Раздел III. ПАРОВАЯ МАШИНА ПАРОВОЗА

В задних цилиндровых и золотниковых крышках в местах прохода скалок для предупреждения пропуска пара ставят уплотняющие сальники. На паровозах, имеющих поршни с контр-c. калками, сальники ставят и в передних крышках.

На паровозах, работавших насыщенным (неперегретым) паром, устанавливали сальники с мягкой набивкой в виде плетенки из промасленного асбеста или пеньки.
Для смазывания скалки во фланце сальника располагали фитильную масленку.

На паровозах, работающих перегретым паром, из-за высокой температуры устанавливают сальники с металлической набивкой.
В настоящее время на всех паровозах применяют лабиринтные сальники с чугунными уплотняющими кольцами конструкции ЦНИИ МПС (рис. 125). Эти сальники более совершенны по конструкции, хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации, дешевы в изготовлении и дают экономию дефицитной свинцовистой бронзы, расходуемой в одноколейных сальниках.

Лабиринтные сальники обладают способностью самоуплотнения по мере износа чугунных колец. Пар, проходя последовательно три одинаковые камеры сальника, постепенно теряет давление. Кроме того, уплотняющие кольца лабиринтного сальника оказывают на скалку меньшее удельное давление, чем уплотняющее кольцо применявшегося одноколейного сальника, и поэтому уменьшается износ скалок.

Лабиринтный сальник задней цилиндровой крышки паровоза Л В, показанный на рис. 125, имеет шесть чугунных уплотняющих колец 2, каждое из которых состоит из четырех секций, имеющих косые срезы (см. схему), и охвачено браслетной пружиной 1. Каждая пара колец заключена в обойму 3. Обоймы с кольцами вставлены в гнездо цилиндровой крышки. Через упорное кольцо 4 обоймы и кольца зажаты в гнезде фланцем 5 при помощи шпилек и гаек. В выточку фланца 5 закладывают асбестовую набивку 8, которая удерживается крышкой 6 и полукольцами 7. Смазка к сальнику подается через штуцер 9 и канал во фланце 5 сальника.

Для того чтобы уплотняющие кольца имели свободу для радиального перемещения, между установленными в каждой обойме кольцами и торцовой поверхностью смежной обоймы при сборке должен быть обеспечен суммарный зазор, равный 0,14 — 0,28 мм (на рис. 125 зазор М). Уплотняющие кольца изготовляют из специального чугуна, а обоймы и упорное кольцо — из чугуна марки СЧ 18-36. Браслетные пружины/ изготовляют из жаростойкой легированной проволоки марки 50ХФА. При высокой температуре перегретого пара она не теряет своих упругих свойств.

Лабиринтные сальники смазываются от пресс-масленки через маслораспределители. Лабиринтный сальник паровоза ТЭ отличается от описанного тем, что его собирают в специальный разъемный корпус, который вкладывают в горловину крышки, а уплотняющие чугунные кольца имеют другой разрез.

Паровозы всех серий сейчас оборудованы лабиринтными золотниковыми сальниками с чуянными уплотняющими кольцами. На рис. 126 показал лабиринтный золотниковый сальник, установленный на задней крышке паровоза П36. По конструкции он идентичен поршневому лабиринтному сальнику, однако имеет лишь одну камеру.

В горловине золотниковой крышки установлена обойма 1, в которой расположены два разрезных уплотняющих кольца 3, охватываемых браслетной пружиной 2. Через промежуточное упорное кольцо 5 фланцем 4, шпильками и гайками сальник зажимается в горловине золотниковой крышки. В выточке фланца заложено асбестовое уплотнение 6. Разрезы уплотняющих колец, материал колец, пружин и других деталей аналогичны поршневым лабиринтным сальникам. В передней. золотниковой крышке для направления контрскалки установлена бронзовая или чугунная втулка.

Во время стоянки паровоза в цилиндрах может скопиться значительное количество воды, которая образуется вследствие конденсации пара. Кроме того, вода в цилиндры может попасть также при уносе ее с паром из котла, что бывает при резком открытии регулятора, слишком высоком уровне воды или загрязненной котловой воде. Скопившуюся воду необходимо своевременно удалять из цилиндров. Если этого не делать, то при наличии воды в цилиндре в момент подхода поршня к крайнему положению может произойти гидравлический удар, часто влекущий повреждение деталей движущего механизма.

Для удаления воды из цилиндра и золотниковой камеры устанавливают продувательные клапаны. Для паровозов ряда серий принят унифицированный продувательный клапан (рис. 127) с ручным рычажным приводом. Против каждого отверстия в передней и задней частях цилиндра, внизу, на чечевицеобразном прокладном кольце и шпильках ставят фланец 1. Во фланец ввернут корпус 3, в котором установлен клапан 2 с хвостовиком. В нижней части корпус имеет прямоугольную прорезь, через которую проходит поводок 5 привода. На рисунке клапан показан в закрытом положении, когда поводок своим вырезом расположен под клапаном.

Для открытия клапана сдвигают поводок при помощи привода, выведенного в будку машиниста. Сдвигаясь, поводок 5 своей кромкой будет упираться в хвостовик, поднимать клапан и открывать отверстие для выхода воды из' цилиндра. Кроме двух крайних клапанов, продувающих цилиндр, в средней части цилиндра ставят два продувательных клапана, соединенных трубками с полостью золотниковой камеры. Эти клапаны установлены на одном фланце. Все четыре клапана открывают и закрывают одним поводком, имеющим против каждого из клапанов вырез.
На паровозах ФД, Л, ЛВ, Е^а, Е^м, П36 применяют более совершенные продувательные клапаны с воздушным приводом (рис. 128). В корпусе 1 установлены два конусных гнезда 6 и 7. В них помещен шариковый клапан (шарик) 8 диаметром 32 мм. Оба гнезда зажаты нажимной пробкой 9, ввернутой в корпус. Пробка закрыта колпачком 10.
С другой стороны корпуса размещен поршенек 4, закрытый снаружи упорной пробкой 3. Пружиной 5 поршенек прижат к упорной пробке. Корпус клапана при помощи штуцера 2 ввинчен в отверстие цилиндра. На рис. 128 продувательный клапан изображен в открытом положении, т. е. при закрытом регуляторе (пар в цилиндре отсутствует). В этом случае вода из цилиндра проходит через штуцер 2 и далее по каналу, имеющемуся в приливе а, попадает в отверстия нажимной пробки, откуда, минуя гнезда 6 и 7, по выпускному каналу в вытекает наружу.

Как только из цилиндра в клапан пройдет пар, он прижмет шарик к внутреннему гнезду 6 и закроет выход в атмосферу. В таком положении находится клапан при работе цилиндра с паром.

Для того чтобы открыть клапан, когда в цилиндре находится пар, и удалить из цилиндра скопившуюся воду, в будке машиниста поворачивают кран и открывают доступ воздуха через отросток б в камеру между поршеньком и упорной пробкой. Под действием сжатого воздуха, преодолевая усилие пружины, поршенек сдвигается влево, своим хвостовиком отжимает шарик от внутреннего гнезда и таким образом открывает выходное отверстие.

При движении паровоза без пара, когда в цилиндре образуется разрежение, шарик перекатывается к наружному гнезду -7 и закрывает отверстие, чем предотвращается подсос пыли и песка в цилиндр паровой машины.

Во избежание повреждения цилиндра и движущего механизма при скоплении воды в цилиндре, когда продувательные клапаны закрыты, на передней и задней крышках цилиндров паровозов более ранней постройки установлены предохранительные клапаны.
Предохранительный клапан цилиндров паровозов ФД (рис. 129) имеет штуцер 1, на который навинчен корпус 3. В корпусе установлен клапан 7, который пружиной 4 стержня 2 прижат к притирочной ленте штуцера. Сверху корпуса ввернута регулирующая гайка 5.
Пружина клапана отрегулирована на котловое давление плюс 1 кГ/см². В случае превышения этого давления в результате скопления воды в цилиндре вода отжимает клапан с пружиной и выходит наружу. Такой предохранительный клапан вследствие небольшого проходного сечения (55 мм) не может гарантировать от повреждения цилиндр или детали движущего механизма. Поэтому в эксплуатации нельзя допускать скопления воды в цилиндре или «бросания» ее из котла в машину. На паровозах последней постройки предохранительные клапаны не ставят. На паровозах Л разрешена постановка предохранительных клапанов на цилиндрах. Кроме продувательных и предохранительных клапанов, на цилиндрах устанавливают обратные клапаны для смазки и маслораспределители.

