в 1888 году, законом о патентах! По этому многим ни хрена не досталось, Китаю например или Мексике.

Источник: vaduhan-08.livejournal.com

xn--80aaacvi7aqjpqei0jvae5b.xn--p1ai

Устройство паровоза - Википедия

Паровоз состоит из трёх основных частей: котла, паровой машины и экипажной части. Кроме того, в состав паровоза включается тендер — специальный вагон, где хранятся запасы воды и топлива. Если же вода и топливо хранятся на самом паровозе, то тогда его называют танк-паровозом.

Паровой котёл служит для получения пара, то есть является первичным источником энергии. Пар на паровозе является основным рабочим телом во многих устройствах и механизмах и прежде всего в тяговой паровой машине, которая преобразует энергию пара в возвратно-поступательное движение поршня, которое в свою очередь с помощью кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное, заставляя крутиться движущие колёса. Помимо этого, пар служит для привода паровоздушного насоса, паротурбогенератора, а также используется в звуковых сигналах — свистке и . Экипаж паровоза, состоящий из рамы и ходовых частей, является как бы передвижным основанием (остовом) паровоза и служит для несения оборудования и для передвижения паровоза по рельсам. Также иногда в основные части паровоза включают и тендер — прицепляемый к локомотиву вагон, служащий для хранения запасов воды и топлива[1][2].

Паровой котёл[ | ]

Так как паровой котёл является первичным источником энергии, то это делает его главным компонентом паровоза. В связи с этим к котлу предъявляется целый ряд требований. К этим требованиям прежде всего относится надёжность (безопасность) работы котла — обусловлено тем, что давление пара может достигать очень высоких значений (до 20 атм. и выше), что превращает котёл в потенциальную бомбу, и какой-либо дефект конструкции может привести к взрыву, тем самым заодно лишив паровоз источника энергии. Именно взрыв парового котла был одним из наиболее веских аргументов против введения паровозной тяги в XIX веке. Также паровой котёл должен быть удобен в управлении, обслуживании и ремонте, иметь возможность работы на различных видах и сортах топлива, быть как можно более мощным, а также экономичным[3].

Паровой котёл состоит из частей, которые для удобства часто делят на пять групп[3][4]:

1. основные части;
2. гарнитура;
3. ;
4. паропровод и пароперегреватель;
5. вспомогательное оборудование.

Основные части котла[ | ]

Классический паровой паровозный котёл состоит из следующих основных частей (на рисунке выше — слева направо): топка, цилиндрическая часть и дымовая коробка[4].

Топка[ | ]

Топка, она же камера сгорания, служит для преобразования химической энергии, заключённой в топливе, в тепловую. Конструктивно топка представляет собой две вложенные друг в друга стальные коробки: огненная коробка (собственно топка) и , соединённые между собой специальными . Паровозная топка работает в крайне тяжёлых температурных условиях, поскольку температура от сгоревшего топлива может достигать 1600 °C, а между огненной коробкой и кожухом при работе находится слой пара под большим давлением (десятки атмосфер). Поэтому топку собирают из минимально возможного числа деталей, в частности огненная коробка состоит из пяти листов: потолок, два боковых, задний и трубчатая решётка. Последняя является местом перехода от топки к цилиндрической части[5].

В нижней части топки расположена колосниковая решётка, которая служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива. Как понятно из названия, она имеет решётчатую структуру, что обеспечивает приток свежего воздуха в топку. Большие колосниковые решётки состоят из нескольких отдельных решёток — колосников. В заднем листе топки расположено , через которое забрасывается топливо. На мощных паровозах в верхней части топки расположены циркуляционные трубы и (или) термосифоны, служащие для повышения циркуляции воды в котле. На этих трубах крепится специальный свод из кирпичей, защищающий потолок и трубчатую решётку от воздействия открытого пламени[5].

Между собой топки различают по форме потолка: с плоским потолком и радиальные. Топка с плоским потолком, также известная как топка Бельпера, имеет относительно большой объём огненной коробки, благодаря чему обеспечивается полнота сгорания топлива. В результате такие топки были весьма распространены у ранних паровозов, а в ряде стран выпускались вплоть до конца паровозостроения (например, паровозы Эр, выпускавшиеся Чехословакией и Польшей вплоть до 1957 года). Однако топку Бельпера сложно стыковать с цилиндрической частью котла. Помимо этого, большая ширина ограничивает применение по габариту, особенно в верхней части, а на мощных паровозах требуется устанавливать большое число связей между огненной коробкой и кожухом, так как плоские листы хуже противостоят высокому котловому давлению. Поэтому на мощных паровозах стали применять топки с радиальным потолком (). Радиальная топка легче топки Бельпера и лучше противостоит высокому давлению пара. Но у радиальной топки есть серьёзный недостаток: относительно малый объём топочного пространства, из-за чего топливо сжигается менее эффективно, а несгоревшие частицы угля могут повредить внутреннюю поверхность котла. Поэтому в передней верхней части таких топок нередко устанавливают камеру догорания, которая улучшает эффективность сгорания топлива (хотя нередко это мнение преувеличивают)[5][6].

Цилиндрическая часть котла[ | ]

Цилиндрическая часть парового котла является его основной частью, так как именно в ней происходит основное парообразование. По сути, цилиндрическая часть является , так как нагрев воды происходит за счёт проходящих через неё большого числа (до нескольких сотен штук) дымогарных труб, внутри которых протекают тепловые воздушные потоки. Оболочка цилиндрической части состоит из нескольких барабанов (обычно три и более), соединённых телескопическим методом, то есть один вложен в другой. Впервые многотрубчатый котёл на паровозах был применён в 1829 году, а именно — на знаменитой «Ракете» Стефенсона.

Часто в цилиндрической части находится и пароперегреватель, который размещён в трубах, которые в основном аналогичны дымогарным, но больше диаметром. Такие трубы называют уже жаровыми, а сам пароперегреватель — жаротрубным.

Дымовая коробка[ | ]

Гарнитура котла[ | ]

Гарнитура котла — приборы и устройства для обеспечения тепловой работы котла. Они позволяют обеспечить сожжение нужного количества топлива с наименьшими потерями. В зависимости от расположения, различают гарнитуру топки и гарнитуру дымовой коробки. Также стоит отметить такой прибор как , который может располагаться как в топке, так и в огненной коробке топки, либо вовсе быть переносным. Сажесдуватель служит для очистки внутренней поверхности дымогарных и жаровых труб от сажи и , тем самым позволяя увеличить передачу тепла от горячих газов через стенки труб к воде и пару. Очистка производится направлением струи пара внутрь труб. Впоследствии на многих паровозах сажесдуватели были демонтированы[7].

Гарнитура топки[ | ]

К гарнитуре топки прежде всего стоит отметить колосниковую решётку, расположенную в огненной коробке на уровне топочной рамы. Данная решётка служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива, а также, как понятно из названия, обеспечивает к нему, за счёт щелей, приток необходимого для горения воздуха. Из-за больших размеров (на паровозе серии Л её размеры — 3280×1830 мм), колосниковая решётка делается из отдельных элементов — колосников, которые расположены поперечными рядами. На ранних паровозах колосники были неподвижными, впоследствии стали строиться паровозы с подвижными (качающимися) колосниками, что позволяло упростить очистку топки от шлаков и золы. Привод качающихся колосников преимущественно пневматический. Шлаки и зола из топки ссыпаются в расположенный под топкой специальный бункер — зольник, верхняя часть которого охватывает всю колосниковую решётку, а нижняя, из-за дефицита свободного пространства, располагается преимущественно между боковинами основной рамы паровоза. Для пропуска воздуха в топку, зольник оборудуется специальными клапанами, которые используются также и для очистки бункера от шлаков. К гарнитуре топки ещё относят и топочные (шуровочные) дверцы, которые закрывают (служит для заброса топлива в топку), тем самым разделяя пространства топки и будки машиниста. Так как и зольник, и решётка обеспечивают приток свежего воздуха в огненную коробку, засорение (шлакование) их воздухопроводов и щелей может привести к серьёзному падению мощности котла, поэтому при использовании антрацитов и низкокалорийных углей применяют , представляющий собой несколько трубок с отверстиями, расположенными по периметру колосниковой решётки. Периодически через них пропускают пар, который понижает температуру у самой решётки, а соприкасаясь со шлаком делает его более пористым[7].

