> Техника, страница 72 > Поворотные устройства

Поворотные устройства

Поворотные устройства, поворотные круги и приспособления для поворачивания паровозов. Поездной паровоз может развивать полностью возможную для него скорость, только следуя передним ходом. Такое положение паровоза в большей мере обеспечивает и безопасность следования поезда. Только специальные танковые паровозы могут безразлично двигаться с одинаковой скоростью как передним, так и задним ходом. Поэтому в тех пунктах ж. д., откуда паровозы должны возвращаться обратно в свое основное депо, а также в этих депо устраиваются приспособления для поворота паровозов. Наиболее распространенными из них являются поворотные круги.

Поворотный круг обычно состоит из железной фермы, образуемой двумя продольными клепаными из листового железа балками, скрепленными, несколькими поперечными скрепами. Посредине фермы устраивается опора, вокруг которой ферма может вращаться. По верхним поясам балок фермы проложены рельсы. Расстояние между рельсами такое же, как и в пути, а по высоте рельсы расположены т. о., что служат продолжением рельсовых путей, ведущих на круг. Паровоз с тендером въезжает йа рельсы фермы, вместе с ней поворачивается вокруг центральной опоры и становится в нужном направлении. Для поддержания концов фермы поворотного круга при входе на него паровоза, к концам фермы приклепываются поперечные балки, несущие на себе колеса, к-рыми концы фермы и опираются на круговой рельс, расположенный по окружности, описываемой ее концами. По конструкции своих ферм поворотные круги разделяются на уравновешенные и неуравновешенные. Уравновешенные поворотные круги после установки на них паровоза опираются только на свою центральную опору и только на ней и вращаются. Колеса концевых тележек фермы при поворачивании паровоза не должны опираться на круговой рельс и они воспринимают на себя часть веса паровоза только при входе паровоза на круг и сходе с него. У неуравновешенных, кругов балки фермы делают разрезными; они состоят из двух отдельных частей, соединенных шарниром в средней части фермы у опоры. Поэтому концевые тележки ферм неуравновешенных кругов всегда опираются своими колесами на круговой рельс и при нахождении паровоза на кругу всегда воспринимают на себя часть его веса. Наиболее распространенный тип уравновешенного поворотного круга показан на фигуре 1 и 2. Для установки круга в земле делается чашеобразное углубление (фигура 1) с верти

кальными стенками а и наклонным к центру дном б, называемое котлованом круга.Вертикальные стенки котлована облицовываются крепким камнем или делаются бетонными. Дно котлована покрывается хорошей мостовой или тщательно бетонируется. Для того чтобы в котловане круга не застаивалась вода, из котлована должен быть устроен надежный отвод воды в коллектор. В центре котлована о устраивается солидный фундамент г для центральной опоры круга, рассчитываемый на нагрузку его весом фермы вместе с паровозом и тендером в рабочем состоянии. По окружности котлована круга на расстоянии около 0,5 метров от

его вертикальной стенки укладывается круговой рельс д, на к-рый при входе паровоза ферма круга и опирается своими концевыми колёсами е. Чтобы избежать затруднения при вращении фермы круга, круговой рельс должен быть тщательно выверен по ватерпасу и тщательно укреплен на каменных, бетонных или в крайности деревянных подкладках, Фермы ж поворотных кругов для поворачивания современных больших паровозов делаются из листов железа толщиной до 15 миллиметров, а их поперечные скрепы из листов толщиной до 10 миллиметров. В том случае, если грунтовые воды в месте установки круга низки и нет опасения, что котлован круга будет заливаться подпочвенными водами, ферма поворотного круга делается вида, изображенного на фигуре 1, и в средней своей части достигает высоты до 1¹/₂ м. При высоких грунтовых водах ферма делается более низкой, но для прочности устраивается в виде раскосной балки с ездой понизу. Ферма уравновешенного поворотного круга, опираясь на центральную опору или головку круга, не должна касаться концевыми колесами кругового рельса. Регулирование подъема фермы над круговым рельсом достигается при помощи установочных болтов и (фигура 2), на которых подвешивается ферма. Для того чтобы при входе паровоза на поворотный круг не происходило сильных ударов концевых колес фермы о круговой рельс, могущих расстроить и повредить соединения фермы, иногда устраивают особые подкладные клинья или эксцентрично насаженные кулаки, которые приводятся в действие при помощи привода и создают временную опору концов фермы на круговой рельс, препятствуя т. о. колебаниям фермы и ударам ее концевых колес о круговой рельс. Для того же чтобы ферма круга после установки ее против нужного пути не могла сдвинуться с места, по концам ее устраиваются или задвижки, задвигаемые при помощи приводов в особые гнезда в вертикальной стенке котлована, или закладки, забрасываемые в вырезы скоб, скрепляющих концы рельсов, подходящих к кругу.