При помощи ползуна поршневая скалка соединена с передней головкой ведущего дышла. Для направления движения ползуна и связанного с ним поршня служит параллель. На паровозах применяют несколько типов ползунов и параллелей:

• ползун двухплоскостной симметричный с двумя параллелями (рис. 130,а), установлен на паровозах О;
• ползун двухплоскостной с одной параллелью (рис. 130, б), установлен на паровозах Э, СО, ТЭ, Еа;
• ползун двухплоскостной несимметричный с двумя параллелями (рис. 130, в), установлен на паровозах Ем;
• ползун многоплоскостной с одной параллелью (рис. 130, г) установлен на паровозах, ФД, Л, Л В, П36.

Двухплоскостной ползун (рис. 131) с одной параллелью установлен на паровозах средней мощности. Корпус ползуна 3 представляет собой стальную отливку. В верхней части его установлены нижний 4 и верхний 7 вкладыши, изготовленные из сплава ЦАМ. или стальные, армированные сплавом ЦАМ. Раньше вкладыши 4 7 имели продольные и торцовые буртики. Однако из-за быстрого износа и излома этих буртиков они были отменены и вместо них введены боковые вкладыши и торцовые упоры. Боковые стальные вкладыши 5 укреплены к стенкам ползуна болтами с потайной головкой и прилегают к боковым плоскостям параллели.

Вплотную к верхнему вкладышу поставлена крышка 9, которая болтами 8 прикреплена к корпусу ползуна, удерживая таким образом ползун на параллели. При помощи болтов с потайной головкой 21 нижний вкладыш прикреплен к корпусу ползуна, а верхний болтами 23 — к крышке-
Для удержания верхнего и нижнего рабочих вкладышей к корпусу ползуна и к крышке его с торцов приварены упоры 22. Боковые вкладыши удерживаются в корпусе торцовыми буртами.
На крышке установлены две масленки, откуда смазка через отверстия в крышке и вкладыше поступает на верхшою рабочую поверхность параллели и вкладыш 7. Из масленки// по каналам смазка подается на нижнюю плоскость параллели и нижний вкладыш 4, а также к передней головке дышла. Во вкладышах сделаны канавки для заполнения смазкой всей поверхности. Подача смазки к боковым вкладышам производится по трубкам, проложенным в боковых выемках параллели.

В передней части корпус ползуна имеет цилиндрическую тумбу с конусным отверстием, в которое запрессовывают головку поршневой скалки. Для укрепления соединения скалки с ползуном в тумбе и конусной головке скалки сделано наклонное отверстие, куда забивают клин 12. Отверстие в тумбе и головка скалки имеют конусность 1:15. Одна сторона клина имеет уклон, который на большинстве паровозов равен 1:25. Клин 12 забивают таким образом, чтобы прямая грань его была обращена в сторону цилиндра и упиралась в торцовые скругления отверстий в тумбе ползуна. Противоположная, т. е. наклонная, грань клина в это время войдет в соприкосновение с наклонной стенкой отверстия в головке скалки и по мере забивания клина головки будет затягиваться в конусное отверстие тумбы.

В средней части корпуса ползуна (в его щеках) сделаны отверстия, куда вставлен валик 1, соединяющий ползун с передней головкой поршневого дышла, которая заводится между щеками ползуна. На паровозах СО, Э, Су, ФД и др. принят унифицированный валик ползуна.

Двухконусный валик 1 в наружной щеке ползуна центрируется конусной разрезной втулкой 17, которая прижата планкой 16, шпильками 15 и гайками. Валик 1 имеет центральное отверстие, куда через масленку 14 и штуцер 13 запрессовывают твердую смазку. Два радиальных отверстия дают смазке выход на наружную поверхность валика. Для удержания валика от вращения ставят шпонку 2. Для прикрепления к ползуну тяги маятника 20 заодно с корпусом ползуна отлиты хвостовики 18, в проушины которых вставлен поводок 19.
Двухплоскостной симметричный ползун паровоза серии Су имеет стальной литой корпус, к которому потайными винтами и болтами прикреплены два, изготовленных из сплава ЦАМ, вкладыша, которыми ползун скользит по параллелям. Тумба ползуна соединена со скалкой при помощи клина. Ползун имеет унифицированный валик, который конусом входит во внутреннюю щеку ползуна; на наружный конус валика поставлена разрезная втулка, входящая в наружную щеку ползуна и прижимаемая планкой. На наружной стенке ползуна при помощи шпилек укреплен отъемный поводок маятника. Для смазывания нижнего вкладыша ползун имеет масленки. Верхний вкладыш смазывается из масленок, укрепленных на балке верхней параллели.

Двухплоскостной ползун с двумя параллелями паровоза Ем (рис. 132) имеет бронзовый или стальной армированный башмак, который установлен между параллелями и соединен болтами со щеками ползуна. Как видно из рис. 132, нижняя параллель охватывается ползуном и имеет три рабочие поверхности: верхнюю, и две боковые. Верхняя параллель имеет только одну рабочую поверхность — нижнюю.
На более мощных паровозах, где от поршня через ползун и ведущее дышло на палец кривошипа передается большое усилие, установлены многоплоскостные ползуны. Стальной корпус многоплоскостного ползуна паровоза ФД в верхней части имеет выфрезерованные рабочие поверхности, которыми ползун опирается на соответствующие плоскости параллели. Рабочие поверхности ползуна армировались латунью Л62 и заливались баббитом марки Б16. Однако сейчас заливку ползуна производят менее дефицитным и более дешевым антифрикционным сплавом ЦАМ 9-1,5. Основные элементы этого сплава: алюминий—8,0—11%; медь—1,0—2,0%; магний —0,03—0,06 %; цинк — остальное.

Преимуществом такого ползуна является небольшое удельное давление в месте соприкосновения плоскостей ползуна и параллели, сравнительно небольшой вес, а также то, что внутренние рабочие поверхности ползуна лучше защищены от пыли и грязи. Однако обработка рабочих плоскостей ползуна и параллели представляет довольно сложную операцию.
Наружный конец валика, соединяющего ползун с шатуном, заканчивается цапфой, на которую надевают тягу маятника. Радиальные смазочные отверстия просверлены в валике как в месте посадки головки ведущего дышла, так и в цапфе для тяги маятника. На внутренних поверхностях щек ползуна поставлены стальные армированные латунью шайбы, которые предохраняют стальные поверхности передней головки дышла от износа.

Ползун паровозов Л и Л В (рис. 133) представляет собой массивную стальную отливку, верхняя часть которой имеет в поперечном сечении Г-образную форму. Эта часть ползуна при монтаже входит в соответствующий по форме паз параллели. Поверхности этой части ползуна заливались слоем баббита Б16 толщиной 3 мм. Вместо баббита введена заливка антифрикционным цинковым сплавом ЦАМ 9-1,5. Для лучшего удержания заливки в полках ползуна сделаны сверления, которые заполняют сплавом.
Заливку ползуна сплавом ЦАМ 9-1,5 обычно производят с так называемым металлургическим способом крепления. После соответствующей очистки и подготовки полки ползуна погружают в ванну с расплавленным цинком с температурой 500—550°С и таким образом оцинковывают поверхности полок. После оцинковывания при помощи предварительно подогретой формы ползун заливают сплавом, нагретым до температуры 450—480°С.
Корпус ползуна 1 соединен со скалкой поршня клином 5. С поршневым дышлом ползун соединен валиком 7. Во внутренней стенке ползуна валик имеет конусную посадку, а с наружной стороны закреплен конусной разрезной втулкой 4, корончатой гайкой 6 и штифтом 11. Однако при ремонте заводской валик заменяют унифицированным, изображенным на рис. 131.