Если паровоз отапливается нефтью или мазутом (распространено на современных паровозах), то в топке устанавливают нефтяные форсунки и нефтепроводы. Форсунки обеспечивают тонкое распыление топлива, что необходимо для его полного сгорания. При этом из топки изымают колосниковую решётку, а вместо неё в зольнике и топке устанавливают специальный кирпичный свод (также известен как обмуровка), который служит дополнительной защитой топки от пламени, имеющего более высокую температуру (свыше 1600°), нежели при угольном отоплении, а также для рационализации процесса горения — если пламя кратковременно погасить, то раскалённый свод поможет воспламенить поступающее после перерыва топливо. Однако общий вес данного свода гораздо выше, чем у колосникой решётки, поэтому перевод паровоза с угольного на нефтяное отопление повышает общий вес паровоза, особенно его задней части[7].

Гарнитура дымовой коробки[ | ]

Для горения топлива необходим воздух, причём его нужно достаточно много: на 1 кг угля или мазута требуется соответственно 10—14 кг или 16—18 кг воздуха. Очевидно, что подача такого количества воздуха в камеру сгорания (топку) естественным способом практически невозможна, что принуждает к созданию искусственной тяги газов в котле. Для этого в дымовой коробке устанавливают специальное дымовытяжное устройство, которое обеспечивает приток воздуха в топку за счёт создания разрежения в дымовой камере. Паровозные дымовытяжные устройства бывают нескольких конструкций, однако практически все они работают на уже отработанном паре, поступающем из тяговой паровой машины, что позволяет изменять подачу воздуха в зависимости от используемой мощности машины, то есть чем более напряжённо работает паровоз, тем сильнее горение и тем больше пара вырабатывается[7].

Наиболее простым дымовытяжным устройством является конус, который выглядит как форсунка конусовидного сечения, установленная под дымовой трубой. Принцип действия конуса заключается в том, что пропущенный через него отработанный пар приобретает высокую скорость (до 250—350 м/с), после чего направляется в дымовую трубу, где он, увлекая за собой воздух, создаёт в дымовой камере разрежение. Конусы бывают различных конструкций, в том числе одно-, двух- и четырёхдырные, переменного и постоянного сечения, с общим и раздельным выпуском. Наибольшее распространение получил четырёхдырный конус переменного сечения с раздельным выпуском, то есть когда пар из правого и левого цилиндров выпускаются раздельно. Однако несмотря на простоту конструкции, конус нельзя использовать на паровозах с конденсацией отработанного пара, поэтому на последних в качестве дымовытяжного устройства используется вентилятор (газосос). Привод вентилятора осуществляется от отработанного пара, что также как и при конусе делает регулировку тяги автоматической. Благодаря своим достоинствам, вентиляторная тяга стала применяться даже на паровозах без конденсации отработанного пара (например, советские СОв и Сум), однако из-за ряда недостатков (более сложная конструкция, нежели у конуса, а следовательно и более высокая стоимость ремонта, высокое противодавление при выпуске пара, сложность работы на высоких отсечках) в 1950-х гг. вентиляторная тяга была заменена на конусную[7].

Характеристики котла[ | ]

Котёл характеризуется следующими параметрами:

• общая площадь нагрева в м² — эта площадь складывается из площадей нагрева топки, площади перегревателя, а также площадей дымогарных и жаровых труб;
• объём парового пространства в м³;
• зеркало испарения в м²;
• рабочее давление в атм;
• Объём заливаемой воды.

Паровая машина[ | ]

Паровая машина паровоза состоит из цилиндров, отлитых как одно целое с золотниковыми коробками, механизма для передачи усилия на движущие колёса (кривошипно-шатунный механизм) и парораспределительного механизма. Цилиндры паровой машины (которых на паровозе бывает 2 и более) отливаются из стали и укрепляются на раме с помощью болтов, либо отлиты воедино правая и левая паровая машина, как на более поздних паровозах.

В паровозах применяют следующие виды паровых машин:

• машина однократного расширения пара — проста по конструкции, имеет высокую надёжность и неплохую экономичность;
• машина однократного расширения пара трёх или четырёх цилиндровая — обладает большей мощностью, но сложна по конструкции;
• машина компаунд — также обладает большой мощностью, но по экономичности себя не оправдала. Имеет помимо сложной конструкции проблемы при движении с частыми остановками.

В большинстве паровозов использованы простые двухцилиндровые машины, экономичность была повышена введением пароперегревателя, а мощность — созданием сочленённых паровозов и повышением форсировки котла.

Парораспределительный (обычно кулисный) механизм паровоза состоит из кулисы 1, качающейся на оси и соединённой своим нижним концом с пальцем контркривошипа 2, насаженного на ведущем колесе под некоторым углом к кривошипу. Движение от кулисы передаётся с помощью радиальной тяги 3 верхнему концу рычага (маятнику) 4; нижний конец маятника получает движение от ползуна 5. Движение золотнику 6 сообщается от промежуточной точки маятника. С помощью кулисного механизма осуществляются (золотником) все фазы парораспределения, регулирование мощности паровоза путём изменения степени наполнения (отсечки) пара в цилиндр 7 и реверсирование 8 — получение обратного хода паровоза.

В некоторых случаях для временного повышения силы тяги (при трогании с места и на подъёмах) на паровозах, кроме основной паровой машины, устанавливают вспомогательную (бустер), передающую работу на поддерживающие оси паровоза или на оси тендера.

Другие элементы машины паровоза:

• сальники — уплотнения, предотвращающие утечки пара;
• байпасы — устройства для перепуска воздуха, которые располагались на золотниковой коробке. Байпасные каналы соединяют между собой полости цилиндра по обе стороны поршня, и перекрываются специальным клапаном. При нормальной работе паровой машины байпасные клапаны закрыты, никак не влияя на систему парораспределения. При закрытом регуляторе (при отсутствии подачи пара) и движении накатом, байпасные клапаны открываются, предотвращая торможение паровоза при езде по инерции. Байпасные перепуски в России использовались только на дореволюционных паровозах, впоследствии их не устанавливали, заменяя более эффективными в работе раздвижными золотниками. Наибольшее распространение на отечественных паровозах получила система инженера Трофимова.

Экипаж[ | ]

Экипажная, или рамно-ходовая, часть паровоза состоит из рамы, на которой устанавливаются котёл и цилиндры, колёсные пары с буксами, рессоры с балансирами и тележка

• Рама — металлическая несущая конструкция, к которой крепятся остальные части паровоза.
• Передняя тележка — конструкция, помогающая паровозу вписываться в повороты. Например, в паровозах серии С использована тележка Цара-Краусса, объединяющая бегунковую и переднюю движущую пары колес. При этом в момент прохождении поворота бегунковая ось поворачивается, а движущая пара получает соответствующее боковое смещение в противоположном направлении.
• Ведущая колесная пара. На эту пару через поршневое дышло воздействует паровая машина.
• Сцепные колесные пары. Эти колёса получают крутящий момент от ведущей пары через сцепные дышла.

На центрах всех движущих колёсных пар как одно целое отлиты противовесы для уравновешивания сил инерции эксцентрично вращающихся масс (кривошипа, пальцев, спарников, а на ведущем колесе, кроме того, контркривошипа и части ведущего шатуна).

