WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте

Котёл

На паровозах установлен мощный паровой котёл с большой площадью колосниковой решётки (7,04 м²), что позволяет использовать в качестве топлива угли низкокалорийных сортов. Для подачи топлива установлен механический углеподатчик, также возможно комбинированное отопление (механическое и ручное). На паровозах ФД и ИС впервые в советском паровозостроении начал применяться сварной паровой котёл[1].

Топка

На паровозе применена довольно мощная топка с потолком радиального типа (радиус окружности 1062 мм). Ширина топки по нижней части составляет 2200 мм. Как уже упоминалось ранее, отличительной особенностью топки является наличие камеры догорания длиной 1200 мм и которая вдаётся в заднюю часть котла. Основное предназначение этой камеры — добавление объёма топочного пространства, что позволяет более эффективно сжигать топливо (особенно летучих веществ, процент которых в угле может достигать 40 %). Материалом топки является сталь марки Ст2, что по сравнению с медной (применялась на большинстве предыдущих серий паровозов) позволило уменьшить массу, но снизило надёжность, так как сталь, по сравнению с медью, менее устойчива к температурным деформациям. Огненная коробка состоит из 7 листов, 5 из которых большинство имеют толщину 10 мм, исключение составляют ухватный лист, толщиной 13 мм, и лист трубной решётки (14 мм). Кожух в свою очередь состоит из 5 стальных листов толщиной 13—15 мм. Между огненной коробкой и кожухом уложен свод, состоящий из 35 фасонных кирпичей, уложенных в 7 рядов. Суммарная площадь нагрева (водная) поверхностей топки, камеры догорания и кипятильных труб составляет 31,23 м²[2][3].

Для создания циркуляции воды в котле, в топке впервые в советском паровозостроении были поставлены 4 циркуляционные трубы диаметром 79/89 мм, изготовленные из молибденовой стали (на паровозах выпуска до 1934 года включительно, сталь была углеродистой, а диаметр труб составлял 80/89 мм). На первых паровозах нижние оси (концы) данных труб находились на одной высоте — 490 мм, но начиная с паровозов второго выпуска, нижние концы крайних труб стали располагаться на высоте 606 мм, а средние — 568 мм, что позволило увеличить подсводовое пространство. В нижней части топки расположена колосниковая решётка, состоящая из 32 качающихся плит — колосников, установленных в двух рядах и расположенных поперёк топки. В средней части колосниковой решётки имеется опрокидывающийся клапан, который предназначен для периодической очистки решётки от шлака. Для сбора шлака и золы под топкой установлен специальный бункер — зольник. Шуровочное отверстие (служит для заброса топлива в топку) имеет прямоугольную форму, его размеры — 635 на 650 мм. Из-за больших размеров, вследствие чего конструкция получает большие температурные удлинения, почти половина распорных связей топки (886 из 1812 шт), в том числе и все связи камеры догорания (340 шт), поставлены гибкими по системе Тэта. Каждая из таких связей представляет собой стержень диаметром 20 мм, материал — сталь марки Ст1. С котлом топку соединяют: в нижней части — 20 лапчатых связей (диаметр 35 мм), в верхней — 560 анкерных болтов (диаметр 24 мм), 56 из которых имеют шарнирную конструкцию (диаметр у таких болтов снижен до 20 мм), а в лобовой части — 20 (с 1935 — 18) тяжей (диаметр 38 мм, с 1935 года — 39 мм)[3].

Цилиндрическая часть

Цилиндрическая часть котла состоит из 4-х барабанов, соединённых внахлёстку по телескопической схеме (первый (передний) барабан, вставлен во второй, второй — в третий и так далее). Первый, второй и четвёртый барабаны изготовлены цилиндрическими, а третий ― полуконическим, так как он является переходным между барабаном передней части котла (диаметр 1875 мм) и более широким барабаном задней части (диаметр 2082 мм), обхватывающим камеру догорания и являющимся продолжением кожуха топки. Толщина стенок барабанов составляет от 19 до 21,5 мм. Между собой барабаны соединяются на заклёпках (диаметр 29 мм) в 2 ряда, а поперечные швы соединяются заклёпками в 4 ряда и дополнительно укрепляются электросваркой и специальными накладками. Передняя трубчатая решётка имеет толщину в 16 мм и крепиться к первому барабану одним рядом заклёпок (диаметр 25 мм). Общая длина цилиндрической части котла (между трубчатыми решётками) составляет 5970 мм[4].