Центральные опоры или головки поворотных кругов устраиваются различным образом. На фигуре 2 показана роликовая головка системы Селлерса и ее соединение с фермой поворотного круга. Головка сист. Селлерса состоит из колонны а, опирающейся на фундамент при помощи широкого опорного кольца б. Верхний конец колонны а обточен по шаровой поверхности, и на него опирается нижняя часть головки круга в, низ которой имеет шаровое углубление, соответствующее верхней части колонны а. Над нижней частью головки в расположена верхняя ее часть з, к которой подвешена на болтах и, и ферма круга ж и которая опирается на нижнюю часть головки при помощи ряда конич. роликов д (фигура 2), облегчающих скольжение верхней части головки по нижней. Для большей устойчивости верхняя часть головки снабжена шипом е, входящим в соответствующее углубление нижней части. Ролики д располагаются по всей окружности головки лишь с небольшим зазором между ними. Они делаются из лучшей стали и тщательно обтачиваются и закаливаются. Для того чтобы при работе круга каленые ролики не срабатывали тела чугунных частей головки в и з, в головку вкладываются опорные стальные каленые шайбы з, по которым и происходит перекатывание роликов ό. Во избежание перекашивания фермы круга в поперечном направлении, по бокам ее, в центральной части, возле головки устраиваются колеса к, могущие в случае нужды опереться на круговой выступ л опорного кольца б. Оси колес к устроены эксцентричными и при поворачивании их в их гнездах позволяют несколько приподнимать или опускать колеса, которые устанавливаются т. о., чтобы при нормальном положении круга, нагруженного паровозом, они все же не касались выступа л, и одно из них приходило в соприкосновение с этим выступом только при перекашивании фермы круга. Иногда вместо роликовой головки сист. Селлерса устраивается шариковая головка (фигура 3), в которой ролики заменены шариками.

Довольно распространенной на дорогах Юга СССР является также гидравлич. головка сист. Блюмберга, показанная в разрезе на фигуре 4. Эта головка также состоит из нижней части в, опирающейся шаровой выточкой а на шар колонны, и верхней части з, к которой подвешивается ферма круга. Верхняя часть головки з представляет собой цилиндр, в который входит нижняя

Фигура з. часть в виде плотно приточенного к цилиндру поршня. Между цилиндром и поршнем головки наливают масло, к-рое и заменяет собой ролики или шарики в головках сист. Селлерса. Во избежание пропуска масла между поршнем и цилиндром, в теле поршня сделаны выточки д, куда закладываются кожаные манжеты е, которые под давлением жидкости плотно прижимаются к поверхности цилиндра з и препятствуют вытеканию масла. Для возможности повернуть круг при случайной утечке масла или же порче круга, между частями виз иногда прокладывают стальную, чисто обточенную чечевицу ж, на к-рую и садится верхняя часть головки. При хорошей коже манжет гидравлич. головка работает без их смены до полугода и более, причем круг вращается легче, чем при роликовой головке.

Роликовые и шариковые головки сист. Селлерса, а также и гидравлич. головки хорошо работают при паровозах среднего размера. При более тяжелых паровозах ролики начинают лопаться, сбиваются со своего радиального направления и требуют частого осмотра и ремонта; гидравлич. же головки начинают пропускать масло. Поэтому для поворачивания более тяжелых паровозов на ж. д. применяют более солидные головки вроде роликово-шариковой головки сист. Становского и Рубана, изображенной на фигуре 5. В этой головке высокая колонка, служащая для опоры на нее головки круга, отсутствует, а нижняя часть головки А опирается непосредственно на установочное кольцо Б. На нижнюю часть головки А накладывается ее верхняя часть В, которая и опирается на нее при помощи

Фигура 4.

роликов Г и опорных’шайб Д и Е. Во избежание сдвига верхней части головки относительно нижней, выступ последней ж входит в соответствующее углубление верхней части, и между ними прокладывается медное кольцо з. Ролики, служащие для поворота

круга, делаются по длине и по диаметру значительно бблыпими, чем в головке сист. Селлерса (около 130 миллиметров в толстом конце); они снабжены по концам направляющими цапфами, которыми и входят в назначенные для этого гнезда в нижней части головки. Для облегчения вращения ролики снабжаются в своем толстом конце шариковыми подшипниками. Вся головка располагается внизу непосредственно на установочной плите, а ферма круга К опирается на головку при помощи прикрепленной к ней на болтах подушки Л и может качаться в продольном направлении на выступе М верхней части головки круга. Иногда ролики и в этой головке заменяются шариками диам. ~90 миллиметров

(фигура 6). Уравновешенные круги, расходуя сравнительно немного энергии на поворачивание паровоза, в то же время требуют точной установки и уравновешивания паровоза на ферме. При тяжелых мощных паровозах это требует значительного времени и является делом нелегким, поэтому в настоящее время, переходя к тяжелым паровозам, переходят к системе неуравновешенных, или трехопорных, кругов.