• Бегунковые колесные пары. Бегунковых пар обычно бывает 1 или 2, в некоторых паровозах отсутствуют вовсе (паровозы формул 0-Х-Х).
• Поддерживащие колесные пары расположены под будкой или топкой, могут отсутствовать (формула Х-Х-0). Паровозы с поддерживающими колесными парами лучше приспособлены для движения задним ходом.
• Осевые буксы — коробки, в которых помещёны подшипники, обычно подшипники скольжения, соприкасающиеся с шейками осей. В буксы заливается смазка. В вырезах рамы прикрепляются буксовые направляющие: одна из этих направляющих делается наклонной, а между буксой и направляющей ставится клин (буксовый), которым можно регулировать зазор.
• Рессоры — упругие элементы, располагающиеся между буксами и рамой. Рессоры смягчают толчки и удары, которые колёсная пара получает от неровностей пути и стыковых зазоров. Для лучшего распределения нагрузки на отдельные колёсные пары рессоры соединяются между собой балансирами.
• Сцепка — устройство для соединения вагонов и локомотива в состав.
• Буфера — элементы, располагающиеся в месте сцепки и предотвращающие резкие удары при соединении вагонов.

Будка[ | ]

В будке находились машинисты (паровозная бригада) и были сосредоточены все элементы управления паровозом. В будку также выходила задняя часть топки с шуровочным отверстием для загрузки топлива.

Тендер[ | ]

Тендер — специальный вагон, прицепляемый сзади к паровозу, в котором располагались запасы воды и топлива для котла. Зачастую, тендеры имели стандартную конструкцию и использовались с несколькими сериями паровозов. В отдельных паровозах тендер также содержал специальное оборудование для конденсации отработанного пара (тендер-конденсаторы, используемые в засушливых, плохо обеспеченных водой) и автоматический углеподатчик (стокер).

Оборудование[ | ]

• Тормоза. На паровозах установлены, главным образом, автоматические воздушные тормоза Вестингауза, Казанцева и Матросова. Сжатый воздух в специальный резервуар накачивает паровоздушный насос, а из резервуара воздух подаётся через главную тормозную магистраль в тормозные цилиндры локомотива и поезда, системой рычагов связанные с тормозными колодками. При открытии расположенных в будке тормозных кранов давление в общей воздушной магистрали поезда падает, и колодки давлением воздуха из резервуаров прижимаются к колёсам.
• Локомотивный скоростемер, приводимый в действие от одного из колёс.
• Паровой манометр — устройство для измерения давления пара в котле.
• Песочница. Обычно устанавливалась наверху котла. В песочнице находится специально просеянный мелкий сухой речной песок, который давлением воздуха подается к колёсам при трогании и движении вверх по уклону и для экстренного торможения для увеличения сцепления между колёсами и рельсами.
• Свисток. На последних сериях паровозов применялись гармонические многотональные пятитоновые гудки, которые в мире считаются самыми красивыми.
• Водомерные стёкла — показывают уровень воды в котле.
• Стокер — механический углеподатчик (на поздних паровозах).
• Сервомотор — пневматический перевод кулисного камня (на поздних паровозах).

Примечания[ | ]

1. ↑ Дробинский В. А. Основные части паровоза и экипировочные устройства // Как устроен и работает паровоз. — 1955. — С. 16.
2. ↑ Сыромятников С. П. Составные части паровоза // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 4—6.
3. ↑ 1 2 Сыромятников С. П. Общее устройство котла и его работа // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 31—34.
4. ↑ 1 2 Струженцов И. М. Составные части котла // Конструкции паровозов. — 1937. — С. 53—54.
5. ↑ 1 2 3 Хмелевский А. В., Смушков П. И. Основные части топки // Паровоз. — 1973. — С. 20—23.
6. ↑ Сыромятников С. П. Топка и кожух топки // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 72—85.
7. ↑ 1 2 3 4 5 Хмелевский А. В., Смушков П. И. Гарнитура котла // Паровоз. — 1973. — С. 43—64.

Литература[ | ]

• Никольский А. С. Паровозы серии С. — «Виктория», 1997. — 176 с.
• БСЭ, 2-е изд.

См. также[ | ]

Ссылки[ | ]

encyclopaedia.bid

Устройство паровоза - это... Что такое Устройство паровоза?

Паровоз состоит из трёх основных частей: котла, паровой машины и экипажной части.

Паровой котёл служит для получения пара, то есть является первичным источником энергии. Пар на паровозе является основным рабочим телом во многих устройствах и механизмах и прежде всего в тяговой паровой машине, которая преобразует энергию пара в возвратно-поступательное движение поршня, которое в свою очередь с помощью кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное, заставляя крутиться движущие колёса. Помимо этого, пар служит для привода паровоздушного насоса, паротурбогенератора, а также используется в звуковых сигналах — свистке и тифоне. Экипаж паровоза, состоящий из рамы и ходовых частей, является как бы передвижным основанием (остовом) паровоза и служит для несения оборудования и для передвижения паровоза по рельсам. Также иногда в основные части паровоза включают и тендер — прицепляемый к локомотиву вагон, служащий для хранения запасов воды и топлива[1][2].

Паровой котёл

Так как паровой котёл является первичным источником энергии, то это делает его главным компонентом паровоза. В связи с этим к котлу предъявляется целый ряд требований. К этим требованиям прежде всего относится надёжность (безопасность) работы котла — обусловлено тем, что давление пара может достигать очень высоких значений (до 20 атм. и выше), что превращает котёл в потенциальную бомбу, и какой-либо дефект конструкции может привести к взрыву, тем самым заодно лишив паровоз источника энергии. Именно взрыв парового котла был одним из наиболее веских аргументов против введения паровозной тяги в XIX веке. Также паровой котёл должен быть удобен в управлении, обслуживании и ремонте, иметь возможность работы на различных видах и сортах топлива, быть как можно более мощным, а также экономичным[3].

Паровой котёл состоит из частей, которые для удобства часто делят на пять групп[3][4]:

1. основные части;
2. гарнитура;
3. арматура;
4. паропровод и пароперегреватель;
5. вспомогательное оборудование.

Основные части котла

Классический паровой паровозный котёл состоит из следующих основных частей (на рисунке выше — слева направо): топка, цилиндрическая часть и дымовая коробка[4].

Топка

Топка, она же камера сгорания, служит для преобразования химической энергии, заключённой в топливе, в тепловую. Конструктивно топка представляет собой две вложенные друг в друга стальные коробки: огненная коробка (собственно топка) и кожух, соединённые между собой специальными связями. Паровозная топка работает в крайне тяжёлых температурных условиях, поскольку температура от сгоревшего топлива может достигать 1600 °C, а между огненной коробкой и кожухом при работе находится слой пара под большим давлением (десятки атмосфер). Поэтому топку собирают из минимально возможного числа деталей, в частности огненная коробка состоит из пяти листов: потолок, два боковых, задний и трубчатая решётка. Последняя является местом перехода от топки к цилиндрической части[5].

В нижней части топки расположена колосниковая решётка, которая служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива. Как понятно из названия, она имеет решётчатую структуру, что обеспечивает приток свежего воздуха в топку. Большие колосниковые решётки состоят из нескольких отдельных решёток — колосников. В заднем листе топки расположено шуровочное отверстие, через которое забрасывается топливо. На мощных паровозах в верхней части топки расположены циркуляционные трубы и (или) термосифоны, служащие для повышения циркуляции воды в котле. На этих трубах крепится специальный свод из кирпичей, защищающий потолок и трубчатую решётку от воздействия открытого пламени[5].

