Глава 20 ТЕНДЕР
§ 104. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Тендер представляет собой самостоятельный экипаж, постоянно соединенный с паровозом и являющийся его неотъемлемой частью. Он предназначен для хранения запасов воды, топлива, смазки, инструмента и инвентаря, а также для размещения углеподатчика или оборудования нефтяного отопления.
Современные паровозы имеют четырех- и шестиосные тендеры на двух двухосных или трехосных тележках. Некоторое количество паровозов ТЭ имеет четырехосные тендеры без тележек (с одной жесткой рамой).
Тендеры бывают с главной рамой (большинство тендеров) и безрамные с полуцилиндрическнм несущим баком. Сцепление тендера с паровозом может быть жесткое с радиальным буфером или упругое с винтовой стяжкой. Тендеры также различаются в зависимости от рода топлива (твердого или жидкого).
Тендер должен быть прочным и вмещать запасы топлива и воды, достаточные для следования паровоза с поездом на тяговом плече и между пунктами водоснабжения. Размеры тендера зависят от мощности паровоза и условий его эксплуатации. Паровозы ФД, Л В, П36 имеют шестиоспые тендеры, а паровозы Л, СО, Еа, Э, Су и другие — четырехосные.
Тендеры отдельных серий паровозов характеризуются следующими данными: тендер паровоза ФД вмещает 44 т воды и 22 гугля, паровоза Л—28 г воды и 18 г угля, тендер типа П-27 паровозов СО, Су и Эр (последней постройки) —27,2 т воды и 18 г угля, тендер паровозов ЛВ и П36 — около 47 т воды и 24 т угля.
Тендер (рис. 230) состоит из следующих основных частей: рамы 1 с приборами сцепления, водяного бака 4 с угольным ящиком и контрбудкой, тележек 2 с тормозным оборудованием. На паровозах с нефтяным отоплением на тендере еще установлен бак для мазута емкостью 19—22 м3.
§ 105. РАМА И БАК ТЕНДЕРА
Тендерные рамы бывают клепаной и сварной конструкции. Современные паровозы имеют тендер со сварной рамой, изготовленной из швеллеров, полос, консолей и листов. Рама шестиосного тендера имеет Две продольные хребтовые балки, каждая из которых составлена из двух сваренных швеллеров высотой 300 мм. Хребтовые балки соединены поперечными листами. Сверху и снизу они усилены продольными полосами. С боков рамы расположены обносные швеллеры высотой 240 мм, которые при помощи консолей и поперечных полос соединены с хребтовыми балками. Консоли и полосы изготовлены из листов толщиной 10 мм.
В местах расположения шкворней тележек сверху рамы приварены листы с отверстиями для прохода шкворней, а снизу — стальные плиты толщиной 22 мм. К этим плитам болтами прикреплены стальные литые опорные пятники, которыми рама через подпятники опирается на тележки.
Сзади к раме прикреплен стальной литой буферный брус, который одновременно является задним стяжным ящиком. В средней части бруса сделан проем, куда устанавливают поглощающий аппарат автосцепки. Впереди рамы расположен стальной литой стяжкой ящик, имеющий в нижней части полки с отверстиями для установки шкворней стяжек и место для крепления радиального буфера сцепления.
Для ограничения поперечных колебаний тендера и опирания его на выступы балок тележек в кривых участках пути на раме имеются опорные скользуны. При движении тендера по прямому участку пути между скользунами и опорами на балке тележки всегда должны быть зазоры.
Хребтовая балка рамы четырехосного тендера паровоза Л состоит из двух вертикальных листов высотой 300 мм, толщиной 15 мм, расположенных на расстоянии 480 мм один от другого и приваренных к горизонтальным листам толщиной 12 мм.
Как уже было описано в разделе IV «Экипажная часть паровоза», сцепление тендера с паровозом на большинстве серий жесткое с радиальным буфером и лишь на немногих паровозах сохранилось упругое винтовое.
Водяные баки тендера также бывают клапанные и сварные. По своей форме они преимущественно прямоугольые, но бывают также и полуцилиндрические.
Прямоугольный бак шестиосного тендера паровоза ФД, как и большинства других современных паровозов, представляет собой сварную конструкцию и имеет в плане форму буквы П (рис. 231). Боковые стенки 1 бака обычно изготовлены из листовой стали марки Ст. 3 толщиной 6 мм, а потолок (палуба) и днище 5 — толщиной 7—8 мм. Для придания баку необходимой жесткости внутри него поставлены поперечные и продольные крепления — перегородки.
Поперечные перегородки 2 представляют собой листы, которые при помощи угольников приварены к боковым стенкам, к днищу и к палубе бака. Эти перегородки имеют вырезы, которые в соседних перегородках расположены со смещением. Помимо укрепления стенок бака, поперечные перегородки уменьшают колебание воды и гидравлические удары о стенки бака при движении паровоза, особенно при ускорении и замедлении хода.
Продольные крепления в виде двух полос 4 шириной 200 мм расположены на половине высоты бака и двух полос 10 шириной 150 мм на дне бака. Эти полосы приварены к перегородкам и к передней и задней стенкам бака.
Благодаря тому, что бак имеет П-образиую форму в передней части его образуется проем, который служит помещением для угля и называется угольным ящиком. Задняя и боковые стенки проема бака, которые одновременно являются и стенками ящика, имеют наклон. Это увеличивает объем ящика и дает возможность углю по мере расходования самотеком ссыпаться на дно его. Впереди угольного ящика устроен лоток с выходом в контрбудку для забора угля при ручном отоплении.
В нижней части проема расположено корыто углеподатчика, которое отделено от угольного ящика восемью задвижными заслонками; эти заслонки образуют дно ящика.
Бак устанавливают на раме тендера на деревянных подкладках и укрепляют при помощи лап 7, которые располагают позади и впереди бака, а также у задней стенки проема. Для набора воды в задней части бака на палубе установлены три горловины 6: две с боков, а третья — поперек бака. Для облегчения установки тендера под водоразборную колонку горловины сделаны удлиненными. В каждой горловине установлена сетка, чтобы не попадали посторонние предметы. Сверху горловины закрыты крышками на петлях. Для очистки и промывки в его днище сделаны люки 3.