Н е у р авновешенные, или трехопорные, круги имеют вид, показанный на фигуре 7. Ферма круга. состоит из

Фигура 7.

двух частей А и Б, соединенных над головкой круга при помощи шарнира В. Кроме центральной опоры Г ферма круга постоянно опирается колесами концевых тележек на круговой рельс Д, и вес паровоза и тендера распределяется на все три опоры. Так как при неуравновешенных кругах нет необходимости точно устанавливать паровоз на ферме, то такие круги для одних и тех же паровозов можно делать несколько короче уравновешенных. В то же время они требуют и меньше времени для установки паровоза. Однако благодаря большой нагрузке на концевые тележки фермы для поворота паровозов требуется развить значительно ббльшие усилия сравнительно с уравновешенными кругами. Трехопорные круги очень распространены на амернк. ж. д., имеющих особо тяжелые типы паровозов, и делаются там длиной до 30 и даже 37 метров (120). В настоящее время они начинают строиться и в СССР взамен старых уравновешенных кругов. Устройство деталей трехопорных поворотных кругов не отличается от уравновешенных кругов, но приходится делать их значительно более солидными по весу.

Поворотные тележки. Иногда, особенно при перестройке старых депо, для помещения более мощных паровозов, при ограниченности места, приходится вместо

Фигура 8.

поворотных кругов устраивать поворотные тележки. Поворотные тележки представляют собой тот же неуравновешенный круг, но центр вращения его А (фигура 8) расположен не посредине фермы, а ближе к одному ее краю, и концы фермы Б я В совершают движение по окружностям разных диаметров. Схема установки таких поворотных тележек показана на фигуре 9, где благодаря отсутствию места для двух кругов пришлось прибегнуть к установке двух поворотных тележек.

Вращение поворотных кругов совершается или вручную, или сжатым воздухом, или электричеством. Поворачивание поворотного круга вручную производится или при помощи простых водил в виде деревянных бревен, укрепляемых по концам фермы, или при помощи лебедки с зубчатой передачей, причем последняя шестерня лебедки сцепляется с зубчатой рейкой, укрепленной вдоль вертикальной стенки котлована круга. Вращение поворотного круга вручную требует большого расхода рабочей силы кру-говщиков и значительного времени, поэтому этот способ вращения постепенно начинает уступать место механизации. Дешевым и удобным для местностей, не имеющих электрич тока, является поворачивание круга при помощи воздушного круговоротчика, показанного на фигуре 10, особенно удобо-применимого для поворота уравновешенных кругов и имеющего следующее устройство. К ферме поворотного круга, близ конца ее у кругового рельса, укрепляется на кронштейне а цилиндр б, могущий несколько поворачиваться относительно кронштейна а на прилитых к нему цапфах. Внутри цилин-

дра б может перемещаться пустотелый поршень в К концу поршня в, выходящему из цилиндра б, шарнирно прикреплен одним своим концом рычаг г. Другой конец рычага з идет к круговому рельсу и охватывает его своими кулачками-зажимами д (лягушкой). Когда в заднюю чаеть^цилиндра по трубе ж впускается сжатый воздух, то поршень приходит в двиящние,кулачки д зажимают рельс, почему рычаг г, а с ним

и поршень в остаются на месте, а цилиндр б вместе с кронштейном а и концом фермы поворотного круга отталкиваются от поршня и перемещаются по окружности кругового рельса. При впуске воздуха по каналу и, устроенному внутри тела цилиндра, на другую переднюю сторону поршня рычаг з несколько поворачивается в шарнире е, вследствие чего кулачки d освобождают рельс, и рычаг з передвигается вперед вместе с поршнем в При новом впуске воздуха в заднюю часть цилиндра рычаг снова поворачивается в шарнире е, снова зажимает рельс своими кулачками и т. д. Т. о. концы фермы поворотного круга передвигаются отдельными толчками вдоль кругового рельса, пока ферма не станет в желаемое положение. Перемена хода поршня и распределение воздуха производится золотником з, шток которого к несет на себе две упорных шайбы л и связан с концом поршня в при помощи по м. При подходе поршня в к одному из его крайних положений поводок м упирается в одну из шайб л и передвигает золотник, меняя тем направления впуска воздуха и движения поршня. Пуск круговоротчика в ход и его остановка производятся простым поворотом крана на трубе, подводящей воздух к золотниковой коробке прибора. Сжатый воздух берется от прибывающих паровозов, имеющих воздушный тормоз. Для поворота паровозов, не имеющих воздушного тормоза, у круговоротчика устраивается резервуар для запаса сжатого воздуха. Простой по конструк ции прибор позволяет производить поворот паровозов значительно быстрее, чем вручную, и исключает необходимость наличия нескольких человек круго щиков.