Между собой топки различают по форме потолка: с плоским потолком и радиальные. Топка с плоским потолком, также известная как топка Бельпера, имеет относительно большой объём огненной коробки, благодаря чему обеспечивается полнота сгорания топлива. В результате такие топки были весьма распространены у ранних паровозов, а в ряде стран выпускались вплоть до конца паровозостроения (например, паровозы Эр, выпускавшиеся Чехословакией и Польшей вплоть до 1957 года). Однако топку Бельпера сложно стыковать с цилиндрической частью котла. Помимо этого, большая ширина ограничивает применение по габариту, особенно в верхней части, а на мощных паровозах требуется устанавливать большое число связей между огненной коробкой и кожухом, так как плоские листы хуже противостоят высокому котловому давлению. Поэтому на мощных паровозах стали применять топки с радиальным потолком (радиальная топка). Радиальная топка легче топки Бельпера и лучше противостоит высокому давлению пара. Но у радиальной топки есть серьёзный недостаток: относительно малый объём топочного пространства, из-за чего топливо сжигается менее эффективно, а несгоревшие частицы угля могут повредить внутреннюю поверхность котла. Поэтому в передней верхней части таких топок нередко устанавливают камеру догорания, которая улучшает эффективность сгорания топлива (хотя нередко это мнение преувеличивают)[5][6].

Цилиндрическая часть котла

Цилиндрическая часть парового котла является его основной частью, так как именно в ней происходит основное парообразование. По сути, цилиндрическая часть является дымогарным котлом, так как нагрев воды происходит за счёт проходящих через неё большого числа (до нескольких сотен штук) дымогарных труб, внутри которых протекают тепловые воздушные потоки. Оболочка цилиндрической части состоит из нескольких барабанов (обычно три и более), соединённых телескопическим методом, то есть один вложен в другой. Впервые многотрубчатый котёл на паровозах был применён в 1829 году, а именно — на знаменитой «Ракете» Стефенсона.

Часто в цилиндрической части находится и пароперегреватель, который размещён в трубах, которые в основном аналогичны дымогарным, но больше диаметром. Такие трубы называют уже жаровыми, а сам пароперегреватель — жаротрубным.

Дымовая коробка

Гарнитура котла

Гарнитура котла — приборы и устройства для обеспечения тепловой работы котла. Они позволяют обеспечить сожжение нужного количества топлива с наименьшими потерями. В зависимости от расположения, различают гарнитуру топки и гарнитуру дымовой коробки. Также стоит отметить такой прибор как сажесдуватель, который может располагаться как в топке, так и в огненной коробке топки, либо вовсе быть переносным. Сажесдуватель служит для очистки внутренней поверхности дымогарных и жаровых труб от сажи и изгари, тем самым позволяя увеличить передачу тепла от горячих газов через стенки труб к воде и пару. Очистка производится направлением струи пара внутрь труб. Впоследствии на многих паровозах сажесдуватели были демонтированы[7].

Гарнитура топки

К гарнитуре топки прежде всего стоит отметить колосниковую решётку, расположенную в огненной коробке на уровне топочной рамы. Данная решётка служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива, а также, как понятно из названия, обеспечивает к нему, за счёт щелей, приток необходимого для горения воздуха. Из-за больших размеров (на паровозе серии Л её размеры — 3280×1830 мм), колосниковая решётка делается из отдельных элементов — колосников, которые расположены поперечными рядами. На ранних паровозах колосники были неподвижными, впоследствии стали строиться паровозы с подвижными (качающимися) колосниками, что позволяло упростить очистку топки от шлаков и золы. Привод качающихся колосников преимущественно пневматический. Шлаки и зола из топки ссыпаются в расположенный под топкой специальный бункер — зольник, верхняя часть которого охватывает всю колосниковую решётку, а нижняя, из-за дефицита свободного пространства, располагается преимущественно между боковинами основной рамы паровоза. Для пропуска воздуха в топку, зольник оборудуется специальными клапанами, которые используются также и для очистки бункера от шлаков. К гарнитуре топки ещё относят и топочные (шуровочные) дверцы, которые закрывают шуровочное отверстие (служит для заброса топлива в топку), тем самым разделяя пространства топки и будки машиниста. Так как и зольник, и решётка обеспечивают приток свежего воздуха в огненную коробку, засорение (шлакование) их воздухопроводов и щелей может привести к серьёзному падению мощности котла, поэтому при использовании антрацитов и низкокалорийных углей применяют шлакоувлажнитель, представляющий собой несколько трубок с отверстиями, расположенными по периметру колосниковой решётки. Периодически через них пропускают пар, который понижает температуру у самой решётки, а соприкасаясь со шлаком делает его более пористым[7].

Если паровоз отапливается нефтью или мазутом (распространено на современных паровозах), то в топке устанавливают нефтяные форсунки и нефтепроводы. Форсунки обеспечивают тонкое распыление топлива, что необходимо для его полного сгорания. При этом из топки изымают колосниковую решётку, а вместо неё в зольнике и топке устанавливают специальный кирпичный свод (также известен как обмуровка), который служит дополнительной защитой топки от пламени, имеющего более высокую температуру (свыше 1600°), нежели при угольном отоплении, а также для рационализации процесса горения — если пламя кратковременно погасить, то раскалённый свод поможет воспламенить поступающее после перерыва топливо. Однако общий вес данного свода гораздо выше, чем у колосникой решётки, поэтому перевод паровоза с угольного на нефтяное отопление повышает общий вес паровоза, особенно его задней части[7].

Гарнитура дымовой коробки

Для горения топлива необходим воздух, причём его нужно достаточно много: на 1 кг угля или мазута требуется соответственно 10—14 кг или 16—18 кг воздуха. Очевидно, что подача такого количества воздуха в камеру сгорания (топку) естественным способом практически невозможна, что принуждает к созданию искусственной тяги газов в котле. Для этого в дымовой коробке устанавливают специальное дымовытяжное устройство, которое обеспечивает приток воздуха в топку за счёт создания разрежения в дымовой камере. Паровозные дымовытяжные устройства бывают нескольких конструкций, однако практически все они работают на уже отработанном паре, поступающем из тяговой паровой машины, что позволяет изменять подачу воздуха в зависимости от используемой мощности машины, то есть чем более напряжённо работает паровоз, тем сильнее горение и тем больше пара вырабатывается[7].

Наиболее простым дымовытяжным устройством является конус, который выглядит как форсунка конусовидного сечения, установленная под дымовой трубой. Принцип действия конуса заключается в том, что пропущенный через него отработанный пар приобретает высокую скорость (до 250—350 м/с), после чего направляется в дымовую трубу, где он, увлекая за собой воздух, создаёт в дымовой камере разрежение. Конусы бывают различных конструкций, в том числе одно-, двух- и четырёхдырные, переменного и постоянного сечения, с общим и раздельным выпуском. Наибольшее распространение получил четырёхдырный конус переменного сечения с раздельным выпуском, то есть когда пар из правого и левого цилиндров выпускаются раздельно. Однако несмотря на простоту конструкции, конус нельзя использовать на паровозах с конденсацией отработанного пара, поэтому на последних в качестве дымовытяжного устройства используется вентилятор (газосос). Привод вентилятора осуществляется от отработанного пара, что также как и при конусе делает регулировку тяги автоматической. Благодаря своим достоинствам, вентиляторная тяга стала применяться даже на паровозах без конденсации отработанного пара (например, советские СОв и Сум), однако из-за ряда недостатков (более сложная конструкция, нежели у конуса, а следовательно и более высокая стоимость ремонта, высокое противодавление при выпуске пара, сложность работы на высоких отсечках) в 1950-х гг. вентиляторная тяга была заменена на конусную[7].

Характеристики котла

Котёл характеризуется следующими параметрами:

• общая площадь нагрева в м² — эта площадь складывается из площадей нагрева топки, площади перегревателя, а также площадей дымогарных и жаровых труб;
• объём парового пространства в м³;
• зеркало испарения в м²;
• рабочее давление в атм;
• Объём заливаемой воды.

Паровая машина

Паровая машина паровоза состоит из цилиндров, отлитых как одно целое с золотниковыми коробками, механизма для передачи усилия на движущие колёса (кривошипно-шатунный механизм) и парораспределительного механизма. Цилиндры паровой машины (которых на паровозе бывает 2 и более) отливаются из стали и укрепляются на раме с помощью болтов, либо отлиты воедино правая и левая паровая машина, как на более поздних паровозах.