На паровозах, оборудованных углеподатчиком, в левом переднем углу бака отгорожено помещение, где установлена машина углеподатчика, а в наружной и передней стенках этого помещения сделаны дверцы. Над помещением для машины углеподатчика сделан ящик 11 для хранения инструмента. Такой же ящик сделан в баке и с правой стороны. В тендерном баке паровоза JI в правом переднем нижнем углу помещен бачок для смазочного масла.
К передней части бака прикреплена контрбудка 7 (см. рис. 230), представляющая собой металлический каркас, обшитый листовой сталью. При помощи брезентовых мехов 8 контрбудка соединена с будкой паровоза и составляет с ней одно помещение. Пол контр будки сделан на одном уровне с полом будки, место стыка полов перекрыто металлическим фартуком. В задней стенке контрбудки сделаны двустворчатые дверцы для прохода в угольный ящик.
На пружинной стенке бака, справа, установлены три водопробных крана, по которым определяют уровень воды. Для определения уровня воды в тендерах типа 58 паровозов П36 и Л В, кроме водопробных кранов, в баке установлено поплавковое устройство со шкалой и указателем в контрбудке. На шкале указывается наличие воды в баке в кубических метрах.
Подача воды из тендерного бака к питательным приборам на паровозе осуществляется по двум водоприемным трубам 10 (см. рис. 230) с водозапорными клапанами и гибкими резиновыми рукавами. Водозапорный клапан (рис. 232) расположен внутри бака, в месте присоединения водоприемных труб. К днищу бака болтами прикреплен чугунный корпус 1, в которога установлен чугунный клапан 2. К верхнему ушку клапана посредством валика присоединен стержень 4 привода, который в свою очередь соединен с винтом 8. На палубе бака укреплен фланец 6, внутри которого установлена гайка 5 с трапецеидальной резьбой, удерживаемая планкой 7. В гайку ввернут винт 8. Вращая винт маховиком 9, укрепленным на верхнем конце винта, можно поднимать или опускать клапан, открывая или закрывая доступ воде в водоприемную трубу. Приводы водозапорных клапанов выведены в контрбудку. Чтобы в водоприемную трубу не попадали посторонние предметы, над клапаном установлена сетка 3.
Водозапорный клапан тендеров паровозов Л, Еа и Емв отличие от других тендеров представляет собой вентиль-задвижку, которая установлена снаружи тендерного бака на водоприемной трубе.
Для слива воды с палубы в случае переполнения бака водой имеются спускные трубы. На некоторых баках установлена сигнальная труба, верхний обрез которой несколько не доходит до палубы бака; через нее сливается излишняя вода.
На тендере паровозов ЛВ и П36 отработавший в машине углеподатчика пар отводится в водяной бак через установленный в его задней части маслоотделитель.
Часть паровозов ТЭ имеет безрамный тендер с полуцилиндри-ческим (корытообразным) баком, который изготовлен из листов толщиной 8 мм. Передний и задний стяжные ящики, а также пятники и скользуны приварены к баку. Сила тяги паровоза передается через водяной бак, который в этом случае называется несущим.
§ 106. АВТОМАТИЧЕСКАЯ СЦЕПКА ТЕНДЕРА
Все локомотивы, в том числе паровозы и вагоны наших железных дорог, оборудованы автоматической сцепкой. Автосцепка введена взамен так называемой винтовой упряжи, которая по своей прочности не выдерживала тяговых усилий, возникающих при вождении тяжеловесных поездов. Наибольшее тяговое усилие, которое выдерживала винтовая упряжь, около 65 Т, а автосцепка рассчитана на усилие 200 Т и более.
Подвижной состав железных дорог оборудован нежесткой автосцепкой типа СА-3 (советская автосцепка третьего типа), разработанной советскими инженерами И. Н. Новиковым и В. Г. Головановым под руководством проф. В. Ф. Егорченко.
Автосцепки, устанавливаемые на вагонах и тендерах, совершенно одинаковы. Паровозная автосцепка (см. главу 16) отличается тем, что она жестко крепится к розетке и не имеет хвостовика, который на вагонах и тендерах соединен с фрикционным аппаратом.
Автосцепка типа СА-3 (рис. 233) имеет корпус 6, представляющий собой стальную пустотелую отливку, состоящую из головы, в которой помещен механизм сцепления, и хвостовика, имеющего га конце отверстие под клин для соединения с хомутом фрикционного аппарата. Голова автосцепки имеет большой зуб а, малый зуб б и между ними углубление — зев, которые и образуют контур зацепления автосцепки.
Механизм автосцепки, расположенный в голове корпуса, имеет замок 5, замкодержатель 2, собачку 3, подъемник замка 4 и валик 1 подъемника. Замок 5 служит для замыкания головы автосцепки. Через окно в корпусе замок выступает с левой стороны в зев головы. При сцеплении он западает за замок второй автосцепки и таким образом запирает сомкнутые автосцепки. Замкодержатель 2 вместе с собачкой 3 является запорным устройством автосцепки и предохраняет ее от самопроизвольного расцепления. Лапа замко-держателя через окно в средней части также входит в зев головы. В сцепленном состоянии малый зуб соседней автосцепки упирается в лапу замкодержателя и отводит его внутрь головы. В этом положении противовес замкодержателя служит упором для верхнего плеча собачки, которое препятствует перемещению замка внутрь головы.
Подъемник 4 выполняет следующие функции: при расцеплении отводит собачку от упора в противовес замкодержателя, затем убирает замок внутрь головы автосцепки и удерживает его в расцепленном положении до разведения автосцепок. Подъемник посажен на валик 1, который прикрепляется болтом к головке. Поворот подъемника производят при помощи рычага расцелного устройства, выведенного на край буферного бруса и соединенного цепью с валиком подъемника.