Там, где имеется электрический ток, очень удобно поворачивать поворотный круг при помощи электричества. Практикуемые для этого устройства бывают двоякого вида: или колеса концевых тележек фермы круга связываются зубчатой передачей с электромотором, и концевая тележка образует собой как бы электровоз, двигающийся по круговому рельсу, или же движение от электромотора передается при помощи червячной передачи горизонтально расположенной шестерне, сцепляемой с зубчатой рейкой, укрепленной на вертикальной стенке котлована по всей его окружности. Первая конструкция годится только для неуравновешенных кругов и неприменима дляурав-новешенных, вторая применима и для тех и для других. Для избежания остановки работы круга при порче электромотора, на поворотных кругах, особенно неуравновешенных, следует устанавливать по два мотора, по одному на каждом конце фермы, из которых один является резервным. В америк. депо, выпускающих в течение суток большое число тяжелых паровозов, кроме двух электромоторов устанавливается еще двигатель, работающий сжатым воздухом и пускаемый в ход в случае перерыва в подаче тока электростанцией. Мощность моторов, служащих для вращения поворотного круга, зависит от конструкции последнего и от веса поворачиваемых паровозов. При уравновешенных кругах можно обходиться моторами мощностью в 3—51Р. Неуравновешенные круги требуют моторов в 15—20 1Р и даже более.

Т. к. поворотный круг является одной из ответственнейших установок в депо и порча поворотного круга всегда вызывает большое замешательство в движении поездов, особенно при веерных депо, то на содержание поворотного круга и своевременный ремонт его частей надлежит обращать особо серьезное внимание. С этой целью должен быть вполне обеспечена возможность быстрой замены поврежденных частей круга. Все наиболее часто портящиеся части, в роде роликов, опорных шайб и других частей головки, шестерен электропередачи или частей круговоротчика и т. д., должны всегда иметься в достаточном запасе. Самая работа по смене частей поворотного круга в целях ее быстроты должен быть механизирована. Для этого очень полезно иметь в каждом депо специальную тележку с винтовым приспособлением, позволяющим быстро поднять центральную головку круга для ее осмотра и ремонта. В помещенном на этой же тележке ящике должны храниться и все наиболее ходовые запасные части круга. На случай длительной порчи и ремонта поворотного круга (а в местностях, могущих подвергнуться случайностям войны,- обязательно) должен быть устроены дополнительные резервные устройства для поворачивания паровозов в виде тр-ков, образуемых ж.-д. рельсовыми путями. При устройстве тр-ка вида, показанного на фигуре 11, паровоз по пути а входит на сторону тр-ка б, доходит до тупика е, далее, после перевода стрелки з, переходит по пути д в тупик е и оттуда после перевода соответствующих стрелок по стороне тр-ка ою выходит вновь на путь а уже повернутым на 180°. При большом чи----еле поворачиваемых паровозов выход паровозов вместо пути а производится на путь, параллельный первому. Так как устройство тр-ка требует значительного места, к-рое не всегда имеется на станции, то иногда вместо устройства тр-ка прибегают к устройству пятиугольника с пересекающимися сторонами, требующего несколько меньше места.

Лит.: Короткевич М., Линейные устройства для содержания и ремопта подвижного состава, стр. 35—41, М„ 1930; Васильев Г. П., Тяговое хозяйство, стр. 55—61, М., 1931; Тепенкичиев К. К., Тяговое хозяйство, Общее устройство и экспло-атация, стр. 150—156, 2 изд., М., 1930; Поворотные круги, «Транспортный Htitte», часть 2, вып. 7—8, стр. 855—856, М., 1927; Железнодорожная энциклопедия, М., 1926; «Труды 35 Съезда инженеров тяги»,

M., 1930, стр. 161—164; Frank el S., Drehschei-ben u. Scbiebebiihnen, Enzyklopadie d. Eisenbahn-wesens, hrsg. v. V. Rfill, B. 3, 2 Auflnge, B.—W., 1912; Anger R., Drehscbeiben u. Scbiebebiihnen, Ibid.; Railway Engineering a. Maintenance Cyclopedia, 2 ed.,

N. Y., 1926. Г. Васильев.