книги из ГПНТБ / Хмелевский А.В. Паровоз. (Устройство, работа и ремонт) учебник для техн. шк. ж.-д. трансп

Р а з д е л I ВВЕДЕНИЕ

Г л а в а 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПАРОВОЗАХ

§ 1. виды локомотивов

Локомотивом называется самодвижущаяся по рельсовому пути

ся на четыре основных вида: э л е к т р о в о з ы , т е п л о в о з ы , га­ з о т у р б о в о з ы и п а р о в о з ы .

Электровоз представляет собой локомотив, у которого сила тяги создается тяговыми электродвигателями, получающими электро­ энергию от электростанций через контактные провода. При помощи зубчатых колес вращающий момент тяговых электродвигателей передается колесным парам. Электровоз — один из наиболее эконо­ мичных видов локомотивов; он не требует во время эксплуатации снабжения топливом и водой, что дает возможность ему совершать большие безостановочные рейсы. Имеются электровозы небольшой мощности, питаемые электроэнергией от установленных на них аккумуляторных батарей, или сочетающие питание током от кон­ тактной сети и батарей.

Тепловоз, имеющий в качестве силовой установки двигатель внутреннего сгорания (дизель), работает на так называемом ди­ зельном топливе, получаемом из нефти. Вращающий момент вала дизеля передается соединенному с ним электрическому генератору, который вырабатывает ток и питает им тяговые электродвигате­ ли. Так же как и у электровоза, колесные пары тепловоза получа­ ют вращение от тяговых электродвигателей или при помощи гид­ равлической передачи. По расходу топлива этот вид локомотива является самым экономичным; расходуя незначительное количество

образуется в результате сжигания мазута. Преимуществом газо-

з

турбовоза по сравнению с тепловозом является возможность сжи­ гания в двигателе низкосортного дешевого топлива, он также мо­ жет совершать значительные безостановочные рейсы. Экономич­ ность газотурбовоза ниже, чем электровоза и тепловоза, однако выше, чем паровоза.

Паровоз представляет собой локомотив с независимой паросило­ вой установкой, состоящей из котла и поршневой паровой машины. Эта установка преобразует тепловую энергию топлива в механи­ ческую работу движущих колес посредством рабочего тела — водя­ ного пара. Паровоз работает как на твердом топливе (угле), так и

в ы е. Кроме локомотивов, на железных дорогах для перевозки пас­ сажиров применяют моторвагонный подвижной состав (электро­ поезда, дизель-поезда, турбопоезда и автомотрисы).

Ввиду низкой экономичности постройка паровозов в нашей стра­ не с 1956 г. прекращена. Вместо паровозов на железнодорожном транспорте широко внедрены новые прогрессивные виды тяги: элек­ трическая и тепловозная. Подавляющая масса перевозок в настоя­ щее время осуществляется электровозами и тепловозами. Однако на ряде железных дорог паровозы выполняют значительную поезд­ ную работу; на большинстве дорог их широко используют на ма­ неврах. Большой удельный вес они занимают в перевозках грузов на подъездных путях промышленности.

§ 2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПАРОВОЗОСТРОЕНИЯ

Первый паровоз в России (рис. 1) был построен в 1833 — 1834 гг. уральским крепостным механиком Ефимом Алексеевичем Черепановым и его сыном Мироном Ефимовичем на Нижне-Тагиль- ском заводе. Этот паровоз перевозил до 3,2 г груза со скоростью около 16 км/ч. В 1835 г. Черепановы построили второй, более мощ­ ный паровоз, перевозивший около 16 т груза. При постройке этих паровозов русские механики внесли много технических новшеств, которые впоследствии нашли применение в паровозостроении. Па­ ровозы Черепановых имели большую трубчатую поверхность на­ грева котла, чем паровоз «Ракета» английского изобретателя Стефенсона. На первом паровозе Черепановых было установлено 30 дымогарных труб, на втором — 80, а на паровозе «Ракета»—только 25. Паровые цилиндры на паровозах Черепановых были располо­ жены горизонтально под котлом; для перемены направления дви­ жения был установлен специальный переводной механизм.

Паровозостроение в России началось со строительством Петер- бурго-Московской, ныне Октябрьской, железной дороги (1843 г.). Первый грузовой паровоз с тремя движущими (сцепными) осями

был построен в 1846 г. в Петербурге на Александровском машино­ строительном заводе. Затем этот завод, кроме грузовых паровозов, стал строить пассажирские с двумя движущими осями и передней двухосной тележкой. В 1858 г. Александровским заводом впервые в паровозостроении был выпущен более мощный грузовой паровоз с четырьмя движущими осями.

По мере увеличения протяженности сети железных дорог росло и паровозостроение. В 1869 г. началась постройка паровозов на Коломенском и Камско-Воткинском заводах; в 1870 г. на заводах:

бурге, Сормовском близ Нижнего Новгорода (Горького), Харьков­ ском и Луганском (ныне Ворошиловградском).

Исторические материалы свидетельствуют о том, что отечествен­ ное паровозостроение имело свой собственный путь развития. Выда­ ющиеся русские инженеры и конструкторы А. П. Бородин, Е. Е. Нольтейн, В. И. Лопушинский, М. В. Гололобов, А. С. Раев­ ский, Б. С. Малаховский и другие создали ряд новых типов паро­ возов и ввели на них много усовершенствований.

В 1878 г. были построены пассажирские паровозы с тремя дви­ жущими осями и передней тележкой (типа 1-3-0). Паровозы с че­ тырьмя движущими осями, появившиеся в России еще в 60-х годах прошлого столетия, непрерывно совершенствовались и к 1893 г. ши­ роко применялись на железных дорогах.