Сцепление автосцепок происходит следующим образом (рис. 234). При сближении и нажатии автосцепок (положение I) малые зубья скользят по наклонным плоскостям больших зубьев, вследствие чего отклонившаяся на 175 мм голова автосцепки будет перемещаться по стрелке / к своему центральному положению. При отклонении головы автосцепки в противоположную сторону (как показано пунктиром) малые зубья скользят один по другому и автосцепка будет перемещаться в центральное положение по стрелке 2.
В результате таких перемещений и нажатия автосцепок малые зубья начинают входить в зевы (положение II). Выступающие замки автосцепок приходят в соприкосновение и входят внутрь голов, что дает возможность малым зубьям полностью войти в зевы, а большим зубьям зайти за малые. При этом происходит небольшое отклонение автосцепок в противоположные стороны. Когда малые зубья займут крайние положения в зевах, внутренняя часть зева (со стороны малых зубьев) освобождается, замки под действием собственного веса выпадают из голов и таким образом запирают автосцепки (положение III).
Лапы замкодержателей в сцепленных автосцепках нажаты малыми зубьями, их противовесы подняты и создают упор собачкам, связанным с замками, благодаря чему последние не могут переместиться, и саморасцеп автосцепок произойти не может.
Для расцепления необходимо убрать замок из автосцепок внутрь головы поворотом валика 15 подъемника (рис. 235), который при помощи цепи 16 соединен с расцепным рычагом 17, укрепленным на кронштейне 18. Чтобы убрать замок автосцепки, нужно рукоятку рычага 17 повернуть налево вверх, тогда противоположное колено рычага отклонится вправо и при помощи цепи повернет валик подъемника, а с ним и подъемник замка.
Замок будет удерживаться в голове автосцепки до тех пор, пока на лапу замкодержателя будет давить малый зуб соседней автосцепки. После того как одна из автосцепок будет отведена, замко-держатель под действием противовеса повернется вокруг своей оси подвешивания и лапа войдет в зев автосцепки; затем под влиянием веса замка подъемник с валиком повернется в обратную сторону, освободит замок и он также выпадет в зев автосцепки. Таким образом, автосцепка готова для следующего сцепления. Чтобы удержать замок в голове автосцепки на случай необходимости работы без сцепления (например, при маневрах), нужно рукоятку рычага 17 не опускать вниз, а закрепить ее в прорези кронштейна 18.
Автосцепку устанавливают по основным размерам ГОСТ 3475—62. Ось автосцепки паровоза и тендера должна находиться и пределах 980—1070 мм над уровнем головок рельсов (ПТЭ § 152).
Установка тендерной автосцепки изображена на рис. 235. Автосцепку 1 при помощи клина 4 соединяют с хомутом 12, внутри которого расположен корпус поглощающего аппарата 5. Корпус поглощающего аппарата и хомут установлены в заднем стяжном ящике тендера.
На тендерах грузовых паровозов установлен шестигранный поглощающий аппарат типа Ш-I-TM, который имеет следующее устройство. В стальном корпусе 5 помещены наружная пружина 6, внутренняя пружина 7 и нажимная шайба 8. В шестигранной горловине корпуса расположены три фрикционных клина 9, имеющих форму горловины. Внутри клиньев помещен нажимной конус 10. Все детали удерживаются в корпусе при помощи стяжного болта 13. Между хвостовиком автосцепки и поглощающим аппаратом установлена упорная плита 11, которая упирается в выступы стяжного ящика.
Под действием тягового усилия, приложенного к автосцепке, соединенный с ней хомут нажимает на корпус поглощающего аппарата и через пружины, фрикционные клинья и нажимной конус аппарата передает это усилие на упорную плиту и раму тендера. Пружины поглощающего аппарата в это время сжимаются, а фрикционные клинья под действием нажимного конуса расходятся и создают трение о стенки горловины корпуса. Сжатие пружин и трение клиньев о стенки корпуса смягчают тяговое усилие, действующее на автосцепку, и поглощают резкие рывки.
В случае нажатия хвостовика автосцепки на упорную плиту это усилие также через нажимной конус, клинья и пружины передается корпусу поглощающего аппарата, который упирается в выступы стяжного ящика. В этом случае поглощающий аппарат также смягчает и поглощает резкие толчки.
Па наружной стенке стяжного ящика, выходящей к буферному брусу, укреплена центрирующая розетка 3, через которую пропущен хвостовик автосцепки. К розетке на двух подвесках 2 подвешена центрирующая балочка 14, на которую ложится голова автосцепки. Это устройство поддерживает и центрирует автосцепку по оси тендера. Розетка, кроме того, служит упором для головы автосцепки при сильных ударах.
На тендерах пассажирских паровозов установлен поглощающий аппарат ЦНИИ-Н6 системы Новикова. Этот аппарат в отличие от шестигранного поглощающего аппарата состоит из двух последовательно соединенных частей — фрикционной и пружинной. При нагружении сначала сжимаются пружины только пружинной части, а затем вступает в работу фрикционная часть, которая устроена аналогично шестигранному аппарату. Поглощающий аппарат ЦНИИ-Н6 обеспечивает плавное трогание поезда с места и хорошее поглощение рывков и толчков.
§ 107. ТЕЛЕЖКИ ТЕНДЕРА
Наиболее распространенными тендерными тележками являются двухосные. По своей конструкции эти тележки бывают: с листовой клепаной рамой, с поясной (сборной) рамой и с литыми боковыми рамами. Рессорное подвешивание у тележек может быть одинарным или двойным.
Тендеры последних выпусков паровозов СО, Су и Эр имеют листовую клепаную тележку типа П-27. Боковые листы рамы тележки толщиной 29 мм впереди и позади соединены тавровыми балками. Посередине тележки, между боковыми листами, расположена шкворневая балка, которая состоит из двух тавровых балок высотой 400 мм, снизу соединенных стальной полосой, а сверху накрытых листом. Шкворневая балка при помощи раскосов соединена с передней и задней тавровыми балками. На шкворневой балке болтами укреплен подпятник, на который через пяту опирается рама тендера. В каждом боковом листе имеются два выреза, в которых болтами укреплены буксовые направляющие. В эти вырезы входят буксы.