В паровозах применялись следующие виды паровых машин:

• машина однократного расширения пара — проста по конструкции, имеет высокую надёжность и неплохую экономичность;
• машина однократного расширения пара трёх или четырёх цилиндровая — обладает большей мощностью, но сложна по конструкции;
• машина компаунд — также обладает большой мощностью, но по экономичности себя не оправдала. Имеет помимо сложной конструкции проблемы при движении с частыми остановками.

В большинстве паровозов применялись простые двухцилиндровые машины, экономичность была повышена введением пароперегревателя, а мощность — созданием сочленённых паровозов и повышением форсировки котла.

Парораспределительный (обычно кулисный) механизм паровоза состоит из кулисы 1, качающейся на оси и соединённой своим нижним концом с пальцем контркривошипа 2, насаженного на ведущем колесе под некоторым углом к кривошипу. Движение от кулисы передаётся с помощью радиальной тяги 3 верхнему концу рычага (маятнику) 4; нижний конец маятника получает движение от ползуна 5. Движение золотнику 6 сообщается от промежуточной точки маятника. С помощью кулисного механизма осуществляются (золотником) все фазы парораспределения, регулирование мощности паровоза путём изменения степени наполнения (отсечки) пара в цилиндр 7 и реверсирование 8 — получение обратного хода паровоза.

В некоторых случаях для временного повышения силы тяги (при трогании с места и на подъёмах) на паровозах, кроме основной паровой машины, устанавливают вспомогательную (бустер), передающую работу на поддерживающие оси паровоза или на оси тендера.

Другие элементы машины паровоза:

• сальники — уплотнения, предотвращающие утечки пара;
• байпасы — устройства для перепуска воздуха, которые располагались на золотниковой коробке. Байпасные каналы соединяют между собой полости цилиндра по обе стороны поршня, и перекрываются специальным клапаном. При нормальной работе паровой машины байпасные клапаны закрыты, никак не влияя на систему парораспределения. При закрытом регуляторе (при отсутствии подачи пара) и движении накатом, байпасные клапаны открываются, предотвращая торможение паровоза при езде по инерции. Байпасные перепуски использовались только на дореволюционных паровозах, впоследствии их не устанавливали.

Экипаж

Экипажная, или рамно-ходовая, часть паровоза состоит из рамы, на которой устанавливаются котёл и цилиндры, колёсных пар с буксами, рессор с балансирами и тележек.

• Рама — металлическая несущая конструкция, к которой крепились остальные части паровоза.
• Передняя тележка — конструкция, помогавшая паровозу вписываться в повороты. Например, в паровозах серии С использовалась тележка Цара-Краусса, объединяющая бегунковую и переднюю движущую пары колес. При этом в момент прохождении поворота бегунковая ось поворачивалась, а движущая пара получала соответствующее боковое смещение в противоположном направлении.
• Ведущая колесная пара. Непосредственно на эту пару воздействовала машина через поршневое дышло.
• Сцепные колесные пары. Эти колёса вращались от ведущей пары через сцепные дышла. На центрах всех движущих колёсных пар как одно целое отлиты противовесы для уравновешивания сил инерции эксцентрично вращающихся масс (кривошипа, пальцев, спарников, а на ведущем колесе, кроме того, контркривошипа и части ведущего шатуна).
• Бегунковые колесные пары. Бегунковых пар было 1 или 2, в некоторых паровозах могли отсутствовать (паровозы формул 0-Х-Х).
• Поддерживащие колесные пары. Располагались под будкой или топкой. В зависимости от осевой формулы могли отсутствовать. Паровозы с поддерживающими колесными парами были лучше приспособлены для движения задним ходом.
• Осевые буксы — места крепления подшипников осей колёс.
• Рессоры — упругие элементы, располагающиеся между колёсами и рамой. Рессоры смягчают вибрацию. На оси надеты коробки (буксы), в которых помещёны подшипники, соприкасающиеся с шейками осей. В буксы заливается смазка. На буксу опирается рессора, при колебании которой букса перемещается в раме вверх и вниз. В вырезах рамы прикрепляются буксовые направляющие: одна из этих направляющих делается наклонной, а между буксой и направляющей ставится клин (буксовый), которым можно регулировать зазор. Для лучшего распределения нагрузки на отдельные колёсные пары рессоры соединяются между собой балансирами.
• Сцепка — устройство для соединения вагонов и локомотива в состав.
• Буфера — элементы, располагающиеся в месте сцепки и предотвращающие резкие удары при соединении вагонов.

Будка

В будке находились машинисты (паровозная бригада) и были сосредоточены все элементы управления паровозом. В будку также выходила задняя часть топки с шуровочным отверстием для загрузки топлива.

Тендер

Тендер — специальный вагон, прицепляемый сзади к паровозу, в котором располагались запасы воды и топлива для котла. Зачастую, тендеры имели стандартную конструкцию и использовались с несколькими сериями паровозов. В отдельных паровозах тендер также содержал специальное оборудование для конденсации отработанного пара (тендер-конденсаторы), автоматический углеподатчик.

Оборудование

• Тормоза. На паровозы устанавливались, в основном, автоматические воздушные тормоза Вестингауза, Казанцева и Матросова. Сжатый воздух накачивался паровоздушным насосом в специальный резервуар, а из резервуара воздух подавался в тормозные цилиндры, системой рычагов связанные с тормозными колодками. При открытии расположенного в будке крана, давление в общей воздушной магистрали поезда падало, и колодки давлением воздуха из резервуара прижимались к колёсам.
• Локомотивный скоростемер, приводимый в действие от одного из колёс.
• Паровой манометр — устройство для измерения давления пара в котле.
• Песочница. Обычно устанавливалась наверху котла. В песочнице находится специально просеянный речной песок, который давлением воздуха подается к колёсам при трогании и движении вверх по уклону и для экстренного торможения для увеличения трения между колёсами и рельсами.
• Свисток. На последних сериях паровозов применялись гармонические многотональные пятитоновые гудки, которые в мире считаются самыми красивыми.
• Водомерные стёкла — показывают уровень воды в котле.
• Стокер — механический углеподатчик (на поздних паровозах).
• Сервомотор — пневматический перевод кулисного камня (на поздних паровозах).

Примечания

1. ↑ Дробинский В. А. Основные части паровоза и экипировочные устройства // Как устроен и работает паровоз. — 1955. — С. 16.
2. ↑ Сыромятников С. П. Составные части паровоза // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 4—6.
3. ↑ 1 2 Сыромятников С. П. Общее устройство котла и его работа // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 31—34.
4. ↑ 1 2 Струженцов И. М. Составные части котла // Конструкции паровозов. — 1937. — С. 53—54.
5. ↑ 1 2 3 Хмелевский А. В., Смушков П. И. Основные части топки // Паровоз. — 1973. — С. 20—23.
6. ↑ Сыромятников С. П. Топка и кожух топки // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 72—85.
7. ↑ 1 2 3 4 5 Хмелевский А. В., Смушков П. И. Гарнитура котла // Паровоз. — 1973. — С. 43—64.

Литература

• Никольский А. С. Паровозы серии С. — «Виктория», 1997. — 176 с.
• БСЭ, 2-е изд.

См. также

Ссылки

dik.academic.ru

Паровозы узкой колеи

ПАРОВОЗЫ УЗКОЙ КОЛЕИ

Паровозом называется локомотив, источником механической энергии которого является паровая машина, пар для которой вырабатывается в паровом котле при сжигании твердого или жидкого топлива.

Узкоколейные паровозы в России впервые начали строить в 1882 году на Мальцевском заводе. Начиная с 1895 года и вплоть до Великой Отечественной войны ведущим заводом по проектированию и строительству узкоколейных паровозов являлся Коломенский машиностроительный завод, который за этот период создал несколько десятков типов узкоколейных паровозов. Много узкоколейных паровозов изготовлено в послевоенный период Воткинским ордена Ленина машиностроительным заводом, а также по заказам СССР заводами стран народной демократии, Финляндии и др.