Соединение ползуна с передней головкой шатуна осуществлено при помощи игольчатого подшипника 12. Внутреннее кольцо подшипника запрессовано на валик 7, наружное — в головку дышла. Поперечное перемещение подшипника ограничивается боковыми приставочными кольцами 3. Между внутренними стенками ползуна и головкой шатуна поставлены армированные шайбы 2, предохраняющие эти детали от трения. Со стороны головки дышла эти шайбы имеют латунную наплавку толщиной 2 мм.

Валик ползуна сделан полым, что облегчает его, а образовавшуюся полость используют для заполнения смазкой. С внутренней стороны эта полость закрыта пробкой 14, которая удерживается пружинным кольцом. С наружной стороны в валик завинчен штуцер 8 с масленкой 9 для твердой смазки и приварной шайбой 10, предотвращающей попадание грязи в полость валика. Для подачи смазки к игольчатому подшипнику в валике 7 и внутреннем кольце подшипника просверлены радиальные отверстия. Прилив нижней части ползуна имеет конусное отверстие, в которое вставлен палец 13 поводка маятника.
Ползун паровоза П36 по своим конструктивным формам мало отличается от ползуна паровозов Л и ЛВ. Однако у ползуна паровоза П36 верхние рабочие плоскости выполнены в виде отъемной поползушки, которая присоединяется к корпусу шестью коническими болтами. Для прочности соединения в корпусе сделан паз в виде ласточкина хвоста, куда входит соответствующей формы хвостовик поползушки.

Такая конструкция дает возможность отнимать попол-зушку для ремонта, не снимая всего ползуна. Трущиеся поверхности поползушки заливают антифрикционным сплавом ЦАМ. 9-1,5, обеспечивающим высокую износоустойчивость. В отличие от паровозов Л и ЛВ соединение пальца с тягой поводка маятника на паровозе П36 осуществлено при помощи двух однорядных игольчатых подшипников, внутренние кольца которых посажены на цапфу пальца, а наружные — в головку тяги.
Игольчатый двухрядный подшипник № 884724 для соединения ползуна с шатуном (рис. 134) имеет внутреннее кольцо 1, которое надевают на валик ползуна после подогрева в масле до температуры 100°С с натягом 0,03—0,04 мм, иглы 2 диаметром 5 мм и длиной 50 мм (182 шт.), наружное кольцо 3, запрессованное в головку шатуна, промежуточное кольцо 4, установленное между рядами иголок, и боковые приставочные кольца 5, удерживающие иголки в корпусе подшипника. Иглы подшипника изготовлены из стали марки ШХ6, остальные детали — из стали марки ШХ15. Все детали подшипника закалены.
Корпус ползуна отлит из стали марки 25ЛШ или 25ЛП, валик ползуна и палец поводка изготовлены из стали марки 40 или 40У, такие детали, как клин, конусная втулка и гайка валика,— из стали марки Ст5.

Параллель паровозов Э, СО, ТЭ, Е^а и др. представляет собой балку прямоугольного или двутаврового сечения (рис. 135).

Передним уширенным концом параллель опирается на прилив 1, сделанный в задней цилиндровой крышке, и прикреплена к нему двумя болтами 2. Задним концом она прикреплена двумя болтами 3 к кронштейну 4, установленному на параллельной раме. Среднюю рабочую часть параллели шлифуют, остальную обрабатывают более грубо. При установке на ползуне боковых вкладышей выемки в нерабочей части параллели заделывают приваркой наделков и производят чистовую обработку боковых поверхностей. Кроме того, на параллели устанавливают масленку, от которой проводят трубки на боковые плоскости параллели или подводят смазку от централизованной системы. В месте крепления параллели к цилиндровой крышке и к кронштейну ставят набор сменных прокладок 5 толщиной от 0,2 до 1 мм. Чтобы дать возможность параллели при нагревании удлиняться, отверстия в заднем конце делают овальными.

При двухплоскостном симметричном ползуне с каждой стороны паровоза ставят по две параллели. На паровозе Су установлены специальные балки, к которым прикрепляют болтами собственно параллели.

Многоплоскостная параллель паровоза ФД состоит из двух половин, которые соединены между собой десятью болтами. В каждой половине профрезерованы и отшлифованы два паза, образующих рабочие плоскости параллели. По этим плоскостям скользят рабочие плоскости ползуна. Передним концом при помощи двух болтов параллель прикреплена к приливу передней цилиндровой крышки, а задним — также двумя болтами к параллельной раме.

Смазывание рабочих плоскостей параллели осуществляется от фитильной масленки, установленной на параллели, а также от пресс-масленки. Для подвода смазки от пресс-масленки посередине параллели сделано вертикальное отверстие, от которого идут наклонные каналы на каждую ее половину, кроме того, просверлены смазочные отверстия в полках параллели.

В многоплоскостной параллели за счет увеличения числа плоскостей увеличена поверхность трения и, следовательно, уменьшено удельное давление. Это позволило применить взамен бронзовых вкладышей более мягкую заливку ползуна и снизить износ параллелей по сравнению с другими типами.

Параллель паровоза Л (рис. 136) изготовлена цельной и в отличие от параллели паровозов ФД имеет один профрезерованный паз. До последнего времени параллель паровоза Л сзади жестко прикрепляли болтами к кулисному кронштейну (прикрепленному к параллельной раме), а впереди при помощи скобы крепили к приливу задней цилиндровой крышки таким образом, чтобы она могла скользить в скобе. При такой конструкции наблюдалась выработка параллели в передней части, в ней появлялись тоещи-ны, а также часто обрывались болты.

На паровозах Л, построенных начиная со второй половнны 1952 г., передний конец параллели (см. рис. 136) прикреплен к цилиндровой крышке неподвижно тремя болтами диаметром 38 мм. Задний конец имеет овальные отверстия и укреплен двумя болтами диаметром 45, мм. Смазывание производят из фитильной масленки, приваренной к параллели, и от пресс-масленки.

Параллель паровоза ЛВ по конструкции аналогична параллели паровоза Л, однако она сделана разъемной и состоит из частей, соединенных восемью болтами. Это создает удобства при ремонте параллели. Параллели паровозов Л и ЛВ в настоящее время унифицированы и изготовляют разъемными.

Параллель 2 паровоза П36 в сечении имеет такую же форму, как и параллель паровоза Л. Она изготовлена не цельной, а из трех частей (среднего бруса и двух боковых щек), соединенных восемью болтами. Средний ярус параллели подвергают электрозакалке. Укрепляют параллель своей средней частью только к параллельной раме (балке), установленной на главной раме паровоза, и не имеет связи ни с задней цилиндровой крышкой, ни с кулисным кронштейном. Это позволяет легко снимать заднюю цилиндровую крышку без разборки параллели.

Одним из преимуществ конструкции многоплоскостной параллели является то, что ползун после отсоединения от ведущего дышла и поршня может быть сдвинут назад и снят с параллели без ее разборки. Длина поршневых скалок паровозов Л, ЛВ последних выпусков позволяет при снятой передней крышке цилиндра и разъединении ползуна с дышлом выдвинуть поршень из цилиндра без разборки соединения скалки с ползуном. Это значительно облегчает осмотр и смену поршневых колец.

Параллели устанавливают строго параллельно оси цилиндров; продольные оси их должны лежать в вертикальной плоскости осей цилиндров. Регулирование установки параллелей производят добавлением или удалением сменных прокладок в местах укрепления параллелей. Изготовлены параллели из стали марки 40, 35 или Ст5.

В процессе работы паровоза вследствие трения в рабочих плоскостях вкладыши или заливка ползуна и параллель изнашиваются и зазор между ползуном и параллелью постепенно увеличивается. Увеличение этого зазора допускается до определенных пределов. Уменьшение зазора производят при двухпараллельном ползуне добавлением прокладок в местах крепления параллелей, при однопараллельном ползуне установкой прокладок под вкладыши ползуна, при многоплоскостном ползуне перезаливкой сплава на рабочих поверхностях ползуна.

Сила, возникающая от давления пара на поршень и действующая по скалке, по закону механики разлагается на две: направленную вдоль ведущего дышла и вертикальную, которая прижимает ползун к параллели. При переднем ходе паровоза вертикальная сила будет направлена вверх и в однойараллельном ползуне будет прижимать нижний вкладыш к нижней рабочей плоскости параллели. При работе паровоза на задний ход наблюдается обратное: вертикальная сила будет направлена вниз и к параллели будет прижиматься верхний вкладыш.