Тележка имеет двойное рессорное подвешивание: на буксах усыновлены листовые рессоры, а на подвесках рессор надеты цилиндрические пружины. При помощи кронштейнов, прикрепленных к раме, тележка опирается на цилиндрические пружины, от которых через подвески и листовые рессоры нагрузка передается на буксы.
Колесная пара тележки имеет центры с бандажами диаметром 1050 мм. Буксы тележки имеют подшипники скольжения. Тележки с поясной (сборной) рамой установлены под тендерами части паровозов Эу, Эм и СО. Рама (боковина) тележки состоит из трех стальных поясов: верхнего, среднего диагонального и нижнего, жестко скрепленных колонками и болтами у букс и в средней части. Рессорное подвешивание этих тележек осуществлено в виде двух комплектов цилиндрических пружин или комбинации цилиндрических пружин и эллиптических рессор, установленных в средней части рам. Па эти пружины и рессоры опирается шкворневая балка тележки. Такие тележки отличаются простотой изготовления и ремонта, однако в эксплуатации они оказались недостаточно прочными.
Примером тележки с литыми боковыми рамами может служить тележка тендера паровоза Л (рис. 236). Она имеет стальную литую шкворневую балку 5, которая в вертикальной плоскости сделана в виде бруса равного сопротивления изгибу. По концам балка расширяется (в плане), и здесь образованы цилиндрические поверхности, которыми она входит в соответствующие окна боковых рам 1. Это дает возможность шкворневой балке смещаться относительно боковых рам как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Для ограничения поворота балки в горизонтальной плоскости на цилиндрических поверхностях ее сделаны приливы А.
Боковая рама тележки представляет собой фасонную стальную отливку поясного типа. Посередине рамы сделано окно для установки хвостовика шкворневой балки и комплекта рессор, а с боков— облегчающие вырезы. По концам рамы имеются буксовые вырезы. Шкворневая балка опирается на боковые рамы через комплекты рессор, каждый из которых состоит из одной эллиптической десятилистовой рессоры 3 и четырех двойных цилиндрических пружин 4.
В центральной части шкворневой балки отлито цилиндрическое углубление Б, являющееся подпятником, куда установлен пятник рамы тендера, передающий нагрузку на тележку. Такое устройство опоры дает возможность тележке свободно поворачиваться относительно рамы тендера в кривых участках пути.
В центре углубления шкворневой балки и в пятнике имеется отверстие В, куда вставлен шкворень, предотвращающий смещение пятника со своего места. В верхней части шкворневой балки по бокам сделаны приливы Г для установки чугунных скользунов.
Шкворневые балки тендерных тележек паровоза Л в эксплуатации оказались слабыми, вследствие чего в условиях депо их пришлось усиливать постановкой в нижней части накладки толщиной 16 мм, а новые отливать усиленными. Усилены также и пятники тендера. Для укрепления подвесок тормозной передачи 7 с внутренней стороны боковых рам отлиты кронштейны Д. Буксы 2 расположены в буксовых вырезах боковых рам и имеют подшипники скольжения. Опытная партия тендеров паровозов Л выпущена на подшипниках качения. Колесные пары 6 имеют диаметр 1050 мм. Шкворневую балку, боковые рамы и буксы тележки отливают из стали марки 25Л11.
Аналогичную нежесткую конструкцию имеют тележки тендера паровозов Еа и Ем, только буксы у этих тележек отлиты заодно с боковыми рамами. Рессорное подвешивание тележек. состоит из двух комплектов цилиндрических пружин, по четыре двойных пружины с каждой стороны. Колесные пары имеют диаметр 914 мм.
Тендеры паровозов ФД, ЛВ и П36 имеют трехосные тележки. Тележка тендера паровоза ФД сочлененной конструкции. Она имеет раму, состоящую из четырех стальных литых боковин коробчатого сечения, в каждой из которых имеются вырезы для буксы и поперечной балки. Каждая боковина опирается одним концом на буксу крайней оси, а другим — на плечо балансирной буксы средней оси. В окнах, сделанных в средней части боковин, установлены комплекты цилиндрических пружин, на которых уложены концы поперечных балок, связывающих боковины рамы. Каждый комплект состоит из пяти пружин, а на всей тележке установлено 20 цилиндрических пружин.
На поперечных балках уложены две внутренние продольные балки, на которых установлена шкворневая балка, имеющая углубление для пятника и отверстие для шкворня. В углублении уложена сменная стальная плавающая шайба. Для смазывания шайбы и пятника подведена смазка от масленки, установленной на наружном швеллере рамы тендера. Внутренние продольные балки имеют приливы для установки скользунов.
Трехосная тележка тендера типа 58 паровозов ЛВ и П36 (рис. 237) имеет раму сварно-литой конструкции и двойное рессорное подвешивание. Колесные пары тележки оборудованы буксами 2 с подшипниками качения. Боковины рамы 3 и 4 сварены из двух листов стали марки СтЗ толщиной 18 мм. В пространстве между листами боковин размещены рессоры и балансиры. В боковинах сделаны вырезы для литых буксовых направляющих 10.
При помощи средних креплений 5, сваренных из листов, и концевых литых креплений 6 боковины соединены между собой. В центре тележки с опорой на средние крепления 5 расположено литое шкворневое крепление (сталь 25ЛШ) с опорной чашкой, на которую опирается пята рамы тендера и через которую пропущен шкворень.
В отливке шкворневого крепления сделаны высокие боковые приливы, которые являются скользунами 11. Нагрузка от рамы тележки передается через пружины 7, подвески 8, балансиры и рессоры 9 на буксы. Диаметр колес тележки 1050 мм, колесная база тележки составляет 3120 мм.