Паровоз типа 159 с давлением на ось 4,0 т строили с 1930 по 1941 год Коломенский, Невский, Подольский и Новочеркасский заводы. Всего было построено 570 паровозов.

До 1946 года они являлись основным типом узкоколейного паровоза, применяемого в лесной, торфодобывающей и других отраслях промышленности СССР. Некоторое число их работает и в настоящее время.

Паровой котел паровоза имел как клепаную, так и сварную конструкцию. Основные части котла однотипны с котлами паровозов широкой колеи. Отдельные листы огневой коробки и кожуха топки у паровозов первых выпусков соединялись при помощи плотнопрочных заклепочных швов; у паровозов последних выпусков применялась исключительно сварка (ручная или автоматическая под слоем флюса). Сварные котельные швы сделаны исключительно стыковыми. Разделка кромок в огневой коробке сделана со стороны огня, а в кожухе топки - с наружной стороны. Стенки огневой коробки и кожуха укреплены жесткими распорными связями, а потолок огневой коробки - жесткими анкерными болтами. Боковые стенки кожуха выше потолка огневой коробки укреплены четырьмя поперечными тяжами, расположенными в один ряд. У паровозов первых выпусков они поставлены на резьбе, а на последующих - вварены. Для укрепления нижней части огневой решетки между нижним рядом дымогарных труб и верхним рядом связей установлено семь лапчатых связей.

Паровоз 159

Цилиндрическая часть котла состоит из одного или нескольких барабанов, склепанных или сваренных между собой. Задним котлом цилиндрическая часть соединяется к кожухом топки, а спереди укрепляется передняя решетка, представляющая собой плоскую стенку с отверстиями для дымогарных и жаровых труб.

Через водяное пространство цилиндрической части котла проходят жаровые и дымогарные трубы, которые составляют основную часть испаряющей поверхности нагрева котла. Передние концы труб развальцованы, задние тоже развальцованы с постановкой медных колец, отбортованы и, кроме того, приварены к задней решетке. В жаровых трубах помещаются трубки пароперегревателя.

На цилиндрической части котла сверху расположен паровой колпак, или сухопарник, служащий для собирания и сушки пара. Сухопарник закрывается крышкой, которая ставится на прокладочном кольце из медной проволоки. внутри сухопарника расположен клапанный регулятор.

Паровоз оборудован чугунной конусной дымовой трубой. Дымовытяжной аппарат имеет постоянный конус, диаметр выходного сечения которого 70 мм. Дымовые газы, образующиеся в огневой коробке при сжигании топлива, проходят по жаровым и дымогарным трубам в дымовую коробку и оттуда удаляются в атмосферу через дымовую трубу.

В огневой коробке и в дымогарных трубах происходит передача тепла от газов через стальные стенки к воде. В жаровых трубах тепло передается не только к воде, но и к пару, проходящему по элементам пароперегревателя. Образовавшийся в верхней части котла насыщенный пар поступает через регуляторный клапан по регуляторной трубе в камеру насыщенного пара коллектора. из коллектора пар разветвляется по многочисленным трубкам элементов пароперегревателя. Там пар воспринимает тепло от газов сгорания, то есть перегревается при постоянном давлении и собирается вновь в коллектор, но уже в камере перегретого пара.

Оттуда по парорабочим трубам пар поступает в машину и, осуществляя там работу, выходит через конус и дымовую трубу в атмосферу. Струя пара, вылетающая из конуса, создает в дымовой коробке разряжение, обеспечивающее интенсивную тягу дымовых газов.

Котел паровоза оборудован комплектом контрольно-измерительной и служебной арматуры.

Для питания котла водой установлены два всасывающих инжектора Nо 6 производительностью 85 л в минуту каждый, при давлении 13 атм. Для спуска воды из котла и для продувки котел имеет пробковый кран.

Паровая машина паровоза однократного расширения пара, работает перегретым паром. Цилиндры отлиты из серого чугуна марки СЧ 18-36 в одно целое с золотниковыми коробками. Принадлежностями цилиндров являются цилиндровые и золотниковые крышки, золотниковые втулки, отлитые из того же самого чугуна и поршневые сальники с металлической набивкой типа КИНГ.

Арматуру паровых цилиндров составляют продувочные клапаны и трубки для спуска конденсата из ка-мер отработанного пара золотниковых коробок.

Движущий механизм машины состоит из поршня, напрессованного на шток и приваренного по торцу, крейцкопфа, отлитого из стали, и шатунного механизма. Подшипники поршневого и сцепных дышел выполнены разрезными из двух половинок.

Парораспределительный механизм системы Вальсхерта. Золотники цилиндрические, нераздвижные, с внутренним впуском пара. Смазка цилиндров и золотников производится принудительно от прессмасленки. Рама паровоза внутренняя, является типом листовых рам и представляет собой конструкцию из двух боковых листов-полотнищ толщиною 11 мм, связанных между собой системой клепанных междурамных креплений.

В передней части боковые листы связаны буферным брусом, на котором смонтирован упряжной прибор. Упряжной прибор состоит из одного центрального буфера и цепей. Сцепление между паровозом и тендером буферное, такое же как и между вагонами. колесный скат паровоза состоит из комплекта четырех колесных пар, из которых третья ось является ведущей; для лучшего вписывания в кривую сделана без гребня. Оси колесных пар выполнены с буртами, с таким расчетом, чтобы передавать боковые усилия на оба полотнища рамы одновременно. Песочные трубы подведены под переднее колесо спереди и под заднее колесо сзади.

Паровоз оборудован ручным и паровым тормозами, передающими усилие на все четыре колеса спереди. Паровоз соединен с двухосным тендером. Тендер имеет ручной тормоз. На площадках паровоза установлены: с левой стороны - ящик для топлива, с правой - бак для воды, что дает возможность паровозу работать на маневрах без тендера в течение часа.

Паровоз П-24. Учитывая недостатки паровоза типа 159, выявленные в процессе эксплуатации и ряда испытаний, конструкторским бюро Коломенского завода в 1941 году был создан паровоз типа П-24, с стандартной нагрузкой на ось 4,0 т и с трехосным тендером.

Помимо конструктивных изменений паровоз типа П-24 отличается от паровоза типа 159 главным образом тем, что имеет более мощный паровой котел и улучшенное соотношение отдельных элементов котла. За счет увеличения внутреннего диаметра цилиндрической части увеличено паровое пространство в котле, испаряющая поверхность нагрева увеличена с 32,1 до 37,85 м2, в полтора раза увеличена поверхность на-грева пароперегревателя, и, что особенно важно при работе паровоза на дровах, увеличена площадь колосниковой решетки с 0,73 м2 до 1,01 м2, или на 40%, а объем топочного пространства с 0,6 м2 до 1,0 м2, или на 66%. Это позволило резко увеличить производительность котла и поднять коэффициент полезного действия (к.п.д.) котла, главным образом за счет уменьшения потерь от химической неполноты горения.

Если при испытании паровоза типа 159 на дровяном топливе наиболее высокий к.п.д. котла (брутто) был 0,65, при напряжении колосниковой решетки в 200 кг топлива с м2 в час, то испытания паровоза П-24 на дровяном топливе показали, что к.п.д. котла (брутто) равен 0,72, при напряжении колосниковой решетки в 300 кг с м2 в час.

В результате паропроизводительность котла паровоза П-24 оказалась вдвое больше паропроизводительности паровоза типа 159.

Паровозов серии П-24 было изготовлено всего 5 штук. После длительных испытаний и устранения недостатков паровоз этого типа был запущен в производство. Он изготовлялся в 1946 году под серией ПТ-4 по заказу СССР в Финляндии; в 1947 году - на Воткинском машиностроительном заводе под серией ВП-1, в 1949 году - на заводах Шкода в Чехословакии под серией Кч-4; в 1950 году - Первым локомотивостроительным заводом в Польше под серией Кп-4 и в 1952 году - паровозостроительным и машиностроительным заводом "Маваг" в Венгрии.

