Глава 18 РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ

При помощи рессорного подвешивания осуществляется упругая связь между рамой и буксами и передается вес паровоза на его ходовые части. Рессорное подвешивание предназначено для смягчения ударов и толчков от колес, возникающих при движении паровоза по рельсовому пути. Кроме того, рессорное подвешивание Через балансиры распределяет и выравнивает нагрузки между оТ дельными осями паровоза. В рессорное подвешивание входят:’ рессоры, балансиры, рессорные подвески и их детали.

Вес всех частей паровоза, воспринимаемый рессорным подвешиванием, называется обрессоренным весом. Вес частей паровоза, который передается непосредственно на рельсы (колесные пары, буксы, 2/3 веса рессор, сцепные дышла и % веса поршневых дышел), навивают необрессоренным весом паровоза.

На паровозах различают следующие типы рессорного подвешивания:

• нижнее, когда все рессоры подвешены под буксами;
• верхнее, когда все рессоры расположены над буксами;
• комбинированное, когда часть рессор расположена над буксами, а часть — под ними;
• промежуточное, когда передняя часть рессор расположена над буксами, а задняя — в вырезах рамы на уровне букс.

Примером нижнего рессорного подвешивания может служить рессорное подвешивание паровозов Э^м (рис. 203). Рессора 1 при помощи валика 8 подвешена на серьге 2, установленной в проушинах буксы 7. Вес от рамы через подвески 12 и 3 передается на концы рессоры. Подвески имеют на концах резьбу и гайки 13, которыми они опираются через подкладки на рессору; при помощи их регулируют натяжение рессоры.

В прорези подвески 12 установлен так называемый нож 11, на который через призму 10 опирается укрепленная к раме скоба 9. Подвеска 3 соединена таким же способом с балансиров 6. Балансир при помощи ножа 4 удерживается в скобе 5, прикрепленной к раме. При унификации деталей рессорного подвешивания введены масленки для смазывания соединения балансира 6 с ножом 4.
Наличие в соединениях рессорного подвешивания ножей, призм и валиков делает эти соединения шарнирными, что дает возможность системе рессорного подвешивания, имеющей балансиры, легко изменять свое положение и сохранять нагрузки на оси.
Перед сборкой рессорного подвешивания все трущиеся поверхности его деталей смазывают. При комплектовании рессорного подвешивания на один паровоз устанавливают рессоры одной группы жесткости. Регулировку рессорного подвешивания выполняют на паровозе, находящемся в рабочем состоянии и установленном на горизонтальном пути.

Недостатком нижнего рессорного подвешивания является то, что при необходимости осмотра буксы, снятия подбуксовой коробки, а также при выкатке колесной пары требуется снимать рессору. Кроме того, при нижнем рессорном подвешивании трудно размещать рессоры, так как они близко подходят к нижней линии габарита.

Нижнее рессорное подвешивание имеют также паровозы СО и ТЭ. Для повышения безопасности движения при унификации рессорного подвешивания ведущая колесная пара переведена на верхнее подвешивание с расположением рессор этой оси над рамой. На паровозах более поздней постройки нижнее рессорное подвешивание не применяется.

Комбинированное рессорное подвешивание осуществлено на паровозе С^у, у которого 1-я колесная пара имеет рессоры, установленные над буксами, а 2-я и 3-я колесные пары — рессоры под буксами.

Передняя и задняя тележки паровоза С^у имеют самостоятельное, не связанное с движущими осями, рессорное подвешивание. Здесь осуществлено двойное подвешивание: над каждой буксой установлена листовая рессора, а на подвесках — спиральные пружины. Это делает подвешивание более мягким.

На паровозах с брусковой рамой применено верхнее рессорное подвешивание (ФД, П36) или промежуточное (Л, Л В, Е^а, Е^м). Это объясняется тем, что при сравнительно небольшой высоте рамного полотна и небольшом расстоянии от буксы до верхнего обреза рамы размещать рессоры удобно над рамой. Большие вырезы в рамных полотнах также дают возможность часть рессор, которые не удается разместить над рамой, помещать в этих вырезах.

На паровозе ФД, имеющем верхнее рессорное подвешивание, рессоры на стойках, охватывающих рамное полотно, установлены на буксах. Рама паровоза соединена с рессорами при помощи нерегулируемых рессорных подвесок. Имеющиеся на паровозе три группы рессор подвесками соединены с балансирами, которые имеют возможность поворачиваться вокруг своих опорных точек. Соединение деталей рессорного подвешивания произведено при. помощи валиков и ножей.

Первую группу составляют рессоры 1-й и 2-й сцепных о<Лй, соединенные при помощи поперечного и продольного балансиров с передней тележкой; вторая группа состоит из рессор 3-й, 4-й и 5-й осей правой стороны, соединенных балансиром с правой рессорой задней тележки; третья группа—те же рессоры левой стороны.

При верхнем рессорном подвешивании в условиях эксплуатации значительно упрощается выемка подбуксовых коробок и при необходимости выкатка отдельных колесных пар.