Колесные пары тележек тендеров подобно вагонным колесным парам имеют наружные шейки. Оси колесных пар, отковываемые из осевой стали, имеют различные размеры в зависимости от грузоподъемности тендера и нагрузки на ось. Колесные центры у тендеров бывают спицевыми или дисковыми, причем дисковые делятся на литые и цельнокатаные. Отливают или катают колесные центры из стали. Колесные центры напрессовывают на оси, так же как и у паровозных колесных пар, гидравлическим прессом.
Бандажи тендерных колесных пар катают из бандажной стали марки III по ГОСТ 398—71 и в обработанном виде они имеют ширину 130 мм. Профиль тендерного бандажа несколько отличается от профиля паровозных бандажей в части гребня.
Буксы тендеров бывают со скользящими или роликовыми подшипниками. Букса со скользящим подшипником (рис. 238) имеет чугунный или стальной литой корпус 6, который надевают на шейку оси и устанавливают в направляющих буксового выреза рамы тележки. На шейку оси уложен подшипник 2, а на подшипник — вкладыш 3, на который опирается корпус буксы. Внутренним торцом вкладыш упирается в заплечик подшипника. Поверхность вкладыша, обращенная к корпусу, имеет выпуклую форму, что предотвращает перекос подшипника на шейке в случаях перемещения корпуса буксы.
Чтобы предотвратить попадание в буксы пыли или песка, в корпусе с внутреннего торца отлита кольцевая камера, в которую вставляют пылевую шайбу 4. С наружной стороны корпус имеет отверстие, которое закрывается крышкой 1 с пружиной, обеспечивающей плотное закрытие буксы.
В нижнюю часть корпуса буксы устанавливают польстер, подобный тем, которые применяют в паровозных буксах (см. главу 17), а при отсутствии польстеров закладывают пропитаннную маслом подбивку 5 из хлопчатобумажных концов, которая прижимается снизу к шейке оси. По мере расходования смазочного масла последнее добавляют в буксу через отверстие.
Подшипники тендерных букс имеют стальной корпус (Ст2 или СтЗ), армированный внутри бронзой марки ОЦСНЗ-7-5-1 и залитый кальциевым баббитом марки БК.
Тендеры паровозов П36 и ЛВ, а также часть тендеров паровозов Л и ТЭ оборудованы роликовыми подшипниками. На тендерах применяют цилиндрические и сферические роликоподшипники.
Большинство тендеров типа 58 паровозов ЛВ и П36 (около 70%), а также тендеров паровозов Л оборудованы неразъемными буксами с двумя цилиндрическими подшипниками. Часть паровозов ЛВ и П36 (около 30%) имеет тендерные и поддерживающие оси с двумя двухрядными сферическими роликовыми подшипниками. Для эксплуатационной проверки было также выпущено несколько тендеров с установкой на каждой шейке оси одного цилиндрического и одного сферического двухрядного роликоподшипников.
В стальном корпусе И буксы (рис. 239) размещены два цилиндрических роликовых подшипника. С наружной стороны корпус буксы закрывается двумя крышками — большой 7 и малой 4. Большую крышку снимают для осмотра или смены роликоподшипников, а малую — для пополнения буксы смазкой и осмотра закрепительной гайки. С внутренней стороны букса закрывается крышкой 12 и уплотняется лабиринтным кольцом 14, напрессованным на ось.
Каждый роликоподшипник состоит из наружного кольца 8, установленного на скользящей посадке в корпусе буксы, роликов 9, внутреннего кольца 10, напрессованного на шейку оси, и сепаратора, удерживающего ролики на одинаковом расстоянии. В каждом роликоподшипнике 14 роликов диаметром 42 мм и длиной 65 мм. Между роликоподшипниками установлены распорные кольца 1 и 2.
Роликоподшипники удерживаются на шейке от действия осевых нагрузок упорной шайбой 3 и закрепительной гайкой 6, которая навернута на хвостовик осп и фиксируется стопорной планкой 5 при помощи двух болтов. Во внутренней крышке 12 поставлено войлочное уплотнительное кольцо 13.
Роликовые буксы тендера паровоза ТЭ имеют два цилиндрических роликоподшипника, посаженных на ступенчатой шейке. Внутренний роликоподшипник установлен на конической части шейки, а наружный — на цилиндрической части и укреплен конической втулкой. На части тендеров этих паровозов наружный цилиндрический роликоподшипник заменен двухрядным сферическим роликоподшипником. Корпус роликовой буксы состоит из двух половин с горизонтальной линией разъема посередине.
§ 108. ОБОРУДОВАНИЕ ТЕНДЕРА ДЛЯ НЕФТЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
Для хранения мазута на тендерах паровозов с нефтяным отоплением устанавливают специальный бак (рис. 240) цельносварной конструкции цилиндрической формы, емкость его в зависимости от мощности паровоза колеблется от 12 до 22 л«3. Устанавливают бак на опорных подкладках непосредственно на водяной бак тендера и крепят к нему при помощи металлических поясов и стяжек. Внутри бака 1 устанавливают трубчатый паровой подогреватель 3, состоящий из двух расположенных под углом друг к другу секций, которые соединены между собой, образуя таким образом общую батарею.
Размер подогревателя зависит от емкости бака: на каждую тонну мазута должн быть не менее 0,4 м2 поверхности нагрева подогревателя. По длине он должен располагаться так, чтобы концы его не доходили до торцовых стенок бака на 100—150 мм.
Впуск пара в подогреватель производят при помощи запорного вентиля 2, установленного на паропроводе снаружи бака. Отработавший пар из подогревателя отводится по трубе 6 в водяной бак тендера или атмосферу. Диаметр пароотводной трубы 6 меньше диаметра трубы подогревателя, что обеспечивает поддержание в подогревателе некоторого давления и более высокой температуры, а также более экономный расход пара, который составляет 10 кг/ч на 1 м2 поверхности нагрева подогревателя.
Располагая этими данными, можно подсчитать, что для нефтяных баков емкостью 12—22 м2 поверхность нагрева подогревателя должна быть равной 4,8—8,8 м2, а расход пара на подогрев мазута — 48—88 кг/ч.