Ведущее (поршневое) дышло передает усилие от поршня на палец кривошипа ведущего колеса и таким образом сообщает ему вращательное движение. От ведущего колеса это усилие распределяется по остальным движущим колесам через сцепные дышла.
Общий вид дышлового механизма на паровозе Ем представлен на рис. 138. Ведущее дышло состоит из штанги двутаврового сечения, передней головки, соединяемой с ползуном, и задней головки, которая соединена с пальцем кривошипа колеса.

До недавнего времени задняя головка поршневого дышла у паровозов малой и средней мощности имела так называемый клиновой подшипник. Такой подшипник имели паровозы Э ^в/и, Е ^в/и, кроме Е^м, С^у, часть паровозов СО и др.

Задняя головка с таким клиновым подшипником имеет форму прямоугольной рамки, которая с одной стороны не замкнута. В рамке головки плотно установлен бронзовый разъемный подшипник, состоящий из двух половинок: лобовой и клиновой. На внутренней поверхности подшипника сделаны колодцы для баббитовой заливки. На концы головки надевают скобу и прижимают ее вплотную к подшипнику. Затем забивают клин, который нажимает на скобу и удерживает обе половинки подшипника с необходимой плотностью на шейке пальца кривошипа. Для удержания клина скоба имеет пряжку с прорезью. Через отверстия в клине и прорезь в пряжке пропускают два болта и закрепляют их гайками. От перемещения в поперечном направлении подшипник удерживается своими бортами.

Для подачи смазки к подшипнику в верхней части задней головки дышла выфрезерована, а на некоторых паровозах приварена масленка. В масленке имеется отверстие с ввернутой трубкой, в которую вставляют фитиль. Отверстие просверлено и в подшипнике. Масленка закрыта приварной крышкой с отверстием и пробкой для наполнения масленки смазкой. Подшипники изготовляют из бронзы марки ОЦС 5-5-5 и заливают баббитом марки БК.

В отверстии передней головки этого дышла установлен бронзовый разъемный подшипник, состоящий из двух половинок и клина. Через дышло и клин пропущен натяжной (регулировочный) болт, которым производят перемещение клина и регулировку затяжки подшипника на валике ползуна. Чтобы предотнратить самопроизвольное отвертывание болта, на головку его надета замочная планка. Подшипник передней головки выполнен без баббитовой заливки.

Смазывание подшипника и валика производят через отверстие, сделанное в головке дышла и подшипнике. При установке унифицированного валика это отверстие не делают.

На некоторых паровозах (СО, Е^а, ТЭ) применена закрытая (замкнутая) задняя головка ведущего дышла с клиновым подшипником, которая отличается большей прочностью, чем открытая головка. В результате проведенного усовершенствования и унификации задняя головка ведущих дышел паровозов Э ^в/и, СО, Е^а С^у и др. переделана на круглую головку с плавающей втулкой (подшипником), а в передней головке вместо разъемно-ю подшипника поставлена круглая втулка.

На рис. 139 показано ведущее дышло паровоза Еа. Штанга дышла 1 двутаврового сечения. В заднюю круглую головку дышла, надеваемую на палец ведущей оси, запрессована стальная втулка 2, предохраняющая дышло от износа, а в нее вставлена плавающая втулка 3, которая изготовлена из сплава ЦАМ. 9-1,5. В плавающей втулке просверлены смазочные отверстия диаметром 6 мм в количестве 53 шт., которые расположены по двухзаходной винтовой линии в шахматном порядке. Втулка 4 передней головки дышла, соединяемой с ползуном, изготовлена из бронзы и запрессована в головку, а затем развальцована. Твердую смазку к трущейся поверхности плавающей втулки1 задней головки запрессовывают через штифт 5 и масленку 6. Штифт 5 также удерживает втулку 2 от проворачивания. Смазка к втулке 4 подается через валик ползуна.

Круглая задняя головка с плавающей втулкой и передняя с круглой запрессованной втулкой установлены также на ведущих дышлах паровозов Е^м, СО, Л, ЛВ, ФД, П36.

При движении паровоза плавающая втулка может проворачиваться как на шейке пальца, так и в стальной запрессованной втулке, что обеспечивает равномерный износ ее по всей поверхности трения и больший срок службы. Задняя круглая головка ведущего дышла с плавающей втулкой отличается простотой конструкции, меньшим весом и избавляет паровозную бригаду от частой регулировки подшипников.

На ряде паровозов (Е^м, Л, ЛВ, П36) смазывание втулок (подшипников) дышлового механизма производят через пальцы кривошипов, подобно тому, как это сделано в валике ползуна. При такой системе смазки головки дышел получают чрезвычайно простую форму и отпадает необходимость в устройстве на них масленок и сверловке отверстий, что повышает прочность дышел.

Палец кривошипа 3 (рис. 140) ведущего колеса внутри имеет камеру, разделенную перегородкой на две части. Через одну масленку 2 твердую смазку запрессовывают в правую (на рисунке) камеру пальца; по радиальному смазочному каналу она подается на шейку и плавающую втулку ведущего дышла. Смазка, запрессованная через другую масленку 2 попадает во вторую камеру и оттуда — на шейку и плавающую втулку.

В отличие от других паровозов передняя головка ведущего дышла паровозов Л и ЛВ имеет игольчатый подшипник. В головку дышла запрессована стальная втулка (рис. 141) и в ней уложены в два ряда иглы 4 подшипника. Между рядами игл поставлено промежуточное кольцо 3, а снаружи они удерживаются кольцами 2.

Игольчатый подшипник увеличивает срок службы этого соединения и не требует регулировки, как это имеет место при разъемном подшипнике. Вместе с тем такая конструкция дышла с двумя нерегулируемыми головками требует особенно точной сборки всего движущего и дышлового механизма.

Оригинальное устройство имеет ведущее дышло паровоза П36 (рис. 142). Задняя головка этого дышла оборудована радиальным сферическим двухрядным подшипником, который позволяет компенсировать все перекосы и перемещения, возникающие при работе паровоза. Ведущее дышло этого паровоза изготовлено из качественной углеродистой стали марки 35. Штанга дышла имеет двутавровое сечение.

В заднюю головку дышла 2 запрессована стальная переходная втулка толщиной 5 мм, которая необходима при ремонте дышла. В эту втулку запрессовано наружное кольцо 6 подшипника, в котором уложены ролики 5. Внутреннее кольцо 3 подшипника укреплено на шейке ведущего пальца при помощи конусной разрезной втулки 10.

Подшипник закрыт с внутренней стороны крышкой 1 и упорной шайбой 4, а с наружной стороны — крышкой 7 и выжимной шайбой 8. Крышки надевают на выступающие борты головки дышла и укрепляют к ней восемью болтами 12. Сферические поверхности шайб 4 и 8 имеют латунную наплавку и пазы для закладки уплотнения И. Для удержания конусной втулки 10 служит проставочное регулирующее кольцо 9. Передняя головка дышла, так же как и у паровозов Ли Л В, оборудована двухрядным игольчатым подшипником.
Дышла изготовляют поковкой из стали марки Ст5 (кроме паровоза П36). Стальные запрессованные втулки изготовляют из стали марок: Ст5 и 45, плавающие втулки — из сплав» ЦАМ 9-1,5, втулки передней головки — из бронзы марки ОЦСН 3-7-5-1.

Сцепные дышла. На паровозах с пятью спаренными осями (см. рис. 138) с каждой стороны расположено четыре сцепных дышла: переднее, среднее переднее (центровое), среднее и заднее; при четырех спаренных осях — три сцепных дышла: переднее, среднее (центровое) и заднее.

Паровозы первых выпусков имеют сцепные дышла с разъемными (клиновыми) подшипниками. На паровозах последней постройки установлены неразъемные втулочные подшипники или подшипники с плавающими втулками. На паровозах Э^м подшипник пальца ведущей оси (центрового дышла) сохранился разъемным, с клиньями (рис. 143). Задняя головка, соединяемая с пальцем ведущей оси, имеет форму прямоугольной рамки. В головке установлен бронзовый разъемный подшипник 5, состоящий из двух половинок и имеющий баббитовую заливку. Подшипник укреплен на шейке пальца и в рамке головки при помощи двух вкладышей 4 и двух клиньев. После того как плотность посадки подшипника на шейке отрегулирована и клинья забиты, их прикрепляют к головке болтами 2.
В верхней части головки расположена фитильная масленка, Которая сверху закрыта крышкой с отверстием для заливки смазки. Сзади головка имеет хвостовик, которым центровое 1ышло соединено со средним дышлом. Штанга центрового чышла паровоза Эм имеет прямоугольное или двутавровое сечение, однако на большинстве паровозов она прямоугольного сечения.

