Паровозыжелезнодорожный транспорт

Ползун воспринимает на себя усилие пара, передаваемое через поршень во время его движения вперёд и назад. Чтобы передать силу пара дальше на ведущую колёсную пару, к ползуну посредством валика присоединяют шатун (ведущее дышло) (фиг. 106). Ведущее дышло соединяет ползун с колесом через палец кривошипа и служит, таким образом, для передачи усилия от поршня Спальная втулка

Фиг. 106. Ведущее дышло и его детали к колесу, преобразуя возвратно-поступательное движение во вращательное. Во время движения паровоза ведущее дышло напоминает гигантскую стальную руку, неутомимо вращающую колесо. Силы, действующие на ведущее дышло, разнообразны и велики. Стержень (штанга) дышла должен выдерживать попеременно сжатие и растяжение, продольный изгиб от давления пара и поперечный изгиб от сил инерции. Чтобы не произошло изгиба или излома, ведущее дышло делают массивным, как говорят, металлоёмким. Вес его превосходит 400 кг. Штанга дышла по концам имеет две голоеки — переднюю (малую) и заднюю (большую). Передняя охватывает валик ползуна, а задняя — палец кривошина ведущего колеса. Для уменьшения трения в обе головки вставлены подшипники. Они бывают разных конструкций. В дышлах паровозов новых типов широко применяются подшипники с «плавающими втулками». Такие подшипники хороши тем, что их втулки изнашиваются почти равномерно по есей поверхности, хотя на них и действуют резко изменяющиеся по величине и направлению усилия от поршня. Эта особенность плавающих втулок имеет важное значение, так как при неравномерном износе образуются односторонние зазоры-щели между пальцами кривошипов и подшипниками (обычно по горизонтальной оси колёс). Чем больше этот зазор, тем с большей силой ударяет палец о дышловый подшипник, расстраивая его и весь движущий механизм. При вращении колеса подвижная плавающая втулка в головке дышла постепенно поворачивается, увлекаемая силой трения между ней и вращающимся пальцем кривошипа, на который она свободно насажена. Поэтому втулка изнашивается равномернее по трущимся поверхностям. При непрерывном вращении на пальце кривошипа плавающая втулка изнашивала бы своей наружной поверхностью головку дышла.Чтобы не допустить этого, в головку дышла наглухо запрессовывают стальную втулку, которую всегда легко заменить. Палец и плавающую втулку необходимо непрерывно смазывать. Для этого в ней делаются сквозные отверстия, равномерно расположенные по всей цилиндрической поверхности. Твёрдая смазка, поступающая через клапан в головку дышла, проходит по смазочному каналу в неподвижной втулке и заполняет эти отверстия, а также весь зазор между плавающей и запрессованной втулками. Во время движения паровоза трущиеся поверхности нагреваются, от этого твёрдая смазка расплавляется и вытекает из отверстий на палец. Передние головки ведущих дышел современных паровозов имеют игольчатые подшипники, которые называются так потому, что состоят из двух рядов стальных игл-роликов диаметром 5 мм (фиг. 106). В каждом ряду 91 игла. Иглы помещаются между стальными втулками, одна из котор’ых впрессовывается в головку дышла, а другая насаживается на валик ползуна. Чтобы иглы не могли выпасть из своих мест, с торцов подшипника ставятся два наружных кольца, а внутри между рядами игл — внутреннее кольцо. Во время работы шатунно-кривошипного механизма иглы вращаются и катятся по поверхностям стальных втулок. Для’уменынения зазоров между пальцем кривошипа и подшипником, а также для уменьшения трения конструкторы предложили заменить в дышлах скользящие подшипники роликовыми. Двухрядным роликовым подшипником оборудована задняя головка ведущего дышла пассажирского паровоза типа 2-4-2 (фиг. 107).

Паровозы нуждаются в значительном количестве электрической энергии. Потребителями этой энергии являются: 1) мощная лампа лобового прожектора, освещающая путь впереди паровоза (фиг. 160); 2) лампы передних и задних буферных фонарей, служащие в основном для сигнальных целей; 3) лампы фонарей, освещающие будку машиниста, движущий механизм, угольный бункер тендера. В современных паровозах электрическая энергия расходуется также автостопами и паровозными радиостанциями (см. главы XIV и XVI). Наружное и внутреннее освещение паровозов имеет важное значение для безопасности движения. Правилами технической эксплуатации железных дорог запрещено выпускать под поезда паровозы с неисправными приборами освещения. Для получения необходимого количества электрической энергии на паровозе устанавливается турбогенератор, от которого электроэнергия по проводам идёт ко всем потребителям. Как показывает само название, турбогенератор состоит из генератора и турбины. Чтобы понять принцип действия простейшего генератора, вырабатывающего электрический ток, рассмотрим схему фиг. 161. Разноимённые полюса (концы) двух неподвижных магнитов создают магнитное поле, в котором помещён проволочный виток. Если виток двигать или вращать так, чтобы он пересекал магнитное поле, то в проволоке возникнет электродвижущая сила, которая обусловит прохождение электрического тока. Для того чтобы всё время отводить ток к потребителям (во внешнюю цепь), к оси витка приделаны два подвижных кольца, вращающиеся вместе с витком. О кольца трутся неподвижные, слегка прижатые к ним щётки. Поэтому ток переходит с вращающихся колец на неподвижные щётки и уже от них отводится к потребителям (на фигуре — к лампочке накаливания). На фиг. 161, а видно, что ток в верхней части витка течёт слева направо, а в нижней части витка справа налево, т. е. в противоположном направлении. Значит, по мере вращения витка ток, возбуждаемый в нём, дважды изменит своё направление за один оборот витка. При полуобороте витка (под северным полюсом) ток будет иметь направление..