А. П. Бородин и Л. М. Леви впервые применили на паровозах принцип двукратного расширения пара. По инициативе Е. Е. Нольтейна на паровозах был введен перегрев параРусскими конструк­ торами К. Ф. Неймайером, Н. М. Ноткиным, С. М. Чусовым и дру­

пассажирский паровоз типа 2-3-0 серии Б; Коломенский завод — такого же типа паровозы серии К и в дальнейшем усовершенство­ ванные— серии Ку . Сормовский завод в 1911 г. построил мощный по тому времени пассажирский паровоз типа 1-3-1 серии С, кото­ рый явился прототипом паровоза СУ. Луганским заводом в 1912 г. был построен мощный грузовой паровоз типа 0-5-0 серии Э, ока­ завшийся лучшим из всех применявшихся тогда паровозов и полу­ чивший впоследствии большое распространение на наших желез­ ных дорогах. Однако в условиях капиталистического строя царской России отечественное паровозостроение не получило необ­ ходимого развития. Только после Великой Октябрьской социали­ стической революции, давшей неоценимые возможности для роста творческих сил во всех областях науки и техники, отечественное паровозостроение стало развиваться быстрыми темпами.

Благодаря заботам партии и правительства на железнодорож­ ном транспорте была проведена огромная работа по его реконструк­ ции и оснащению новой техникой. Уже в 1925 г. Коломенский завод спроектировал и построил новый пассажирский паровоз Су , который являлся одним из лучших пассажирских паровозов. Начиная с 1926 г., на протяжении длительного периода на паровозостроитель­ ных заводах строили усовершенствованные и усиленные грузовые паровозы ЭУ, Э М И ЭР.

этой серии был построен Коломенским паровозостроительным за­ водом.

Большое значение для развития паровозостроения имели реше­ ния XVII съезда Коммунистической партии Советского Союза (1934 г.). Съезд наметил увеличение парка локомотивов с одновре­

основной единицей пассажирского парка.

В 1934 г- на Харьковском паровозостроительном заводе был по­ строен паровоз типа 1-5-0 серии СО. Паровозы этой серии строили на различных заводах до 1950 г. Они имели большее распростране­ ние на сети дорог. Коломенский завод совместно с Харьковским с 1936 по 1941 г. выпускал паровозы СО с устройством для конден­ сации отработавшего пара.

В результате оснащения железных дорог «овой техникой и при­ менения передовых методов работы железнодорожный транспорт справился с плановыми заданиями по перевозкам как в период

ности типа 1-5-0 серии Л, проект которого по техническому за­ данию МПС был разработан группой конструкторов Коломен­ ского паровозостроительного завода во главе с Л. С. Лебедян­ ским.

В создание новых типов паровозов большой творческий труд вложили инженеры-конструкторы К. Н. Сушкин, Л. С. Лебедян­ ский, П. М. Шаройко, М. Н. Щукин и др. В разработке теории и

А. М. Бабичкову, Н. И. Белоконь, О. Н. Исаакяну и многим другим.

§ 3. СХЕМА УСТРОЙСТВА И ПРОЦЕСС РАБОТЫ ПАРОВОЗА

Паровоз (рис. 2) состоит из трех основных частей: котла, па­ ровой машины и экипажной части. В топке 1 котла на колосни­ ковой решетке сгорает топливо. Для загрузки топлива в задней части топки имеется отверстие, закрытое дверцей 21. Для сбора золы и шлака и регулирования подвода воздуха под топкой ус­ тановлен зольник 20.

парник 4, в котором размещен регуляторный клапан 5. В дымо­

Котел современного паровоза оборудован пароперегревате­ лем, состоящим из коллектора 7 и элементов 6, в которых пере­ гревается пар, полученный в котле паровоза.

Паровая машина паровоза состоит из парового цилиндра 14 с поршнем 13, парораспределительного золотника 12, внешнего парораспределительного механизма 16, регулирующего вместе с золотником подвод и отвод пара из цилиндра и изменяющего направление движения паровоза, а также движущего механизма 15, превращающего поступательное движение поршня во враща­ тельное движение колес.

К экипажной части относятся: рама 19, являющаяся основа­ нием паровоза, на которой установлен котел, укреплены цилинд­ ры, сцепные приборы и части движущего и парораспределитель­ ного механизмов; рессорное подвешивание, через которое вес паровоза передается на буксы; движущие колесные пары 18 (с под­ шипниками и буксами).

Топливо при сгорааши выделяет большое количество тепла, которое через стенки топки и труб -передается воде. Последняя, нагреваясь, превращается в пар. Давление пара постепенно рас­ тет и таким образом тепловая энергия топлива превращается в потенциальную энергию сжатого пара. Продукты сгорания топ­ лива из топки по дымогарным « жаровым трубам проходят в дымовую камеру и оттуда через дымовую трубу в атмосферу.

При открытии регуляторного клапана 5, установленного в су­

по трубам он проходит в паровой цилиндр 14. Парораспредели­

Рис. 2. Схема паровоза:

поршень 13 совершает возвратно-поступательное движение, кото­ рое через движущий механизм 15 передается колесной паре. Та­ ким образом, прямолинейное движение поршня превращается во

возы разделяются на типы. Современные паровозы имеют от трех до пяти движущих колесных пар. Количество бегунковых и под­ держивающих колесных пар обычно бывает не более двух. Так, например, паровоз С у , имеющий одну бегунковую, три движущих

только двухцилиндровые паровозы с паровой машиной однократ­ ного расширения.

Партия построенных одинаковых паровозов называется сери­ ей. Для различия отдельных серий паровозов у «ас принято при­ сваивать им буквенные обозначения русского алфавита, которые