Передняя головка центрового дышла, соединяемая с пальцем второй сцепной оси, имеет круглую форму и в нее запрессована втулка 6, называемая втулочным подшипником, втулка имеет борт, предназначенный для упора в головку дышла при запрессовке. Дополнительно подшипник прикреплен к дышлу болтом 7. Такие подшипники изготовляют из сплава ЦАМ 9-1,5 со стальным каркасом. Головка дышла имеет сверху масленку, а впереди хвостовик для соединения с передним дышлом.
При втулочных подшипниках нет надобности производить их регулировку и крепление, что является преимуществом перед клиновыми подшипниками. Однако нужно следить, чтобы износ втулок не превышал установленные нормы, иначе появляется стук в дышловом механизме, особенно когда паоовоз движется без пара. Разъемные подшипники изготовляют из бронзы.

На паровозах Е^а клиновой подшипник центровой шейки заменен плавающей втулкой и вместо рамочного дышла поставлено дышло с круглой головкой под втулку. Плавающие втулки поставлены также на шейках сцепных осей. В дышлах улучшенной конструкции паровозов Э^м, Э^р введены плавающие втулки центровой шейки ведущей оси. Переднее сцепное дышло паровоза Э (рис. 144) имеет на конце вилку для соединения с хвостовиком центрового дышла. Головка, так же как и в остальных дышлах, имеет запрессованный втулочный подшипник.

Втулочный подшипник сцепных дышел паровоза серии Е^а (рис. 145). подобно другим паровозам, представляет собой стальной литой каркас (сталь марки 20ЛП), армированный сплавом ЦАМ 9-1,5. Для подачи смазки на наружной поверхности подшипника сделана кольцевая проточка и четыре радиальных сверления каждое диаметром 10 мм.

Недостатком неподвижных втулочных подшипников является неравномерный износ их поверхности трения. Увеличенный износ происходит по продольной осп дышла. Этот недостаток устраняется применением плавающих втулок, поэтому на ряде паровозов в сцепных дышлах ставят плавающие втулки.

Центровые дышла паровозов Л, ЛВ, Е^м, СО имеют круглую заднюю головку под палец ведущей оси. Все сцепные дышла этих паровозов" оборудованы плавающими втулками с подачей смазки через пальцы кривошипов (рис. 146).

В пальце 1 просверлен канал для помещения смазки, закрытый с внутренней стороны заглушкой 2. Для запрессовки смазки в пальце и ступице колеса просверлено отверстие, в которое поставлена масленка 3. Подача смазки на шейку пальца и плавающую втулку 4 производится через два радиальных отверстия, просверленных посередине шейки. Снаружи плавающая втулка и головка дышла удерживаются шайбой 5, укрепляемой гайкой.

Масленка 3 для запрессовки твердой смазки имеет корпус, в котором установлены пробка и пружина, прижимающая клапан к верхней притирочной поверхности. Вверху у корпуса сделан кольцевой бортик, на который надевают головку ручного пресса. При запрессовке клапан и пружина отжимаются и образуется отверстие для прохода смазки.
Плавающие втулки сцепных пальцев и центрового подшипника изготовляют из антифрикционного сплава на цинковой основе марки ЦАМ 9-1,5 (ГОСТ 7117—62).

Плавающая втулка (рис. 147) имеет стальной каркас /, который армируется цинковым сплавом 2. По всей поверхности втулки просверлены смазочные отверстия диаметром 6 мм. Количество отверстий в плавающей втулке сцепного пальца, например, паровозов Л, ЛВ и СО — 31 шт. Смазочные отверстия во втулке, как видно из рисунка, просверлены по двухзаходной винтовой линии в шахматном порядке с шагом 52 мм.

Соединение стального каркаса 1 плавающей втулки с армировкой из цинкового сплава производится металлургическим способом: предварительно выполняют горячее оцинкование каркаса, а затем заливают цинковым сплавом. Перед оцинкованием каркаса, которое необходимо для лучшего сцепления сплава со стальной поверхностью, его подвергают обработке: обезжириванию, промывке в горячей, а затем в проточной воде, травлению, промывке в проточной воде, покрытию флюсом и подсушке флюса. Оцинкование производят в жидком цинке, расплавленном в ванне, помещенной в электропечь. Для оцинкования применяют цинк марок Ц1 и Ц2. Температура цинка в ванне должна быть — 430—460°С.

Стальной каркас, покрытый флюсом и подогретый до температуры 100—120°С, опускают в оцинкованную ванну. После выравнивания температуры ванны и детали, удаления с поверхности всплывшего флюса оцинкованный каркас вынимают, встряхивают для удаления излишнего цинка и быстро переносят в предварительно подогретую до температуры 200—250°С форму. Установку оцинкованного каркаса в форму выполняют быстро, чтобы при заливке сплавом слой цинка был еще в жидком состоянии. Каркас заливают цинковым сплавом, расплавленным в тигле и нагретым до температуры 450—480°С.

В отличие от других паровозов передняя головка центрового дышла (ведущего пальца) паровоза П36 оборудована двумя роликоподшипниками с цилиндрическими роликами (рис. 148). В дышле, изготовленном из качественной стали марки 35, на тугой посадке установлены роликовые подшипники 3, закрытые с внутренней и наружной стороны крышками 6 и упорными шайбами 4. Имеются регулировочные кольца: наружное 2 и внутреннее 8. Между крышками и упорными шайбами поставлено уплотнение 5. Крышки укреплены болтами 7.

Малая головка дышла, надеваемая на палец третьей сцепной оси, имеет стальную запрессованную и плавающую втулки. Подача смазки к подшипникам сцепных дышел осуществляется через пальцы кривошипов.

Соединения сцепных дышел. Сцепные дышла соединяют между собой при помощи шарнирных валиков. Для соединения на концах соседних дышел сделаны, хвостовик и вилка. На маломощных паровозах для соединения дышел применяли валики, укрепляемые в дышле при помощи штифта или навернутой гайки. Недостатком таких валиков является невозможность устранения слабины в сочленении, возникающей в результате износа при эксплуатации.

На паровозах последней постройки устанавливали шарнирные валики дышел с плавающей втулкой (рис. 149). Валик 1 имеет конусную часть, которая входит в отверстие щеки вилки дышла. Цилиндрическая рабочая часть валика по длине равна ширине проушины вилки. Вторая цилиндрическая часть валика меньшего диаметра расположена в другой щеке вилки. Между валиком и вилкой в этой щеке вставлено конусное разрезное кольцо 5. При затягивании корончатой гайки 7 конусная часть валика зажимается в вилке и одновременно шайба 6 прижимает конусное .разрезное кольцо. От самоотвинчивания гайку предохраняет шплинт 8. Таким образом обеспечивается плотная посадка валика в вилке дышла. Ослабление валика в процессе эксплуатации устраняют подтягиванием гайки. В хвостовик дышла запрессована стальная втулка 3. Между этой втулкой и валиком с небольшим зазором поставлена плавающая стальная втулка 4 с отверстиями для прохода смазки. Для того чтобы валик не вращался, поставлена шпонка 2. Применение плавающих втулок в сочленениях дышел дает равномерную выработку валиков и значительно увеличивает срок их службы.

Кроме описанных, на паровозах иногда применяют шарнирные валики с шаровой втулкой, которую устанавливают между валиком и втулкой, запрессованной в хвостовик дышла. Такая конструкция сочленения дает возможность поворота одного дышла относительно другого в горизонтальной плоскости. Подобные валики применены для соединения первого и второго сцепных дышел паровозов Су. На паровозах Е^а и Е^м также применены валики с шаровыми втулками, однако конструкция самого валика несколько отлична — в нем отсутствует конусное разрезное кольцо.