Паровоз ПТ-4. Паровой котел выполнен с комбинированным соединением швов. Все швы топки, цилиндрической части и дымовой коробки сварные. Топка с цилиндрической частью соединена двухрядным заклепочным швом, листы топки с топочной рамой - однорядным заклепочным швом. Топка котла радиального типа: потолок кожуха цилиндрический, а потолок огневой коробки очерчен радиусом 1750 мм. На середине потолка огневой коробки установлена одна легкоплавкая пробка. Соединение огневой коробки с кожухом топки осуществляется с помощью 297 жестких и 24 подвижных связей, 82 жестких и 20 подвижных анкерных болтов, поперечные тяжи и лапчатые тяжи отсутствуют.

Цилиндрическая часть выполнена из одного барабана. огневая коробка изготовлена из топочной стали марки Ст.3Т, а кожух топки, цилиндрическая часть, сухопарник и передняя решетка - из котельной стали Ст.3К.

Дымовытяжной аппарат имеет конус со сменными насадками постоянного сечения диаметром 60, 65, 70 и 75 мм. Паровозы оборудованы дымовыми трубами двух типов: на первых 35 паровозах установлены трубы с турбинным искроуловителем, на всех последующих - простые конические стальные трубы с сетчатым искроуловителем.

Вместо пробковых кранов, применяемых на паровозах типа 159, для продувки котла поставлены спускные краны с заслонками, имеющими выходное отверстие диаметром 45 мм.

Паровоз ПТ-4

Паровая машина имеет основные размеры, аналогичные размерам паровой машины паровоза типа 159. поршень состоит из диска и штока, изготовленных штамповкой из одного куска стали марки Ст.5. Все дышловые подшипники выполнены в виде плавающих втулок. Дышловые подшипники предусмотрено смазывать консистентной мазью типа солидол или твердой мазью.

Паровоз для электроосвещения оборудован турбогенератором мощность 0,5 квт, напряжением 24 в.

Рама внутренняя, листовая, сварная, состоит из двух продольных листов толщиною 14 мм. Листы рамы соединены впереди буферным брусом, а сзади - стяжным ящиком, на котором смонтировано жесткое радиально-буферное сцепление, состоящее из буферной подушки с внешней поверхностью, описанной по цилиндру, и из центральной упряжной тяги.

Аналогичный буфер имеется на раме тендера, но между буферной подушкой и стяжным ящиком помещен клин, которым можно регулировать положение буферной подушки. Ударно-упряжной прибор паровоза и тендера однобуферной конструкции, аналогичной приборам паровоза 159.

Буксовые челюсти сварные, в рабочих частях имеют накладки из стали марки Ст.2, прикрепленные пятью коническими болтами. Поверхности накладки, обращенные к буксе, цементированы, закалены и отшлифованы. буксовые клинья изготовлены из стали марки Ст.2 с поверхностной цементацией, закалкой и последующей шлифовкой, а буксовые наличники - из бронзы марки Бр.ОС-5-25. Наличники крепятся к корпусу буксы шестью винтами с потайными головками.

Буксовые подшипники изготовляются из бронзы Бр.ОС-5-25 с заливкой баббитом и запрессовываются в корпус буксы давлением 7-12 т. С наружного торца подшипник имеет буртик с развитой торцевой поверхностью, которая воспринимает боковые удары колесной пары.

Колесные пары по своему устройству несколько отличаются от колесных пар паровоза типа 159. Ось колесной пары не имеет буртиков, осевой разбег ограничивается торцевой поверхностью ступицы колесного центра, которая при боковом смещении упирается в буртик буксового подшипника. Колесный центр дисковый, имеет уширенный обод для более надежной посадки бандажа, который надевается на колесный центр в горячем виде и удерживается только за счет силы трения.

Песочница расположена рядом с сухопарником и закрыта одним общим кожухом. Песочные трубы подведены под колеса второй колесной пары спереди и третьей колесной пары сзади.

Паровоз оборудован прямодействующим паровым тормозом с приводом на все оси, а тендер - ручным тормозом, также действующим на все оси. Тендер оборудован буксами с роликовыми подшипниками.

Для наполнения тендера водой из временных водоемов паровоз снабжается эжектором типа "Кертинг" Nо 5 с комплектом рукавов.

Паровоз серии ВП-1 имеет некоторые особенности по сравнению с паровозом ПТ-4.

Котел паровоза полностью сварной, клепаных швов нет. Цилиндрическая часть его сварена из двух барабанов, а не из одного, как у паровоза ПТ-4. Внесены некоторые изменения в конструкцию и расположение арматуры и других приборов котла. Все паровозы снабжены паровой трубой с турбинным искроуловителем, серийно выпускаемыми промышленностью для паровозов широкой колеи прессмасленкой и турбогенератором мощностью 1 квт, напряжением 50 в.

Изменена форма и расположение песочницы, которая отнесена ближе к будке машиниста и закрыта отдельным кожухом. Песок подается под колеса только третьей колесной парой с обеих сторон.

В конструкции паровой машины и экипажной части существенных изменений нет. Применена разъемная конструкция поршня со штоком, вследствие чего несколько изменена и конструкция передней цилиндровой крышки. Несколько изменено крепление накладок буксовых челюстей.

Паровоз серии ВП-2 с 1948 по 1951 год выпускался Воткинским заводом. Топка парового котла паровоза этого типа конструктивно отличается от топки парового котла паровоза серии ВП-1.

Потолок огневой коробки волнистый, изготовлен штамповкой из листа толщиной 20 мм, следовательно, без анкерных болтов. Стенки топки укреплены только жесткими связями, подвижных связей нет, причем число жестких связей уменьшено до 207. Толщина листов задней и боковых стенок топки увеличена до 11 мм, а огневой решетки - до 14 мм. Топка с волнистым потолком, снабжена двумя легкоплавкими пробками.

В остальном паровоз серии ВП-2 аналогичен по конструкции паровозу серии ВП-1 и ПТ-4.

Паровоз серии ВП-3 по специальному заказу был изготовлен Воткинским заводом в количестве 11 штук. В отличие от паровозов серии ВП-2 они имели ширину колеи 610 мм, вместо 750 мм, и коническую трубу.

Паровоз серии ВП-4. Начиная с 1955 года Воткинский завод возобновил выпуск паровозов под серией ВП-4. Отличительные особенности паровозов этой серии по сравнению с серией ВП-2 следующие.

Увеличено число жестких связей крепления стенок топки до 232, кроме того, в двух передних рядах ставится 24 подвижных связи, аналогично конструкции паровоза серии ВП-1.

Вместо турбинного искроуловителя введен объединенный искрогаситель-паросушитель конструкции ЦНИИ МПС (на рис. паровоз показан с зимней трубой).

Паровоз ВП-4

Дышловые подшипники ставятся разъемными, аналогично паровозам серии Кч-4.

Паровозы оборудованы тормозами "Компаунд".

Насосы, выпускаемые Воткинским заводом для этих паровозов, имеют следующие характеристики:

Паровоз серии Кч-4 по сравнению с паровозом серии ПТ-4 имеет некоторые конструктивные изменения в ряде узлов и деталей.

Пароразборная колонка, коллектор пароперегревателя, и параллельная рама паровоза литые, из стали, а не сварные, как у паровозов ПТ-4 и ВП-1. В потолке огневой коробки поставлены две предохранительные пробки, а не одна, как у паровозов ПТ-4 и ВП-1. Начиная с паровоза No 57 три верхние дымогарные трубы не ставятся, поэтому площадь нагрева уменьшена на 1,06 м2.

Конструкция поршня такая же, как у паровоза ВП-1.

Плавающие втулки заменены на разъемные дышловые подшипники из двух половинок, начиная с паровоза No 201 - у поршневых и начиная с паровоза No 301 - у центровых и сцепных дышел.