На паровозе Л (рис. 204) рессоры первых трех колесных пар размещены над рамой и установлены на буксах при помощи стоек 2. Рессоры 4-й и 5-й осей помещены в вырезах рамы и соединены балансирами 3, опирающимися на буксы.

Рессоры 1-й и 2-й сцепных осей при помощи подвесок и балансиров соединены с передней тележкой и составляют самостоятельную переднюю группу рессорного подвешивания. Рессора 3-й ведущей оси с одной стороны также при помощи подвесок и системы балансиров соединена с рессорами, расположенными в рамных вырезах. Такое же соединение сделано и с другой стороны паровоза. Это составляет две задние самостоятельные группы рессорного подвешивания. Конечные точки каждой группы подвешивания при помощи подвесок укреплены к раме.

Описанная система рессорного подвешивания паровозов ФД, Л и ЛВ, состоящая из трех групп, называется подвешиванием в трех точках, при котором обеспечивается постоянное статическое нагружение рессор и колес паровоза при любых неровностях пути, так как изменение нагрузки на отдельные оси передается балансирами на другие.

Рессоры. Паровозная рессора представляет собой набор гибких стальных листов различной длины, скрепленных при помощи хомута. Для паровозных рессор применяют рессорную полосовую сталь шириной 100—130 мм и толщиной 10—13 мм марки 55С2, обладающую большой упругостью и временным сопротивлением 130 кГ/мм². При этом полосовая сталь может быть гладкой или желобчатой.

Унифицированная листовая рессора паровоза (а также СО) для нижнего рессорного подвешивания имеет 13 листов, из них четыре верхних называют коренными. Рессорные листы сделаны из гладкой полосовой стали шириной 100 мм и толщиной 13 мм. До недавнего времени рессоры изготовляли из желобчатой стали такого же размера. В этом случае в собранном пакете выступ одного рессорного листа входит в желоб другого, что предотвращает смещение листов.

Длина рессорных листов постепенно уменьшается книзу, в результате чего рессора приобретает форму бруса, равного сопротивлению изгиба. При такой форме рессоры в любом ее сечении напряжения от нагрузки будут приблизительно одинаковыми.

Концы коренных листов рессоры имеют отверстия, через которые проходят рессорные подвески 3 и 12 (см. рис. 203). Для упора шайб 14 и гаек 13 рессорных подвесок на концах рессоры устанавливают накладки 15. В месте установки хомута пакет рессорных листов прострагивают на глубину 3 мм, а с противоположной стороны между пакетом и хомутом устанавливают прокладку. Хомут надевают в горячем состоянии и обжимают под прессом. Вверху хомут имеет проушину, куда входит серьга 2, соединенная с хомутом при помощи валика 8, который удерживается коническим разводным штифтом.

Количество листов в рессоре, а также размер рессорных листов зависит от испытываемой рессорной нагрузки. Величина прогиба рессоры под действием нагрузки называется стрелой прогиба Жесткостью называют величину нагрузки, под действием которой рессора прогибается на 1 мм. В рессорах движущих осей паровозов жесткость колеблется в пределах 90—210 кГ/мм, чаще применяют рессоры жесткостью порядка 125—150 кГ/мм. Более мягкие рессоры стоят на пассажирских паровозах

У паровозов последней постройки при верхнем и комбинированном рессорном подвешивании рессоры имеет более простую конструкцию Рессора паровозов Л и ЛВ (рис. 205) изготовлена из Iладкой (нежелобчатой) рессорной стали марки 55С2 размером 130X10 мм. В рессоре 17 листов, на концах в коренных листах сделаны небольшие отверстия для постановки рессорных накладок. Для предупреждения смещения листов в центральной части каждого листа сделано углубление на 4 мм в виде лунки Хомут ставят без прострожки рессорных листов и без постановки прокладки

Цилиндрические пружины (витые рессоры) изготовляют из круглого прутка сечением от 16 до 40 мм. Такие пружины применяют главным образом в рессорном подвешивании паровозных и тендерных тележек, а также на паровозе С^у

Рессорные подвески и балансиры. Рессорная подвеска нижнего подвешивания (рис. 206) представляет собой стержень квадратного сечения, переходящий книзу в круглое сечение с резьбой. Для соединения с балансиром 2 вверху в подвеске 1 сделано отверстие, куда вставлен нож 3. На нарезной части подвески поставлены две гайки 4 и шайба 5, опирающаяся на накладку 6 рессоры 7. При помощи гаек регулируют натяжные рессоры Для направления подвески на раму ставят скобу. Для предохранения от повреждения нарезной части подвески, проходящей через рессору, резьбу внизу протачивают и ставят предохранительную трубку 8, которая удерживается шайбой 9 и гайкой 10.