Валики изготовляют из стали марки Ст. 2 или 10 с последующей цементацией и закалкой. На паровозах Л, ЛВ и П36 валики изготовляют из стали марки 45 с поверхностной закалкой токами высокой частоты, которая повышает их износоустойчивость.
Для смазывания шарнирного соединения на хвостовике дышла установлена масленка. Эта масленка бывает в виде приварной трубки или образованной в теле дышла камеры. Ряд паровозов (Е^м, Л, Л В, П36) имеет шарнирные соединения, у которых смазка подается через валик. Шарнирный валик паровоза Ем имеет центральное сверление, куда запрессовывают полужидкую смазку через масленку, установленную на наружном торце его. В валике просверлены три радиальных отверстия под углом 120°, по которым смазка из центральной полости проходит на трущуюся поверхность.

У паровозов Л, Л В, П36 шарнирный валик внутри имеет полость, заполняемую жидкой смазкой (рис. 150). С внутреннего торца валика 5 ввернута пробка 2 с хвостовиком, на который надета войлочная шайба 3, удерживаемая двумя шайбами 4 и шплинтом 7. Чтобы пробка самопроизвольно не отвертывалась, установлено пружинное кольцо 1, а во избежание утечки смазки поставлена прокладка 8. Снаружи валика под углом ввернут обратный клапан 6, состоящий из шарика, пружины и штуцера (седла), закрытого изнутри ганкой с отверстием. Смазка, подаваемая- в полость валика через обратный клапан при помощи ручного насоса, проходит через отверстие в хвостовике пробки, пропитывает войлочную шайбу и оттуда через три отверстия в валике поступает к трущимся поверхностям. Запас жидкой смазки в валике обеспечивает пробег паровоза до 600 км.

При проходе паровоза по кривым участкам пути колесные пары получают боковое перемещение. Чтобы сцепные дышла не препятствовали этому перемещению, они должны иметь возможность поворачиваться в местах сочленения в горизонтальной плоскости. Это достигается за счет зазора между валиком и втулкой шарнирного соединения, а также скосов боковых поверхностей хвостовика и вилки дышла. Когда валик имеет шаровую втулку, поворот дышел облегчается. На некоторых паровозах, например на паровозах Э, СО, пальцы кривошипов делают удлиненными и при сдвиге дышло не мешает его перемещению. Дышловые подшипники в этом случае имеют увеличенные разбеги по шейкам пальцев.

ОСЬ ЛЮТЕРМЁЛЛЕРА

Ось Люттермёллера — необычный компонент паровоза. Паровозы с несколькими осями или колёсными парами, соединёнными друг с другом соединительными тягами, не способны хорошо проходить крутые повороты. Чтобы помочь таким локомотивам, управляющий фабрикой Orenstein & Koppel в Берлине, доктор Люттермёллер, построил систему осей, названную в его честь.

При этой системе самые внешние из нескольких наборов последовательных ведущих колесных пар не соединены соединительными тягами с шейками коленчатого вала на внешней стороне колес, а зубчатыми колесами, расположенными в центре осей. Оси размещены в раме локомотива таким образом, что они могут двигаться под прямым углом к ​​оси рельсов в определенной степени, также зубчатые колеса могут скользить относительно друг друга. Таким образом, кривые можно проходить с меньшим трением.

Плавающая втулка широко распространена в дышловых подшипниках не только сцепных, но на центровых, и поршневых дышел.  На  паровозах старой постройки плавающие втулки, изготовлевались из бронзы. На паровозах новой постройки они отлитые из антифрикционного сплава ЦАМ, армированного стальным каркасом, такими оборудованы дышла паровозов Л (рис. 147). Как видно на рисунке, поверхность втулки покрыта массой сквозных смазочных отверстий, диаметром 6-мм, расположенных в шахматном порядке на двухзаходной винтовой линии с шагом 52 мм.

Через штуцера твердую смазку запрессовывают до заполнения масленок в теле дышла, всех отверстий в плавающих втулках и зазоров между плавающими и стальными втулками и пальцами, пока смазка не начнет выступать из этих зазоров на торцовой стороне подшипников. Единственный недостаток подшипников с плавающими втулками — сильный стук при беспарном ходе. Этот стук возрастает по мере увеличения зазоров между плавающей втулкой и сопряженными деталями из-за износа.

Головки сцепных дышел паровоза Э^в/и оборудованы втулочными подшипниками с неподвижно устанавливаемой втулкой, имеющей ухо для ее фиксации на головке с помощью шпильки. Эти втулки могут быть бронзовыми или стальными, но у последних рабочую поверхность, обращенную к пальцу, и торцы покрывают сплавом ЦАМ (паровоз Е^а). Палец кривошипа с втулочным подшипником бурта не имеет, иначе на него невозможно было бы надеть втулку. Чтобы предотвратить соскакивание головки дышла с такого пальца, к торцу последнего болтом привертывают достаточных размеров диск. Если смазка осуществляется не через палец, то его просверливают насквозь и через отверстие пропускают нарезанную на конце ножку грибка, замыкающего подшипник на пальце, и фиксируют ее гайкой с шплинтом.

Сцепные дышла паровозов Л, Е^м и др. имеют подшипники с плавающими втулками, смазка к которым поступает через пальцы кривошипов, где просверлен канал, закрытый затем заглушкой с внутренней стороны. В канал смазка поступает от штуцера, расположенного на стухшие колеса. Из канала в пальце к местам, требующим смазки, идут два сквозных радиальных отверстия, просверленных посередине шейки.

Совсем другое устройство имеют некоторые дышловые подшипники паровозов Л. Это подшипники качения, в которых значительное уменьшение трения обеспечивают ролики и «иглы». Иглами называют ролики, у которых длина в пять и более раз превышает их диаметр.

Как известно, коэффициент трения качения в несколько раз меньше коэффициента трения скольжения. Поэтому применение роликовых подшипников вместо клиновых и втулочных резко уменьшает потери на трение в механизме, повышая механический к. п. д. машины и практически ликвидирует опасность чрезмерного перегрева, задира и заклинивания. Кроме того подшипники качения значительно увеличивают срок службы без ремонта только тех узлов, в которых они применены, но и всего движущего механизма благодаря отсутствию заметных зазоров в подшипниках на ведущем пальце, обеспечивают экономию цветного металла и смазочных материалов, облегчают и упрощают обслуживание.

В поршневых дышлах паровозов Л в передней головке 1 установлен двухрядный игольчатый подшипник с роликами («иглами») 4 диаметром 5 мм и длиной 50 мм, размещенными между стальным запрессованным в головку дышла кольцом 5, служащим наружной обоймой, и стальной внутренней обоймой, насаженной на часть цилиндрической поверхности валика ползуна. Промежуточное кольцо 3 разделяет пакеты «игл», обеспечивая им свободное качение, приставное кольцо 2 закрывает дорожку, по которой катятся «иглы». Подобные игольчатые подшипники работают на паровозах Л также в цапфах кулисы, в кулисном камне и в золотниковом кулачке.

К внутреннему парораспределительному механизму относят золотники и золотниковые втулки. В § 27 дано описание работы раздвижного золотника системы Трофимова. При беспарном ходе он обеспечивает перетекание воздуха по широким каналам из одной плоскости цилиндра в другую, почти не создавая сопротивления. Только на индикаторных диаграммах, снятых мягкой пружиной при значительных скоростях движения, можно уловить разницу давления в полости при всасывании и выталкивании воздуха.

Опасность для целости как золотника, так и связанных с ним других деталей механизма парораспределения представляет момент раздвижки его дисков. Золотниковые диски диаметром 300 мм и более обладают значительной массой и, буквально разлетаясь с середины камеры, могут нанести мощный удар в упорные шайбы, ограничивающие их перемещение. Чтобы этого не происходило, принят ряд конструктивных мер (рис. 97).

При раздвигании дисков пар, проходя через кольцевой зазор между скалкой 6 золотника и горловиной диска 1, заполняет пространство А между торцами золотникового диска и упорной шайбы 3. Когда суженная часть горловины золотникового диска надвигается на стальную втулку 2, зажатую между бортом скалки 6 и упорной шайбой 3, в суженную часть внутренней поверхности  обода диска входит кольцевая лабиринтная .поверхность шайбы. Так как остающиеся в этих местах кольцевые зазоры К и И очень малы (разность диаметров находится в пределах 0,2—0,5 мм), то в пространстве А происходит упругое сжатие попавшего в него пара; эта паровая подушка быстро гасит скорость подхода золотникового диска к упорной шайбе и обеспечивает значительное ослабление силы их соударения; посадка происходит достаточно мягко с легким ударом, не влияющим на состояние деталей золотника.