Пар для подогрева мазута поступает по паропроводу 7 диаметром 25 мм от специальной пароразборной колонки, установленной в будке машиниста (см. гл. 4). На паропроводе (между паровозом и тендером) поставлен компенсатор 8, поглощающий относительные перемещения паровоза и тендера во время движения и предохраняющий паропровод от повреждения.
Выемку подогревателя из бака для осмотра и ремонта производят через отверстие в торцовой стенке бака, закрытое люком 4. Наполняют бак мазутом через люк 10 в верхней части бака, в который вставлена металлическая сетка 9, удерживающая посторонние предметы и грязь. Уровень мазута измеряют масломерной рейкой через отверстие в баке. Для отвода из бака паров мазута поставлена пароотводная труба 11 диаметром 25 мм и высотой 250 — 400 мм.
В передней нижней части бака размещен отстойник (сборник) 5 прямоугольной формы с полукруглым дном, приваренный к баку или соединенный с ним трубой большого диаметра. Емкость отстойника 50—100 л. Внутри отстойника помещен трубчатый змеевик 14 диаметром 18—24 мм, который имеет поверхность нагрева 0,7—1,0 м2. Подвод пара к змеевику осуществляется по тому же паропроводу 7 через вентиль 13 и трубу 12. При помощи вентилей 2 и 13 можно регулировать температуру подогрева мазута как в баке, так и в отстойнике.
Отработавший пар из змеевика отводится в атмосферу, а спуск воды от отстойника, которая выделяется из мазута в результате его подогрева, производят при помощи краника 17. На отстойнике укреплен питательный кувшин 15 с пробковым краном 16. Питательный кувшин установлен на высоте 250—300 мм от днища отстойника. Внутри кувшина поставлена сетка, которую периодически вынимают и очищают от грязи. От питательного кувшина проходит мазутопровод 18, имеющий между тендером и паровозом гибкий рукав 19, по которому подается мазут к форсункам топки.
Для безопасности кран 16, отделяющий отстойник от питательного кувшина, имет привод, позволяющий закрывать нефтепровод как из будки машиниста, так и с обеих сторон снаружи тендера.
Положение ручек привода должно быть горизонтальным при открытом кране и опущенным вниз — при закрытом. Все запорные приспособления и краны нефтяного бака, отстойника и питательного кувшина должны быть совершенно исправными и не давать пропуска мазута.
Для удобного и безопасного доступа к люку 10 при наборе неф-гетоплива нефтяной бак снабжен ступеньками, перилами и площадкой из рифленого железа.
Для предотвращения потерь тепла нефтяным баком из излучения температуру мазута следует регулировать так, чтобы в баке она была не более 50°С. Подвод пара в подогреватель регулируют в таких размерах, чтобы из пароотводной трубы выходил не пар, а конденсат.
Бак для мазута следует через каждые три-четыре месяца очищать от грязи и одновременно проверять батарею подогревателя. При этом нужно обращать особое вимание на плотность соединений и предотвращение возможных пропусков пара в мазут и мазута в подогреватель.
У паровозов, приспособленных к комбинированному углемазутному отоплению, на тендере установлен бак для мазута емкостью от 1,0 до 3,5 м3. Бак размещают в передней верхней части тендера за контрбудкой. В нижней части бака, так же как и при полном нефтяном отоплении, установлен отстойник, а на нем питательный кувшин с фильтром. От кувшина по трубопроводу мазут подается к регулировочному вентилю и форсунке. Мазутопровод между тендером и паровозом имеет гибкое соединение в виде резинового рукава.
Как в баке, так и отстойнике установлены паровые подогреватели. При углемазутном отоплении использованы следующие типовые детали нефтяного отопления: нефтеотстойник, питательный кувшин и пароразборная колонка. Подача пара к подогревателям от пароразборной колонки осуществляется по паропроводу, также имеющему гибкое соединение между паровозом и тендером.
§ 109. Бустер
При трогании с места и вообще при движении с небольшими скоростями {на подъеме) сила тяги паровоза ограничивается по машине и сцеплению; у котла в этих случаях имеется избыток мощности (паропроизводительности): малое число оборотов колеса в единицу времени обусловливает и меньший абсолютный расход пара котлом, как бы мы ни увеличивали отсечку.
Между тем именно при разгоне поезда или при движении на подъеме от паровоза требуется максимальная работоспособность. Учитывая это, а также и горочную .маневровую работу, когда от паровоза требуется наивысшая сила тяги, американцы часть своих паровозов оборудуют бустерами.
Бустер, или так называемый «вспомогательный локомотив», представляет собой очень компактную двухцилиндровую паровую машину, устанавливаемую обычно на одной из тендерных тележек, а иногда на задней тележке паровоза.
Бустер должен быть очень надежной машиной, безотказно работающей при всяких условиях. Затрудненный доступ к машине бустера требует больших подготовительных работ в депо для ее осмотра и тем более ремонта. Поэтому для получения наивысшей надежности бустерная машина имеет самое простое устройство — с постоянным, близким к единице, наполнением цилиндров. Здесь вопросы экономичности уже отходят на второй план. Бустерная машина расходует до 20 кг пара на л. с./час, т. е. примерно в три раза больше, чем расходует на л. с./час основная паровозная машина.
По достижении скорости движения 15 — 17 км/час бустер должен быть выключен, так как добавочный абсолютный расход пара здесь становится настолько ощутительным, что дальнейшее увеличение скорости движения поезда будет лимитироваться уже по котлу. Обычные системы бустеров, а их несколько (в США — Бетлехем, Франклин и др., в ЧехоСловакии — Шкода), рассчитаны на работу при движении паровоза со скоростями не свыше 15 — 17 км/час.
По выключении бустера его паровая машина и весь передаточный механизм к тендерным колесам останавливается и таким образом вхолостую не работает.
На фиг. 492 показана бустерная тележка тендеров паровозов сер. «ТА» и «ТБ». Рама тележки—цельнолитая жесткая, без всякого бокового перемещения. Заметим, что и конструктивное выполнение такой «тяговой» тележки, имеющей боковые перемещения, было бы затруднительным.