противоположное направлению тока в нижней части витка (над южным полюсом). Отсюда следует, что рассмотренный нами генератор даёт переменный по направлению ток. Большинство паровозных генераторов вырабатывает постоянный ток. Принципиальное отличие между схемами получения переменного и постоянного тока состоите креплении концов проволочного витка к кольцам.

Фиг. 161. Схема работы генератора: а — переменного тока; б — постоянного тока Вместо двух колец поместим одно кольцо (фиг. 161, б), разделённое пополам изоляционной прослойкой (лентой), а неподвижные щётки расположим друг под другом так, как показано на фиг. 161, б. В этом случае ток во внешней цепи не изменит своего направления, т. е. получится не переменный ток, а постоянный. В самом деле, из нижней части витка ток поступает в щётку Л, затем течёт по внешней цепи к электрической лампочке и от неё к щётке В и затем к верхней части проводника. Когда верхняя часть витка окажется внизу (виток сделает полуоборот), ток в ней изменит направление, но в щётку А он поступит в прежнем направлении. Благодаря этому во внешней цепи ток остаётся постоянным. Рассмотренный нами принцип действия простейшего генератора лежит в основе работы и мощных генераторов. Разница заключается лишь в том, что в мощных генераторах ток отводится во внешнюю цепь не с вращающихся колец, а с неподвижной части генератора — статора. Для этого проволочные витки, в которых возбуждается ток, ставятся в неподвижном статоре. Сильное магнитное поле создаётся электромагнитами,помещёнными в роторе—вращающейся части генератора. Когда ротор вращается, вместе с ним вращается магнитное поле, которое и пересекает проволочные витки (обмотку) статора, возбуждая в них ток. Фиг. 162. Принципиальная схема паровозного турбогенератора Таким образом, для получения электрического тока нужно вращать ротор генератора. На современных электростанциях для этого используется энергия воды (гидроэлектростанции) или энергия топлива (тепловые электростанции). На паровозной «электростанции» используется энергия топлива. Вращение ротора производит паровая турбина, которая работает свежим паром (фиг. 162). : – Отработавший в турбине пар выбрасывается в атмосферу. Турбогенератор устанавливается сверху кожуха топки котла паровоз

Устройство паровой машины (фиг. 27) подчинено задаче — с наибольшей выгодой преобразовать тепловую энергию пара, созданного в котле, в механическую энергию вращения колёс. Основной частью паровой машины являются цилиндры. Почти на всех паровозах установлено два паровых цилиндра. Размещены они в передней части локомотива, по обе стороны рамы. Для того чтобы при небольших размерах цилиндров получить большую мощность (3 ООО — 3 500 л. с), паровая машина выполняется по принципу двойного действия: пар впускается не с одной стороны поршня, а попеременно с двух сторон. Прежде чем попасть в цилиндры, пар поступает в золотниковые коробки, называемые так потому, что внутри каждой из них находится золот-н и к. Золотник — распределитель пара — осуществляет автоматический впуск свежего пара в цилиндр и выпуск отработавшего. Движение золотников точно согласовано с движением поршней благодаря особому механизму, называемому парораспределитель и ы м. Пар совершает в цилиндре непрерывную работу: поступая в цилиндры попеременно то с передней стороны поршня, то с задней, он заставляет поршень перемещаться то в одну, то в другую сторону. Чтобы использовать работу пара для перемещения паровоза, нужно возвратно-поступательное движение поршней в обоих цилиндрах преобразовать во вращательное движение колёс. Для этой цели служит передаточный механизм, называемый шатунио-кривошипным. Шатунно – кривошипный механизм размещается с каждой стороны паровоза; он состоит из следующих деталей: поршней, ползунов, шатунов (ведущих дышел) и колёсной пары1. Движение поршня через ползун непосредственно передаётся ведущему дышлу, которое и приводит во вращение колёсную пару. Ведущее дышло связано с колесом через палец кривошипа, запрессованный в тело колеса. Все колёсные пары соединяют (спаривают) друг с другом. Делается это для того, чтобы увеличить силу тяги паровоза. Соединение 1 Под колёсной парой понимается ось и наглухо насаженные (напрессованные) на неё два колеса.

колёсных пар осуществляется несколькими сцепными дышлами. Все спаренные сцепные колёсные пары называются движущими, а одна из них, связанная ведущим дышлом с поршнем паровой машины, называется ведущей. Большинства паровозов имеет 3—5 движущих колёсных пар. Система деталей — поршней, ползунов, ведущих и сцепных дышел, колёсных пар с пальцами кривошипов образует движущий механизм паровоза. Таким образом, к паровой машине относятся: 1) цилиндры, 2) парораспределительный механизм и 3) движущий’ механизм.