На обращенных друг к другу торцах диска и шайбы имеются притирочные кольцевые выступы 7, которые, сомкнувшись, предотвращают утечку пара вдоль скалки. Стальную втулку 2 сажают на скалку с натягом, упорная шайба имеет подвижную посадку и ее удерживают на месте корончатой зашплинтованной гайкой 5. На внешней цилиндрической части диска протачивают от четырех до шести ручьев под золотниковые чугунные кольца 4 как одинарные, так и сдвоенные. При постановке в один ручей двух колец их замки размещают диаметрально противоположно.

Так как при остановке дисков во время беспарного хода скалка золотника продолжает двигаться, золотники системы Трофимова обязательно имеют контрскалку, опирающуюся на бронзовую втулку, установленную в передней золотниковой крышке.

Чтобы при беспарном ходе диски были как можно ближе придвинуты друг к другу, необходимо после закрытия регулятора перевести, рычаг перемены хода в положение наибольшей отсечки по ходу движения. Тогда перемещения скалки станут наибольшими и упорные шайбы сдвинут золотниковые диски ближе к середине камеры. Затем следует подтянуть реверс к нулевой отметке на планке, чтобы максимально сократить перемещение скалки. При возникновении надобности в езде с паром надо убедиться, что указатель отсечки сдвинут от нуля в направлении движения, осторожно приоткрыть регулятор и, дождавшись мягкого удара золотниковых дисков в упорные шайбы, выставить требуемую отсечку и открыть шире регулятор.

Все эти кулиссы состоят из железного или стального закаленного бруска, один конец которого соединяется при помощи эксцентриковой тяги с одним эксцентриком, а другой с другим. Посредине тела кулиссы устраивается прорез, по которому может скользить вверх и вниз кулиссный камень соединенный золотниковой тягой с золотником.

По способу соединения с эксцентриковыми тягами различают кулиссы „с открытыми тягами" и кулиссы „с перекрещенными тягами". Если при заднем мертвом положеении кривошипа эксцентрик переднего хода соединен с верхним концом кулиссы, а эксцентрик заднего хода с нижним концом ее, то тяги будут открытые (рис.35-4), Если же при заднем мертвом положении кри вошипа эксцентрик переднего хода соединен с ниж ним концом кулиссы, а эксцентрик заднего ход., с верхним концом кули сы, то тяги будут перкрещенные (рис. 35-5). Для получения переднего хода, кулиссу с открытыми тягами приходится опускать вниз, а кулиссу с перекрещенными тягами полнимать вверх. Для заднегоже хода приходится поступать на оборот.Кулиссы подвешиваются к раме паровоза на особых подвесках и при работе паровоза совершают довольно сложное движение, качаясь взад и вперед на своей подвеске и в то же время отклоняя свои концы под влиянием действия на них эксцентриковых тяг.

Указанные три эксцентриковых кулиссных механизма Стефенсона, Гука и Аллана различаются между собой, главным образом, лишь формой своих кулисс и способом их подвешивания к раме паровоза. Для того, чтобы пояспить особенности каждого из этих механизмов, рассмотрим их несколько подробнее.

Внешний парораспределительный механизм служит для приведения в движение золотника, изменения степени наполнения цилиндров паром, т. е. изменения режима работы паровоза, и перемены направления его движения. 

Возможность заставить паровоз работать по желанию передним или задним ходом достигается тем, что на оси паровоза насаживают не один эксцентрик, а два, из которых один служит для переднего хода, а другой для заднего. Соединяя по своему желанию золотник с тем или другим эксцентриком, машинист может давать паровозу передний или задний ход.

Эксцентрик заднего хода насаживается на оси подобно эксцентрику переднего хода, т. е. так, чтобы его эксцентриситет по направлению вращения оси опережал кривошип на тупой угол, равный углу опережения + 90°. Таким образом расположение эксцентриситета эксцентрика заднего хода должно быть обратно эксцентрику переднего хода, т. е. должно быть таково, как указано на рис. 35-1, где ОА - кривошип, ОБ - эксцентрик переднего хода и ОВ -  эксцентрик заднего хода, угол Ц₁ОБ - угол опережения эксцентрика переднего хода и угол Ц₂ОВ — угол опережения эксцентрика заднего хода.

Для того, чтобы удобнее было производить соединение золотника, то с эксцентриком переднего, то с эксцентриком заднего хода на паровозах устраиваются особые механизмы, называемые кулиссные механизмы или кулиссы. Простейший кулиссный механизм (рис. 35-2) состоит из эксцентриков переднего и заднего хода ОБ и ОВ, соединенных при помощи эксцентриковых тяг БГ и ВД с кулиссой ГД представляющей собою железный брусок с продольным прорезом внутри его, в котором может передвигаться „кулиссный камень". Кулиссный камень при помощи „золотниковой тяги" КА соединен с штоком золотника ЛЗ. Поднимая или опуская или саму кулиссу или кулиссный камень так, чтобы он располагался либо в одном конце кулиссы Г либо в другом конце ее Д, можно заставить кулиссный камень работать либо от эксцентрика переднего хода, либо от эксцентрика заднего хода.

Но, кроме возможности изменять направление движения паровоза, устройство кулиссы дает еще другое весьма важное преимущество, именно — дает возможность изменять по желанию и величину работы машины, в соответствии с потребностью, т. е. в соответствии с составом поезда, профилем пути, погодой и проч. Для того, чтобы получить от машины большую или меньшую работу, надо пускать в цилиндр или большее или меньшее количество свежего пара, т. е. изменять степень отсечки пара и работать с меньшим или большим расширением.

Но, чтобы заставить машину работать с большим расширением, нужно как либо ускорить момент прекращения впуска пара в цилиндр или, как говорят, ускорить момент отсечки. Ускорение момента отсечки пара, как мы видели, достигается устройством наружной перекрыши. Но, кроме устройства перекрыши, ускорить отсечку пара можно и уменьшением хода золотника: действительно, если ход золотника был, например, равен 180 мм. и при этом окна открывались для впуска на 30 мм. каждое, то, если мы уменьшим ход золотника до 140 мм., т.е. всего на 40 мм., или на 20 мм. на каждую сторону его хода от центра, то каждое окно будет открываться уже не на 30 мм., а только на 10 мм., и золотник, открыв окно на 10 мм., не пойдет далее вперед, а пойдет назад и потому скорее закроет окно для впуска пара.

Такое произвольное сокращение или увеличение хода золотника достигается тем, что эксцентрик соединяют с золотником не только при посредстве концов кулиссы, но и при помощи промежуточных точек ее. В самом деле, предположим, что эксцентриситет соединен со штоком золотника не прямой золотниковой тягой, как мы предполагали до сих пор, а ломаной золотниковой тягой БГКД (рис. 35-3). Так как при положении, указанном на чертеже, эксцентриситет находится в своей передней мертвой точке, то золотник должен находиться в своем крайнем переднем положении. Но, если часть ГД ломаной золотниковой тяги БГКД мы заменим подвижной кулиссой и опустим эту кулиссу вниз, то конец эксцентриковой тяги Г опишет окружность из центра Б радиусом ВГ и точка Г перейдет в положение Г₁, передвинув и точку К в точку К_1. От такого перемещения точки К золотник З также передвинется дальше вперед на величину н.

Таким образом, при одном и том же положении кривошипа и эксцентрика с помощью кулиссы можно заставить золотник удаляться от своего среднего положения либо меньше, либо больше. Если золотник будет уходить дольше ог своего среднего положения, то он будет больше открывать паровпускное окно и, следовательно, будет позже его закрывать, от этого впуск пара в цилиндр будет продолжаться дальше и расширение пара будет меньше. Наоборот, если золотник будет уходить от своего среднего положения на меньшую величину, то он и вернется обратно в свое среднее положение раньше и, следовательно, раньше произойдет и отсечка, а вследствие этого получится большее расширение пара.