Рассматривая бустерную тележку, мы видим, что за габарит самой тележки выступают только спарники, соединяющие две движущих колесных пары тележки.
На фиг. 493 показано фото другой бустерной тележки — двухосной; здесь обе колесных пары тележки являются движущими. Фото внутреннего устройства тележки показано на фиг. 494. Машина расположена вдоль тележки и размещается между осями колесных пар.
Характерной чертой распространенных систем бустеров является нереверсивность их, необходимая, как мы дальше увидим, для получения наиболее простой и наиболее безопасно включающейся на ходу поезда машины.
За последнее время сконструированы более сложные реверсивные бустеры; это дальнейшее усовершенствование оказалось наиболее полезным для горочной работы. Появились также более быстроходные бустеры (Бетлехем), поставленные на тележки с колесами диаметром не 915 мм, как показано на фиг. 492, а 1 067 мм (42"), при чем для сохранения прежней силы тяги и даже для ее увеличения поставлена значительно более мощная машина и число движущих осей тележки увеличено до трех.
Сила тяги обычных бустеров при трогании с места колеблется в пределах 5—6,5 т, новых трехосных — до 8 т; если при обычных системах бустеров и нормальных по размеру колесах бустер должен выключаться уже при скорости 15—17 км/час, то новые типы бустеров могут работать и при скоростях 30—35 км/час, развивая и при такой большой скорости силу тяги около 3 т. Конечно котел при этом должен иметь значительно большую мощность.
Большая сила тяги бустера при компактных размерах машины объясняется ее быстроходностью. Передача движения тендерным колесным парам осуществляется посредством зубчатого редуктора.
Рассмотрим устройство бустерной паровой машины системы Бетлехем, показанной на фиг. 495..
Рама машины — картерная, одним концом навешивается на ведущую ось тендерной колесной пары, другим — подвешивается к раме тележки при помощи болта, показанного слева на разрезе по В—В.
Цилиндровый блок изолирован от картера.
Машина в общем напоминает собой стокерную, но выполненную в увеличенном масштабе (диаметр цилиндров — 305 леи, ход поршня — 272 мм, диаметр золотников — 115 мм).
Коренной вал машины—простой «прямой»; по концам насажены кривошипы с противовесами, по средине между подшипниками расположена ведущая (малая) шестерня.
Вращение от коренного вала машины посредством промежуточной шестерни передается шестерне, сидящей на ведущей оси тележки (см. тот же разрез по В — В). Промежуточная шестерня автоматически включается при пуске пара в машину и автоматически же выключается при закрытии пара. Во все время хода паровоза шестерня, сидящая на коренном валу машины, находится в зацеплении с промежуточной шестерней, закрепленной в поворотной обойме. Сама обойма имеет вращение вокруг коренного вала машины и пружиной, видной на чертеже (см. нижний разрез, по С — С), оттягивается влево. При этом зубья промежуточной шестерни задевают защелку, закрепленную сверху катера на оси, так что оди из зубов защелки входит в промежуток между зубьями шестерни. Как только пар открыт и бустер начинает работать, шестерня коренного вала стремится повернуть промежуточную, но этому препятствует упомянутая защелка. Благодаря этому промежуточная шестерня, упираясь в зуб защелки, уходит вправо и тянет за собой обойму, преодолевая сопротивление пружины.
При небольшом отклонении обоймы промежуточная шестерня войдет в зацепление с ведомой на оси тележки, и бустер начнет работать нормально. Шестерня (промежуточная) удерживается в зацеплении с ведомой до тех пор, пока имеется вращающий момент со стороны машины и давление между зубьями шестерен. Как только подача пара в бустер будет прекращена, ведущая шестерня начнет останавливаться и ведомая шестерня как бы оттолкнет промежуточную влево, чему, конечно, поможет и пружина обоймы. Отклонение обоймы влево будет продолжаться до тех пор, пока промежуточная шестерня не дойдет до защелки.
Для устранения опасности. поломки зубья большой ведомой шестерни, насаженной по средине оси тендерной колесной пары, имеют несимметричное очер-тание профиля, как показано на фиг. 496. На этом же чертеже даны и главные размеры этой ответственной детали бустера. Несимметричная форма профиля зубьев обусловливает недопустимость включения бустера на задний ход: шестерни будут расклиниваться, стремиться выйти из зацепления.
Коренной вал машины отковывается из твердой (за последнее время — легированной) стали за одно целое с кривошипами, противовесами и ведущей шестерней. Передаточное число зубчатого редуктора — оно обеспечивает получение еще при малой скорости движения тендера относительно большого числа оборотов машины бустера и в результате — значительной силы тяги.
Картер машины закрывается крышкой, предохраняющей машину от попадания пыли к ее трущимся частям. Смазка внешних частей машины—разбрызгиванием масла, налитого в картер.
Шарниры паропровода все же оказываются необходимыми, правда, во вдвое меньшем количестве.
На фиг. 497 показано пользующееся большим распространением в США сферическое соединение «Барко», состоящее из двух основных частей, вкладывающихся одна в другую; уплотнение достигается постановкой двух прокладных бронзовых колец. Весь шарнир слегка прижимается крышкой, укрепленной болтами. Сильное нажатие, конечно, недопустимо из-за неизбежного заклинивания при этом частей шарнира. Соединение это — типовое; наносным пунктиром показаны различные конструктивные изменения патрубков шарнира в зависимости от их укрепления к тем или иным неподвижным деталям паровоза и тендера. Один из патрубков укрепляется, другой,, естественно, остается на-весу.
Диаметр паропровода к бустеру—относительно велик (70 мм в. свету). Пар — перегретый, отбирается от камеры перегретого пара коллектора.
Отработавший пар выбрасывается в атмосферу по большой,, наклонно расположенной трубе, проходящей через водяной бак.