На первом барабане установлен цельноштампованный (на ФД20-1 — сварной) сухопарник, высота которого составляет 560 мм, а наибольший диаметр — 865 мм (по нижней части, к верху диаметр уменьшается до 840 мм). Толщина стенок колпака составляет 20—22 мм, к барабану он крепится с помощью 2 рядов заклёпок. Основная испаряющая поверхность котла образована дымогарными трубами, длина которых составляет 5,97 м при диаметре 57х51 мм. Их число на паровозах ФД20 и ФД21 отличается, что связано с изменением конструкции пароперегревателя. Так на паровозах ФД20 установлено 44 трубы, а на ФД21 — 98[1][4].

Пароперегреватель

Пароперегреватель Элеско-Е

На первых паровозах серии ФД (ФД20) был установлен пароперегреватель системы Элеско тип Е (Elesco Type E, Элеско-Е). Каждый элемент такого преобразователя представлял собой 2 трубы диаметром 23х29 мм, помещённые в дымогарную трубу (последняя при этом называлась уже жаровой, так как являлась одним из элементов пароперегревателя) диаметром 80,5х74 мм (в зоне с пароперегревательными трубками они расширялись до 89х82,5 мм). Всего на паровозах ФД20 было установлено 130 жаровых труб[5]. Одним из недостатков данного пароперегревателя являлась меньшая температура перегретого пара — 337 °C, против 349°, как у пароперегревателя системы Шмидта (паровозы Оп и Оч, С), или 370°, как у пароперегревателя системы Чусова (паровозы Эу и Су), поэтому на поздних паровозах (ФД21) стали устанавливать пароперегреватель типа Л40 системы Чусова. Каждый элемент этого пароперегревателя представлял собой жаровую трубу диаметром 143х152 мм, в которую были помещены 6 трубок диаметром 24х30 мм, то есть пароперегреватель Л40 являлся однооборотным 6-трубным (Элеско-Е был однооборотным 2-трубным). На паровозах ФД21 пароперегреватель состоял из 40 таких жаровых труб. С 1948 года на паровозах ФД20 пароперегреватель Элеско-Е стали заменять на Л40[1][5].

Дымовая коробка

Дымовая коробка паровоза ФД

Дымовая коробка паровоза ФД собрана из 2-х листов с подклёпкой третьего. В ней располагается пяти- (паровозы с пароперегревателем Элеско-Е), либо шестиклапанный (паровозы с пароперегревателем Л40) регулятор,[1] поставленный за пароперегревателем, что, создавая постоянное заполнение элементов паром, предупреждает перегревание элементов и даёт возможность машине работать перегретым паром непосредственно вслед за открытием регулятора[6]. Для создания тяги воздуха в топке, в дымовой коробке установлен конус. На паровозах ФД применялся круглый конус постоянного сечения с 4 выхлопными отверстиями и с раздельным выходом пара от каждого цилиндра (по 2 выхлопных отверстия на цилиндр). Это было сделано для того, чтобы выхлопы пара из каждого цилиндра машины не смешивались (выхлопы из цилиндров выходят относительно друг друга с некоторой разницей во времени), что позволяло дополнительно повысить тягу воздуха и тем самым увеличить мощность локомотива[7]. Как видно на рисунке, дымовая труба наполовину утоплена в дымовую коробку. Это связано с тем, что длина трубы была принята равной 1337 мм (необходимо для создания нужной тяги воздуха), но из-за габаритных ограничений по высоте её оказалось невозможным разместить целиком над коробкой[8].