Таким образом, соединяя один конец кулиссы с эксцентриком переднего хода, а другой — с эксцентриком заднего хода и опуская или поднимая кулиссу так, чтобы ее камень располагался в конце кулиссы, соединенном с тем или другим эксцентриком, мы можем по желанию заставить работать машину от эксцентрика переднего, либо от эксцентрика заднего хода. Передвигая же камень от конца кулиссы к ее середине, мы достигаем уменьшения хода золотника и получаем меньшее наполнение цилиндра паром, т. е. уменьшаем отсечку и увеличиваем степень расширения. Иначе говоря, ш ремещая камень кулиссы от ее конца к ее центру, мы как бы изменяем величину эксцентриситета эксцентрика именно как бы уменьшаем его.

Вообще, каждое положение кулиссного механизма можно вменить простым механизмом с одним определенным эксцентриком, заменяющим или результирующим работу обоих эксцентриков и кулиссы и дающим то же перемещение золотнику. При этом, для каждого из положений камня в кулисce размер эксцентриситета, результирующего эксцентрика, будет различный и, таким образом, переводом камня в кулиссе, мы как бы производим замену одного эксцентрика другим.

Регулирование степени отсечки и расширения пара производится машинистом при помощи помещенного в будке машиниста переводною вишни, от перевода которого в ту или другую сторону поднимается или опускается кулисса или ее камень. Близ переводного винта укрепляется указательная рейка или планка с делениями, которая показывает—какому положению винта соответствует какая отсечка пара,и машинист, руководствуясь показаниями этой рейки из будки паровоза, регулирует работу паровоза, сообразуясь с профилем пути и тяжестью состава его поезда.

На указанных основаниях и устроены так называемые „эксцентриковые кулиссные механизмы" Стефенсона, Аллана и Гука. Такие кулиссные механизмы применялись на более ранних паровозах. Более поздние паровозы строились с рычажными кулиссными механизмами.

Тело кулиссы Стефенсона имеет не прямое, а криволинейное очертание, при чем ось кулиссы, т. е. кривая линия, проходящая через средину ее прореза и через центр ее кулиссного камня представляет собой часть окружности, описанной радиусом, равным длине эксцентриковой тяги. Кулисса Стефенсона обращена своею выпуклою стороной к цилиндру паровоза и вогнутой стороной к оси ведущего колеса, на котором насажены эксцентрики. В кулиссном механизме Стефенсона при переводе рычага, с целью изменения отсечки пара, опускается или поднимается только кулисса, камень - же остается на одной и той же высоте и вместе с золотниковым стержнем может передвигаться только по направлению оси золотникового стержня. Перемещение кулиссы совершается следующим образом (черт. 35-6). Кулисса подвешивается при помощи подвески Ап к плечу АБ рычага АБВ, укрепленного на переводном валу Б, а концы кулиссы м и н соединяюся с эксцентриками переднего и заднего хода.

При поворачивании переднего вала Б, при помощи рычага ВБА, соединенного с тягой, идущей к переводному винту в будке машиниста, конец этого рычага А поднимается или опускается  и, вместе с ним, при помощи подвески Ап, поднимается или опускается и самая кулисса мн. Подвеска Ап обыкновенно соединяется либо с нижним концом кулиссы, либо с ее серединой.

На рис.35-6 показано такое расположение машины, когда кривошип находится в задней мертвой точке, а кулисса в своем среднем положении. При таком положении машины, как мы знаем, золотник должен открывать заднее окно на величину линейного опережения. Если, не трогая паровоза с места, мы переведем переводный винт в крайнее переднее воложение, то кулисса опустится вниз в положение м₁ и н₁, показанное пунктиром, при чем кулиса потянет за собой и кулиссный камень к, который передвинется в положение к₁, т. е. переместится ближе к оси паровоза. Но, так как кулиссный камень связан золотниковой тягой с золотником, то вместе с камнем передвинется назад и золотник, и открытие заднего паровпускного окна уменьшится, т. о. уменьшится величина линейного опережения впуска. Таким образом, при кулиссе Стефенсона с прямими тягами при опускании кулиссы, т.е. при работе с большим наполнением и меньшим расширением, линейное опрежение впуска уменьшаеться.

Точно также при кулиссе Стефенсона для различных степенейрасширения пара линейное опережение будет различное. В кулиссах с прямыми тягами при уменьшении степени расширения пара (камень ближе к концу кулиссы)—опережение впуска уменьшается, а при увеличении степени расширения (камень ближе к центру кулиссы)—опережени впуска увеличивается. При перекрестных тягах—получается обратное явление. Работа кулиссы, а следовательно, и работа золотника зависят в значительной степени от конструкции и размеров частей кулиссного механизма, именно:

1) от длины кулисы и ее кривизны,

2) от способа подвешивания

3) от длинны экцентриковых тяг

Чем короче кулисса, тем более она наклоняется при своей работе и тем большее получается скольжение камня в кулиссе, влекущее за собой разработку самой кулиссы ( другой стороны, чем длинее кулисса, тем более получается разница в величине опережения впуска при разных отсечках

Обыкновенно длина кулиссы делается равной от 5 до 6 эксцентриситетов. Кулисса Стефенсона, как сказано выше, подвешивается либо за средину, либо за нижний конец ее.

При подвешивании кулиссы за средину, средняя чать ее может двигаться только по окружности радиуса, равною глине подвески. При этом, средина кулиссы, подобно маятнику, качается взад и вперед и немного то поднимается вверх, то опускается вниз, но так как камень кулиссы остается на одном уровне, то при работе паровоза все время происходит небольшое перемещение кулиссы относительно камня. Чем больше длина подвески, тем более плоской выходит кривая, по которой движется средняя часть кулиссы, и, следовательно, тем меньшее будет перемещение камня в кулиссе и тем меньше будет их разработка. Поэтому, подвеску кулиссы и стараются вообще сделать возможно длинее, насколько это позволяет расположение частей паровоза. Оба конца кулиссы, при подвеске ее за средину, описывают одинаковые кривые в виде петель.

На рис. 35-7 арабскими цифрами обозначены различные положения эксцентриситета переднего хода и соответствующее им положение верхнего конца кулиссы (с открытыми тягами), а римскими цифрами обозначены положения эксцентриситета заднего хода и соответствующие им положения нижнего конца кулиссы. При подвешивании за средину — кулисса при переднем и заднем ходе работает одинаково.

Если же кулисса подвешена за нижний конец ее, то тогда нижний конец движется по дуге круга радиуса, равного длине подвески, а все выше лежащие точки описывают кривые в виде петель. В этом случае обе половины кулиссы работают различно и в кулиссах с открытыми тягами наилучшее парораспределение получается для заднего хода паровоза.

При кулиссах-же с перекрещивающимися тягами, когда с нижним концом кулиссы соединяется эксцентрик переднего хода, лучшее парораспределение получается при движении паровоза передним ходом. 

Подвешивать кулиссы за верхний конец неудобно, так как в этом случае подвеска выходит слишком короткой, точка подвеса кулиссы описывает слишком крутые кривые и получается слишком большое скольжение камня.Точку А укрепления конца подвески А_п выбирают таким образом, чтобы размахи кулиссы в одну и другую сторону из ее среднего положения были одинаковы (симметричны).

Что касается длины эксцентриковых тяг, то чем больше будет длина эксцентриковых тяг, по сравнению с эксцентриситетом эксцентрика, тем равномернее получается движение золотника по обе стороны от его среднего положения. По этому длину эксцентриковых тяг делают по большей части равной от 17 до 25 эксцентриситетов, а иногда в существующих механизмах эта длина делается от 15 до 35 эксцентриситетов.

В американских паровозах сер. X завода Балдвина, снабженных кулиссой Стефенсона, части кулиссы имеют, например, следующие размеры: величина эксцентриситета - 63,5 мм. угол опережения  - 23.5°, длина эксцентриковых тяг: передней хода - 1962мм, заднего хода - 1967 мм. (т. е. приблизительно 31 эксцентриситету). Кулисса с открытыми тягами подвешен за средину. Длина подвсски - 489 мм. Длина кулиссы между точками присоединения эксцентриковых тяг равна 275 мм.для работы паровоза передним ходом.