Пуск в ход бустера в США осуществляется тремя различными способами:
1) вручную,
2) при постановке рычага реверса на наибольшую отсечку и
3) при постановке рычага реверса на определенную (и любую больше этой) отсечку.
Для паровозов сер. «ТА» и «ТБ» нами был обусловлен ручной привод, наиболее приемлемый по условиям эксплуатации новых в то время для нас паровозов сер. «ТА» и «ТБ» с их значительной силой тяги.
Для пуска в ход бустера имеется серво-мотор, открывающий регуляторный клапан; последний установлен на паропроводе к машине. Регуляторный клапан и серво-мотор имеют устройство, показанное на фиг. 498. Впущенный в верхний горизонтальный цилиндр сжатый воздух перемещает поршенек вправо и, повертывая коленчатый рычажок, поднимает клапан регулятора и открывает проход пара в машине бустера.
Такое пневматическое устройство является необходимым из-за наличия особого контрольного блокировочного клапана, не позволяющего машинисту по рассеянности, небрежности или неопытности пустить бустер, не открыв предварительно продувательные клапаны ц и л и н д р о в бустерной паровой машины. На фиг. 499 показан этот чрезвычайно характерный для современного американского паровозостроения аппапат показывающий, что американцы часто идут на значительное конструктивное усложнение различных автоматов, чтобы только изоежать повреждения дорогих и ответственных деталей паровоза и тендера.
Справа показан рычаг воздушного реверса главной машины паровоза (внизу видна тяга к цилиндру серво-мотора воздушного реверса паровоза), слева— двойной контрольный аппарат. Этот аппарат имеет две рукоятки: верхнюю — для продувки цилиндров и нижнюю — для пуска бустера в ход.
На осях обеих рукояток сидят обычные круглые золотнички ; первый управляет впуском сжатого воздуха к продувательным клапанам «Окэди» цилиндров бустерной машины (клапаны имеют однотипное устройство с одноименными клапанами основной паровозной машины), второй-впуском воздуха в цилиндр серво-мотора регулятора. Устройство золотничков — обычное, на фиг. 499 оно °ПУ1Верхняя рукоятка (продувка цилиндров) при выключенном бустере находится в показанном на фиг. 499 положении-будем называть его «правое» положение. Перед пуском бустера в ход нужно поставить верхнюю рукоятку в среднее положение, когда продувательные клапаны бустерной паровой машины открываются силой сжатого воздуха. Сжатый воздух пойдет как к цилиндрам (трубка не показана на фиг. 499), так и по труоке. В к неоольшому вертикальному цилиндру, установленному возле рычага реверса главной паровозной машины. Поршенек этого цилиндрика пойдет вверх, повертывая при этом собачку Г. Если рычаг реверса находится на левой половине зубчатой дуги (сегмента), соответствующей переднему ходу, то выступ Б собачки Г беспрепятственно переместится вверх, и поршенек, сжимая пружину, займет верхнее положение, открыв тем самым проход сжатого воздуха в трубку Д. Если же рычаг реверса стоит на правой половине дуги (ход паровоза н а з а д), или на центре, как показано на фиг. 499, то привернутая болтом к рычагу реверса планка А не позволит выступу Б собачки подняться, и тем самым сжатый воздух не проникнет в трубку.
Итак, при ходе паровоза вперед поршенек поднялся, и сжатый воздух, заполнив трубку Д и далее канал Е, просверленный в нижней плите контрольного аппарата, поступает в полость вспомогательного цилиндра Ж и, переместив его поршенек вверх, повернет против часовой стрелки рычажок 3. Последний своим верхним концом разомкнет запертую до этого момента пусковую рукоятку бустера, управляющую впуском воздуха в серво-мотор регулятора. Машинист сможет ее повернуть и тем самым пустить бустер в ход.
Если машинист не откроет предварительно продувательных клапанов цилиндров машины бустера, или если паровоз идет тендером вперед, или если реверс стоит «на центре» — бустер не может быть включен.
После пуска бустера в ход и прогрева цилиндров верхняя рукоятка перебрасывается в левое (нижнее на фиг. 499) положение, цилиндровые продувательные клапаны бустера закрываются, но сжатый воздух из трубок В и Д при этом положении не выходит, и машинист при работающем бустере не может перевести рычаг реверса на обратный ход паровоза: планка А рычага реверса упрется в боковую часть зуба Б поднятой собачки и не позволит машинисту перевести рычаг реверса на другую половину сегмента, т. е. на обратный ход.
Рассмотренная блокировка оказывается чрезвычайно эффективно и безусловно сохранила работающие бустеры от крупнейших повреждений. Несмотря на некоторую общую сложность аппарата, в работе он надежен; это объясняется высокой точностью обработки и сборки всех его деталей.
В заключение этого параграфа укажем, что бустеры и в наших условиях имеют значительные шансы на распространение, во многих случаях повышая хозяйственный эффект работы паровозов. Советские изобретатели работают над созданием и усовершенствованием отечественного бустера.
§ 110. ПУШЕР
Пушер, или толкатель угля, как показывает само название прибора, представляет собой принадлежность угольного ящика тендера. Пушерами оборудованы и тендеры паровозов «ТА» и «ТБ».
С наибольшим эффектом пушеры применяются при наклонной задней поперечной стенке угольного ящика и при стокерном отоплении, как показано на фиг. 500.

В верхней части стенки устанавливается наклонный цилиндр А, работающий или воздухом или паром. Шток поршня, заключенный в кожух Б. выходит вниз и несет на себе два больших скребка-траверсы В и Д. Перемещаясь вниз и вверх, управление от распределительного крапа скребки подталкивают уголь к жолобу. Работа пушера очень производительна, он значительно облегчает труд бригады; в частности в зимнее время часто образующиеся угольные «своды» (стокер берет уголь снизу) легко разрушаются пушером.

На фото фиг. 501 показан пушер при ручном (нестокерном) отоплении: центральный щиток на дне угольного ящика, перемещаясь вперед и назад, подталкивает уголь к передней части тендера, где размещен лоток.