Паровая машина

Вид на паровые цилиндры и парораспределительный механизм

Двигателем паровоза ФД является простая двухцилиндровая паровая машина с диаметром цилиндров 670 мм и ходом поршня 770 мм. Основным отличием данной машины от машин всех ранее выпущенных российских и советских паровозов является применение «ограниченной отсечки», то есть, если у предыдущих советских паровозов величина отсечки могла достигать 75—85 %, то у ФД она составляла не более 60 %. С точки зрения экономии, такая низкая отсечка нерациональна, однако в противном случае, пришлось бы увеличивать размах золотников, что в свою очередь привело бы к чрезмерному удлинению кулисы и, как следствие, повышению её массы. И именно для снижения громоздкости кулисы, конструкторы были вынуждены несколько снизить экономичность машины путём ограничения величины наибольшего впуска в 60 %. Однако так как такая низкая величина заполнения цилиндров существенно осложняет трогание с места (особенно под тяжёлым поездом), то в золотниковых втулках были специально предусмотрены, в виде щелей, дополнительные впускные каналы[9].

Цилиндры и поршни

Цилиндры были выполнены блочного типа и отливались (материал — мягкая сталь ЛСт1) в виде полублоков заодно с камерами для золотников и опорами для котла. Оба полублока отливаются по одной модели, то есть взаимозаменяемы. Единый блок эти полублоки соединяются с помощью друг с другом с помощью призонных стальных цементированных болтов с величиной резьбы 1,5” и 1,375”. Полученный блок устанавливается сверху на раму (полотна рамы в этом месте имеют вид консоли) таким образом, чтобы продольные оси цилиндров были расположены горизонтально и по высоте были выше осей движущих колёс на 50 мм (необходимо для вписывания в габарит продувательных клапанов цилиндров). К раме блок цилиндров крепится с помощью клиньев (после окончательной установки их приваривают к цилиндрам) и 12 стальных цементированных призонных болтов с диаметром резьбы 1,375”. Сверху блок имеет седло с цилиндрической поверхностью, на которое опирается дымовая коробка котла (закрепляется на опоре с помощью 58 болтов диаметром 1,125”)[9][10].

Толщина цилиндрических крышек составляет 22 мм, к блоку каждая из них крепится с помощью 28 шпилек диаметром 1,125”. Длина мёртвого пространства в передней части составляет 15,5 мм, в задней — 15 мм. Выхлопные трубы с внутренним диаметром 275 мм имеют внешнее расположение, что позволило упростить конструкцию полублоков. Поршни, как и на созданных ранее пассажирских паровозах серии М, выполнены без контрштоков, что позволило значительно упростить конструкцию передних цилиндрических крышек, а также снизить силы инерции неуравновешенной массы движущего механизма. Поршни машины выполнены из стали, но нижняя часть укреплена с помощью чугунной накладки. Для увеличения паронепроницаемости, по окружности каждого поршня установлены 2 поршневых кольца системы Штарева. Длина поршня составляет 129 мм, диаметр — 658 мм (по поршневым кольцам — 670 мм). Скалка (шток) поршня имеет длину 1401 мм, при диаметре 120 мм[9].

Экипажная часть

Ходовая часть паровоза состоит из главной рамы и двух одноосных тележек (бегунковая и поддерживающая). Главная рама брусковая, собранная из стальных (марки Ст-5) прокатных брусков толщиной 125 мм[11]. В отличие от ранее применявшихся листовых рам, данный тип рамы позволил применить на паровозе блочную конструкцию цилиндров, которые были проще в производстве, и она более жёсткая в горизонтальном направлении, что позволило уменьшить число междурамных скреплений, тем самым упростив её конструкцию. В передней части рамы размещается буферный брус, выполненный в виде массивной отливки и служащий в качестве опоры для бегунковой тележки и для размещения ударно-тяговых приборов (винтовая упряжь и буферы, либо автосцепка СА-3). Также он является передним междурамным скреплением. Следующим междурамным скреплением являются блочные цилиндры, которые скрепляются между собой с рамой локомотива болтами. За пятой движущей колёсной парой основные брусья рамы оканчиваются, их дальнейшим продолжением является хвостовик, собранный из двух прокатных плит толщиной 57 мм. К основной раме хвостовик крепиться с помощью болтов толщиной 33 мм. В задней части хвостовика расположен стяжной ящик, который служит для соединения паровоза с тендером. Также стяжной ящик является задним междурамным скреплением. Помимо этого, боковины рамы соединены ещё несколькими промежуточными скреплениями, одно из которых (которое расположено у первой движущей оси) служит опорой для шкворня бегунковой тележки[12].