Рессорная подвеска паровоза ФД, имеющего верхнее подвешивание, состоит из хомута и двух подвесок, соединенных валиком Хомут надет на конец рессоры, а подвески охватывают с обеих сторон полотно рамы. Нижние концы подвесок имеют отверстия, куда вставлен нож, на который опирается конец балансира В хомут вставлен вкладыш, опирающийся на накладку рессоры Для предупреждения износа хомута в отверстие под валик запрессована втулка

От провертывания валик удерживает шпонка На конце валика поставлены шплинтовое кольцо и конический разводной штифт, удерживающие его от выпадания Подвешивание верхней рессоры (1-й оси) паровоза Л осуществлено следующим образом. Рессора 1 (рис. 207) воспринимает нагрузку через рессорную накладку 8, которая своим хвостовиком входит в отверстие, сделанное в коренных листах рессоры. Сквозь накладку 8 проходит валик 10, на концы которого надеты подвески 7.

Подвески располагаются с обеих сторон полотна рамы и нижними проушинами соединены при помощи валика 4 с балансирами 2, укрепленными на раме.

Для уменьшения износа и удобства ремонта в рессорную накладку, балансиры и проушины подвесок запрессованы закаленные втулки 3, 5 и 9. Смазка к трущимся поверхностям верхнего соединения подается из масленки 11 и нижнего— через валик из масленки 6 (при унифицированном подвешивании). В настоящее время применяют также втулки рессорного подвешивания, изготовленные из капрона.

Применяемые в рессорном подвешивании балансиры представляют собой двуплечие рычаги. Балансиры изготовляют из стали штамповкой или вырезкой из толстолистового металла, а иногда отливают.

Литые балансиры имеет паровоз ФД. Через призму, запрессованную в средней части, балансир опирается на нож, установленный в балансирной скобе, которая укреплена своими концами к раме. Концы балансира через призмы опираются на ножи подвесок двух соседних рессор.

Балансир паровоза Л (рис. 208) изготовлен штамповкой. Он состоит из двух половин и в отличие от других паровозов соединен с рессорными подвесками и рамой валиками. Для уменьшения износа соединений рессорного подвешивания рессорные валики паровозов Л, ЛВ, П36 смазывают полужидкой смазкой, запрессовываемой в полость валика через масленки, установленные на торцах. Оттуда смазка по смазочным отверстиям поступает на поверхность валика.

Кроме описанных, на паровозах применяют балансиры других типов: поперечные, продольные, балансиры тележек, верхние балансиры, устанавливаемые на буксы, и др.

Призмы и ножи рессорного подвешивания изготовляют из стали марки 55 или 60, а при ремонте паровозов в депо разрешается делать их из стали марки Ст6.

Валики рессорного подвешивания паровозов Л, ЛВ и П36 изготовляют из стали марки 45 с электрозакалкой токами высокой частоты.

Увеличитель сцепного веса представляет собой устройство, при помощи которого часть нагрузки с бегунковой и поддерживающей осей передней и задней тележек можно передавать на движущие оси паровоза. Это устройство связано с системой рессорного подвешивания.

Так как сцепной вес является одним из элементов, ограничивающих силу тяги паровоза, то естественно, что повышение сцепного веса уменьшает (частично снимает) это ограничение. Применение увеличителя сцепного веса при полном использовании резервов мощности котла и машины дает возможность повысить силу тяги паровоза.

Увеличитель сцепного веса разработан конструкторами Ворошиловградского паровозостроительного завода и применен на паровозе Л В (рис. 209). Над опорным стаканом 1 передней тележки установлен воздушный цилиндр 2, а над опорными стаканами 5 задней тележки установлены два воздушных цилиндра 4, Скалки цилиндров соединены с опорными стаканами тележек, на которые опираются концы продольных балансиров 3 и 6.

При включении увеличителя сцепного веса (при помощи, крана, установленного в будке машиниста) воздух из главного резервуара автотормоза поступает в нижние полости цилиндров и давит на поршни. Сила давления воздуха через штоки, опорные стаканы тележек и концы продольных балансиров частично разгружает бегунковую и поддерживающую оси. Это одновременно вызывает повышение нагрузки на противоположный конец продольного балансира 3 передней тележки, связанного с рессорным подвешиванием 1-й и 2-й движущих осей, а также на концы продольных балансиров 6, каждый из которых соединен с рессорным подвешиванием (отдельно правой и левой стороны), 3-й, 4-й и 5-й движущих осей.

Увеличитель сцепного веса передней тележки (рис. 210) состоит из чугунного цилиндра1, поршня 3 с кожаной или резиновой манжетой 2 и скалкой 4. Поршень укреплен на конце скалки при помощи гайки 7. Полость цилиндра над поршнем для защиты от пыли и влаги закрыта крышкой 5, с фильтром 6. В месте прохода скалки в дне цилиндра поставлен сальник 8. Скалка поршня нижним концом своим, имеющим увеличенный диаметр, соединена со стаканом 10, в который входит передний конец балансира 9.

За счет разгрузки бегунковой и поддерживающей осей сцепной вес паровоза ЛВ увеличивается на 8 т, т. е. с 91 до 99 т.

Машинист включает увеличитель сцепного веса при трогании поезда с места и при следовании по тяжелым затяжным подъемам, когда скорость не превышает 30 км/ч.

При большей скорости увеличитель сцепного веса должен быть выключен.

Кроме паровоза Л В, в порядке модернизации увеличителем сцепного веса оборудованы паровозы ФД, Л и Е^а, а также часть паровозов П36.