На тендерах вместо букс с роликовыми подшипниками ставятся буксы со скользящими подшипниками и польстером для смазки шейки.

Все паровозы выпускаются с конической дымовой трубой.

Паровозы серии Кп-4 аналогичны по конструкции Кч-4, с учетом изменений, проведенных заводами Шкода. Паровозы снабжены дымовой трубой с турбинным искроуловителем.

Паровозы серии Кв-4 имеют небольшие конструктивные изменения в отличие от паровозов серии Кч-4, вызванные исключительно технологическими соображениями. Дышловые подшипники на первых 36 паровозах имели плавающие втулки, а начиная с паровоза No 37 заменены на клиновые с заливкой бронзовых половинок баббитом. Конструкция самих подшипников и рамок в дышлах отлична от таковых у паровозов Кч-4.

Первые 36 паровозов выпущены со стальной конической трубой, паровозы с 37 по 84 номера - с дымовой трубой, имеющей турбинный искроуловитель, а начиная с номера 85 - с чугунной конической дымовой трубой.

Число дымогарных труб и поверхность нагрева сохранены, как у паровозов ПТ-4 и ВП-4.

Паровоз серии ОП-2 является самым легким, из применяемых на узкоколейных железных дорогах СССР. Он предназначен для работы на усах для подачи порожних и груженых лесом платформ от главной магистрали УЖД до верхнего склада и обратно, а также для работы на маневрах.

Котел паровоза цельносварной, по своей конструкции мало отличается от котлов, описанных выше.

Паровоз ОП-2

Потолок огневой коробки плоский, имеет уклон в сторону лобового листа 2њ20', в передней части потолка, на расстоянии 150 мм от огневой решетки, установлена одна легкоплавкая пробка. Боковые стенки и потолок топки укреплены только жесткими сварными связями и анкерными болтами, подвижных связей и анкерных болтов нет. Цилиндрическая часть котла выполнена из одного барабана длиною 1593,5 мм. Крышка сухопарника из плиты толщиной 25 мм приварена к корпусу сухопарника электросваркой, тем самым исключена возможность проникновения в котел с целью ремонта и осмотра.

Для устранения указанного недостатка при капитальном ремонте паровозов на Онежском заводе конструкция крышки изменена, как показано на стр.160.

Сухопарник ОП: слева - до изменения; справа - после изменения

Клапанный регулятор в отличие от других типов паровозов установлен не в сухопарнике, а возле (спереди) сухопарника.

Паровоз имеет конусную дымовую трубу, нижняя часть которой (седалище) отлита из чугуна, а верхняя - изготовлена из листовой стали.

Дымовытяжной аппарат имеет конус с постоянной насадкой диаметром 50 мм. Котел для питания водой снабжен двумя инжекторами системы Штрубе, производительностью по 25-30 л/мин. Для продувки котел оборудован спускным краном с заслонкой, выходное отверстие крана диаметром 30 мм.

Паровая машина паровоза ОП-2 отличается от описанных выше размерами и наличием раздвижных золотников системы Трофимова. Диаметр золотников на первых 40 паровозах выполнялся равным 120 мм, а на всех последующих - 100 мм. Дышловые подшипники изготовлены из бронзы и залиты баббитом, причем подшипники ведущего дышла разъемные из двух половинок, а подшипники сцепных дышел неподвижные, втулочные.

Рама паровоза внутренняя, листовая, сварная, толщина продольных полотнищ 10 мм.

Стяжной ящик имеет шкворень для стяжки и буферную подушку, другая буферная подушка заложена в коробку, прикрепленную к раме тендера, и снабжена устройством для регулирования давления пружины подушки. Таким образом, обеспечена хорошая относительная подвижность паровоза и тендера в кривых. Ударно-упряжной прибор аналогичен приборам паровозов, описанных выше. Оси колесных пар выполнены с буртами, как у паровоза типа 159.

Паровоз оборудован паровым и ручным тормозами, действующими на 1-ю, 2-ю и 4-ю оси, тендер снабжен ручным тормозом, действующим на все оси.

Песочница расположена между сухопарником и будкой машиниста и закрыта отдельным кожухом. Песок подается под колеса второй колесной пары спереди и четвертой сзади. Тендер оборудован буксами с подшипниками скольжения, вкладыши букс выполнены из бронзы и залиты баббитом марки Б-10.

Паровоз серии ГР. Котел паровоза с комбинированным соединением швов. Цилиндрическая часть котла соединена с кожухом топки и корпусом сухопарника двухрядным заклепочным швом, а кожух топки с огневой коробкой (по топочной раме) и передняя решетка с цилиндрической частью котла соединены однорядным заклепочным швом. Все остальные соединения сделаны электросваркой.

Паровоз ГР

Потолок огневой коробки горизонтальный, плоский. На нем установлены две легкоплавкие пробки. Боковые стенки и потолок топки укреплены только жесткими сварными связями и анкерными болтами, подвижных связей и анкерных болтов нет.

Для укрепления нижней части огневой решетки установлено 9 лапчатых связей. Цилиндрическая часть котла представляет собой один барабан длиной 2617 мм. Дымовытяжной аппарат имеет конус с постоянным сечением диаметром 94 мм. Паровоз имеет чугунную конусную дымовую трубу.

Для питания котла водою он снабжен двумя инжекторами системы Штрубе производительностью по 40-60 литров в минуту. Для продувки котел оборудован продувочным краном "Гестра", с выходным отверстием диаметром 30 мм.

Отличительные особенности паровой машины, кроме ее размеров, следующие: наличие полураздвижных золотников системы Мюллера; пустотелый поршень с контрштоком, изготовленный из чугуна; ведущее дышло передает движение на четвертую колесную пару, а не на третью, как у других паровозов; дышловые подшипники конструктивно сходны с подшипниками у паровоза ОП-2.

Рама паровоза внутренняя, листовая, клепаная, толщина продольных листов 30 мм. Ударно-упряжной прибор и соединение паровоза с тендером конструктивно аналогичны таковым у паровоза ОП-2. Оси колесных пар с буртами, как у паровоза типа 159.

Паровоз оборудован паровым и ручным тормозами, действующими на первую и четвертую оси, тендер снабжен ручным тормозом, действующим на все оси.

Паровоз имеет две песочницы, расположенные по обе стороны от сухопарника и закрытые каждая отдельным кожухом. Песок подается под колеса первой и четвертой осей с обеих сторон. Тендер оборудован буксами с подшипниками скольжения, вкладыши букс сделаны из бронзы и залиты баббитом марки Б-10.

Паровоз серии ВТ-1 представляет собой модернизированный паровоз типа 157, выпускавшегося Коломенским и Сормовским заводами в период 1928-1937 годов. Паровоз ВТ-1 имеет следующую техническую характеристику:

Паровоз оборудован автоматическим, а тендер - ручным и автоматическим тормозами. Буксы паровоза снабжены самоустанавливающимися клиньями.

Паровая машина имеет поршень с секционными кольцами, сальники уплотнены чугунными уплотнительными кольцами. Парораспределение осуществлено раздвижными золотниками системы Трофимова.

Узкоколейные локомотивы

Технические характеристики паровозов 159, ПТ-4, ВП-4, ОП-2, ГР

Узкоколейные тепловозы (мотовозы) МУЗГ-4 и МУЗ-4, МУЗ-4-Д, ДМ-54, ТУэ-4 (МДэ-4), ТУ-2

Узкоколейные электровозы П-КО-1, ЭЛ-1, ЭЛ-2

на главную

ikop.narod.ru

Смотрите также

• 
  Нижние котлы богатищево
• 
  Минусы пеллетных котлов
• 
  Котел терм 25
• 
  Котел рода инструкция
• 
  Котел на евродровах
• 
  Котел атлас 95
• 
  Енергія тт котел
• 
  Газовый котел талия
• Богатищево нижние котлы
• 
  Котел утилизатор газотрубный
• 
  Печи буржуйки котлы