Вид на движущие колёса (колёсный центр ведущего колеса дисковый, остальные — спицевые) и паровой котёл паровоза ФД

Колёсные пары паровоза выполнены бандажными с толщиной бандажа 75 мм[13]. Первоначально движущие колёсные пары имели спицевые колёсные центры, но с № 2000 их стали выполнять дисковыми, что позволило снизить их вес, а также уменьшить количество свинца в противовесах[1]. Ведущей колёсной парой является третья движущая ось — на неё непосредственно передаётся усилие от паровой машины. Для лучшего вписывания в кривые передняя и задняя тележки (обе были системы Бисселя) имеют возможность отклонения от продольной оси локомотива в пределах ±125 мм (по крайним точкам), разбег первой и пятой движущих осей составляет 25 мм, а третья движущая (ведущая) ось не имеет гребней. Таким образом, жёсткая база паровоза (расстояние между 2-й и 4-й движущими колёсными парами) составляет 3250 мм[14][15] Также на первой и пятой движущих осях первоначально были установлены возвращающие устройства (позволяли снизить «виляние» локомотива), но № 2500 их перестали устанавливать (из-за них быстро нарастал прокат колёсных пар)[1].

Рессорное подвешивание паровоза одинарное 3-точечное (статически определимое). Первую точку подвешивания образуют рессоры подвешивания бегунковой и двух первых движущих осей, которые соединены между собой продольными и одним поперечным (перед первой движущей колёсной парой) балансирами. Другие две точки образуют рессоры подвешивания правой и левой сторон третьей, четвёртой и пятой движущих колёсных пар и задней поддерживающей оси, соединённые продольными балансирами. Все рессоры размещены над буксами, образуя таким образом верхнее рессорное подвешивание. В подвешивании бегунковой оси применены пружинные рессоры, в подвешивании остальных осей — листовые[1][16].

Тендер

На первом паровозе серии (ФД20-1) тендер был 4-осным (экипажная часть состояла из 2 двухосных тележек) длиной по буферам 10 070 мм. По конструкции он был сходен с большинством тендеров советских паровозов того времени, но благодаря бо́льшим осевым нагрузкам имел бо́льшую грузоподъёмность. Он вмещал 32 м³ воды и 12 т угля (4-осный тендер паровоза Су вмещал 23 м³ воды и 7 т угля). Также на нём впервые в советском паровозостроении был установлен механический углеподатчик (стокер). Так как запасов воды и топлива, перевозимых в 4-осном тендере для нового паровоза было уже недостаточно, то впервые в Советском союзе был создан 6-осный (на 2 трёхосных тележках) тендер, который был прицеплен к паровозу ФД20-2. Этот тендер (он получил обозначение Тип 17) уже вмещал 44 м³ воды и 22 т угля, а его длина составляла 13 090 мм. Впоследствии этот тендер прицепляли и ко всем серийным паровозам серии ФД, а также к паровозам серии ИС[1][17]. В 1936 году на Ворошиловградском паровозостроительном заводе специально для паровозов серии ИС создали 6-осный тендер новой конструкции, который получил обозначение 6П и в том же году его стали прицеплять к паровозам ИС и ФД. По сравнению с тендером типа 17 он был на 545 мм короче, но при этом была увеличена вместимость его водных баков (до 49 м³). Также у его колёс был уменьшен диаметр (с 1 050 до 900 мм), что в зимнее время приводило к шелушению поверхности катания и к преждевременной обточке колёсных пар[18].

Для механической подачи угля в топку на тендерах первоначально устанавливали стокер типа ЦЛПБ-1. Данный стокер по конструкции был аналогичен стокерам системы «Стандарт Би-Кэй», которые применялись на американских паровозах (в том числе на паровозах Та и Тб). Стокер размещался внизу угольного ящика и перемещал уголь в топку с помощью винтового конвейера, приводом которого служила тихоходная паровая машина мощностью 20 л. с. Пар на машину поступал от паровоза по гибкому паропроводу. За 1 час стокер мог подать в топку 10—12 т угля. В процессе выпуска данный стокер подвергся небольшим изменениям конструкции, вследствие чего получил новое обозначение — С-1 (система Чусова). Общая масса стокера ЦЛПБ-1 (С-1) составляла около 2 т[19]. В послевоенные годы часть паровозов ФД была подвергнута переделке на нефтяное отопление (паровозы при этом получали обозначение серии ФДн), при этом стокеры с этих паровозов были сняты[1].

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Раков В. А. Паровозы серии ФД // Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955. — 1995. — С. 272—276.
  2. ↑ Сыромятников С. П. Топка и кожух топки // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 77—78.
  3. 1 2 Топка // Паровозы ФД-ИС. — С. 13—28.
  4. 1 2 Цилиндрическая часть котла // Паровозы ФД-ИС. — С. 28—34.
  5. 1 2 Сыромятников С. П. Пароперегреватель системы Элеско // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 286—288.
  6. ↑ Паровозы серии ФД // Руководство паровозному машинисту. — 1944. — С. 49.
  7. ↑ Сыромятников С. П. Аппарат тяги газов сгорания // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 209—216.
  8. ↑ Сыромятников С. П. Аппарат тяги газов сгорания // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 196—197.
  9. 1 2 3 Паровая машина // Паровозы ФД-ИС. — С. 152 — 184.
  10. ↑ Сыромятников С. П. Паровые цилиндры // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 45.
  11. ↑ Сыромятников С. П. Рама паровоза и её части // Курс паровозов. — 1937. — Т. 2. — С. 214.
  12. ↑ Сыромятников С. П. Рама паровоза и её части // Курс паровозов. — 1937. — Т. 2. — С. 216—219.
  13. ↑ Сыромятников С. П. Скат // Курс паровозов. — 1937. — Т. 2. — С. 286.
  14. ↑ .Альбом схем паровозов и паспортов. — 1935. — С. 90-91.
  15. ↑ Сыромятников С. П. Общее устройство частей экипажа // Курс паровозов. — 1937. — Т. 2. — С. 213.
  16. ↑ Сыромятников С. П. Рессорное подвешивание // Курс паровозов. — 1937. — Т. 2. — С. 248—249.
  17. ↑ Альбом схем паровозов и паспортов. — 1935. — С. 179, 181.
  18. ↑ Раков В. А. Паровозы серии ИС // Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955. — 1995. — С. 294—297.
  19. ↑ Сыромятников С. П. Стокер // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 209—216.

Литература

  • Д. Е. Богданов, М. А. Грач, Н. А. Максимов и др. Паровоз Феликс Дзержинский: Расчёты, конструирование, основные моменты постройки и испытания товарных паровозов типа 1-5-1 серии ФД / Редбюро Локомотивопроекта. — Москва: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1934 (1935). — 944 с.
  • И. А. Грач. Паровозы ФД - ИС: Устройство и уход / Редбюро Локомотивопроекта. — Ленинград: ФЗУ им. КИМа (типография «Коминтерн»), 1935. — XV, 395 с.
  • В.А. Раков. Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955. — 2-е, переработанное и дополненное. — Москва: «Транспорт», 1995. — ISBN 5-277-00821-7.
  • И. М. Струженцов. Конструкции паровозов. — Центральное управление учебными заведениями. — Москва: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1937.
  • Под ред. С. П. Сыромятникова. Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта. — Центральное управление учебными заведениями. — Москва: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1937. — Т. 1 и 2.
  • Техническая энциклопедия / ОГИЗ РСФСР. — Москва, 1931. — Т. 15.
  • Альбом схем паровозов и паспортов / НКПС-СССР. Центральное управление паровозного хозяйства. — Москва: Фабрика наглядных учебных пособий НКПС (типография «Гудок»), 1935.

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии