Глава 22 МЕХАНИЧЕСКИЙ УГЛЕПОДАТЧИК

Углеподатчик предназначен для подачи угля нз угольного ящика тендера к топочному (шуровочному) отверстию котла и для разбрасывания угля по колосниковой решетке. Устанавливают углеподатчик на паровозах с большой площадью колосниковой решетки (6 м² и выше), когда часовой расход угля составляет более 2500—3000 кг и ручное отопление становится непосильным.

Механическое отопление при помощи углеподатчика имеет следующие преимущества: облегчает труд паровозной бригады, обеспечивает непрерывную и равномерную подачу угля на колосниковую решетку, что улучшает сжигание топлива, позволяет подавать уголь в топку при закрытом топочном отверстии, не допуская холодный воздух в топку, дает возможность сжигать в топке паровоза до 8—10 т угля в 1 ч. Однако при механическом отоплении несколько увеличивается унос угольной мелочи из топки в трубу, а также повышается расход свежего пара, который потребляет паровая машина углеподатчика.

Механический углеподатчик установлен на паровозах Л, ЛВ, Е^а, Е^м, П36 и ФД. Кроме того, в порядке модернизации углеподатчиками оборудовано некоторое количество паровозов СО.

На паровозах Л, ЛВ, Е^а, Е^м и П36 установлен углеподатчик типа С-3, а на паровозах ФД — углеподатчик системы П. С. Рачкова, обладающий более высокой производительностью.

Углеподатчик типа С-3 (рис. 242), имеющий преимущественное распространение, состоит из следующих основных частей: паровой машины с приводом, редуктора, угольного корыта с конвейерным винтом, углепровода, состоящего из двух труб с конвейерными винтами, распределительной плиты и сопловой коробки, расположенных в топочном отверстии.

На рис. 243 показана установка углеподатчика на паровозе Л. Паровая машина 19 при помощи вала 18 соединена с редуктором 17, который имеет две пары зубчатых колес. В корыте 1 установлен большой конвейерный винт 3, соединенный с валом редуктора.
Большой винт 3 универсальным шарниром соединен с промежуточным винтом 6, помещенным в телескопической трубе 7, которая дает возможность компенсировать изменение расстояния между паровозом и тендером. Концы трубы 7 сделаны в виде шаровых головок, одна из которых охватывает шаровую головку 5, прикрепленную к корыту, а другая входит в шаровую головку питающей трубы 8. Шаровые соединения труб позволяют трубопроводу свободно устанавливаться при повороте паровоза относительно тендера в кривой и при вертикальных колебаниях паровоза и тендера.

В трубе 8 расположен питающий винт 9, соединенный при помощи звена 14, имеющего двойной универсальный шарнир, с винтом 6. Труба 8 имеет с боков приливы, которыми она прикреплена к кронштейну 13, установленному на лобовом листе кожуха, и люк 10 для осмотра конвейерного винта. Кроме того, верхняя расширенная часть питающей трубы (головка) прикреплена к лобовому листу кожуха. Суммарный зазор в шаровых соединениях углепровода составляет 3 мм, а между телескопической трубой в самом узком месте и витками промежуточного винта — 17 мм. Для предотвращения смерзания угля в углепроводе на телескопической трубе 7 устанавливают кожух и между ним и трубой пропускают пар.

В топочном отверстии установлена сопловая коробка 11, которая болтами прикреплена к лапам питающей трубы. К сопловой коробке крепят распределительную плиту 12. Для размельчения крупных кусков угля перед поступлением в углепровод в передней части корыта установлен угледробптель 4. Снаружи корыта приварен кожух, образующий обогревательную камеру 16, куда подводится пар, отработавший в машине углеподатчика. Такой обогрев предотвращает смерзание угля в корыте зимой.

Над корытом имеются выдвижные заслонки 2, которые сдвигают по мере расхода угля на тендере. Корыто изготовлено из листовой стали толщиной 8 мм. В передней части корыта дополнительно поставлен сменный лист 15, предохраняющий корыто от быстрого износа.

Для приведения в движение конвейерных винтов углеподатчик имеет паровую двухцилиндровую машину (рис. 244, табл. 6) простого действия с постоянным наполнением (отсечкой), равным 0,9.

Цилиндры машины углеподатчика типа С-3 отлиты вместе с золотниковыми камерами в виде чугунного блока. Снаружи цилиндры закрыты крышками 14. В цилиндре установлен поршень 15, соединенный скалкой 17 с кулаком 5. В золотниковую камеру, расположенную наклонно, запрессована втулка 8 и установлен цилиндрический золотник 9, соединенный скалкой 11 с эксцентриковой тягой. Золотниковые камеры снаружи также закрыты крышками 7.

Цилиндровый блок при помощи болтов соединен с чугунным картером 12, в котором помещены коленчатый вал, движущий и парораспределительный механизмы машины. Коленчатый вал 20 установлен на двух однорядных шариковых подшипниках 21, расположенных в крышках 23, прикрепленных к картеру. На один конец вала насажен маховик 22, обеспечивающий равномерную работу паровой машины. Другой конец вала имеет квадрат для соединения с шарниром передаточного вала.

Коленчатый вал, откованный из стали марки 40, имеет два кривошипа (колена), расположенных под углом 90°. На шейки кривошипов надевают головки шатунов 4, состоящие из двух половинок, соединенных болтами. Для уравновешивания мотылей вала и головок шатунов к валу прикреплены противовесы. Шатун своей передней головкой соединен с кулаком 5, установленным в направляющих 6. Одновременно кулак при помощи клина 19 соединен со скалкой поршня.

На коленчатом валу имеются две эксцентричные шейки, на которые надеты эксцентриковые тяги 13, соединенные при помощи валиков и вилок с золотниковыми скалками 11. Скалка соединена с вилкой при помощи резьбы и закреплена гайкой, что дает возможность производить регулировку парораспределения.

Движущий и парораспределительный механизмы и подшипники вала смазываются маслом, которое заливают в картер через патрубок 3, установленный па крышке 1. Между цилиндровым блоком и картером образуется сальниковая камера, в которой расположены сальники 10 и 18, предохраняющие скалки поршней и золотников от утечки масла из картера и пропуска пара из цилиндров. Масло в картере замеряют масломером 2, который пропущен через крышку 1. В нижней части картера имеется отверстие с пробкой, через которое удаляют отработавшее масло.

Поршень цилиндра имеет чугунный диск с двумя чугунными уплотняющими кольцами с косым замком. Скалка поршня изготовлена из стали марки 40Х. Поршень посажен на конус скалки и укреплен корончатой гайкой.
Золотник изготовлен из чугуна, на каждом диске его поставлено по два уплотняющих чугунных кольца. Он насажен на шток и закреплен корончатой гайкой.

Шатун (рис. 245) вы штампован из стали марки Ст5. Головка шатуна, соединяемая с коленчатым валом, разъемная, она имеет крышку 4, которая прикреплена к шатуну при помощи двух болтов 7 и гаек 6. В этой головке установлены два бронзовых вкладыша 5, залитых баббитом. Головка шатуна, соединяемая с кулаком, имеет бронзовую запрессованную втулку 1. Между шатуном и крышкой ставят прокладки 3, служащие для регулировки зазора по мере износа баббитовой заливки вкладышей.

Эксцентриковая тйга также изготовлена штамповкой и имеет в разъемной головке бронзовые вкладыши, а в другой — запрессованную бронзовую втулку. Рабочий ход машины (при подаче угля в топку) происходит при внутреннем впуске пара через золотник. При обратном же ходе машины золотник работает с наружным впуском.

Пуск машины углеподатчика производят при помощи вентиля, установленного в будке машиниста на паропроводе, идущем к машине.
Для перемены хода машины на паропроводе (на тендере) усыновлен реверсивный клапан (рис. 246). В корпусе 2 реверсивного клапана помещен золотник J с уплотняющими кольцами. Золотник насажен на стержень 3 и укреплен гайкой. Стержень проходит через крышку 4, имеющую сальниковое уплотнение. На конце стержня укреплена вилка 5, к которой присоединена рукоятка, служащая для перемещения золотинка. Когда золотник при помощи рукоятки опущен вниз, пар из трубопровода входит в отверстие А, проходит снаружи золотника, попадает в отверстие Б и направляется в золотниковые камеры цилиндров машины. Отработавший пар из машины входит в отверстие В, затем через окна Д попадает в центральную полость золотника и через отверстие Г по трубопроводу идет к камере обогрева корыта. Это положение золотника реверсивного клапана соответствует рабочему ходу машины для подачи угля в топку.

При верхнем положении золотника пар через отверстие А проходит снаружи золотника в окна Д и далее по приливу в отверстие В.
Отработавший пар из машины входит в отверстие Б и затем выходит из реверсивного клапана через отверстие Г. При таком положении золотника реверсивного клапана машина углеподатчика будет работать на задний ход.

Для предотвращения перегрузки машины на ее паропроводе устанавливают предохранительный клапан, который при давлении 6,5 кГ/см² выпускает излишек пара в атмосферу. В этом же корпусе расположен и конденсационный клапан, через который удаляется скопляющийся во время работы машины конденсат.

В летнее время отработавший пар направляется не в камеру обогрева корыта, а прямо в маслоотделитель, расположенный на тендере.

Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов, которые передаются от машины углеподатчика к конвейерным винтам. Если машина делает 300 об!мин, то благодаря наличию редуктора конвейерный винт делает только 22 об/мин.

В стальном корпусе 1 редуктора углеподатчика типа С-3 (рис. 247), прикрепленном, болтами к корыту и закрытом чугунной крышкой 2, установлены две пары зубчатых колес. Малая ведущая шестерня 8, сидящая на валу, соединенном приводным валом с коленчатым валом машины, находится в зацеплении с большим зубчатым колесом 7, насаженным на вал промежуточной малой шестерни 6, которая находится в зацеплении с другим большим зубчатым колесом 3, насаженным на вал 5, соединенный с большим конвейерным винтом углеподатчика. Цапфы валов шестерен и зубчатых колес установлены в бронзовых втулках, запрессованных в корпус и крышку редуктора.

Шестерни и зубчатые колеса изготовлены из стали марки 40Х. Для удержания зубчатых колес на валах поставлены сегментные шпонки 4. На конец вала 5, обращенный к корыту, надеты упорные шайбы, изготовленные из твердой марганцовистой стали, предназначенные для восприятия осевого усилия от конвейерного винта.

Смазывание шестерен, зубчатых колес и бронзовых втулок производится осевым маслом марки Л, которое заливают в корпус редуктора по трубке, ввернутой в отверстие в торце редуктора. К длинной втулке вала ведущей шестерни 8 масло подается отдельно по трубке из трехкамерной масленки, установленной на тендере.

Конвейерные винты углеподатчика типа С-3 имеют различный диаметр и шаг витков. Большой конвейерный винт паровоза Л длиной более 2200 мм, имеет 12 витков, из которых 6,5 (задних) имеют диаметр 151 мм при шаге 151 мм, а 5,5 (передних) имеют диаметр 177 мм при шаге 203 мм. У промежуточного конвейерного винта половина витка (со стороны тендера) сделана диаметром 216 мм, а остальные 5,5 витка— диаметром 188 мм с шагом '' льи. Питающий конвейерный винт имеет первый виток диаметром 240 мм, который затем на длине полутора витков переходит в диаметр 200 мм. Последний виток винта, выходящий к топочному отверстию, срезан и сходит к стержню. Большой конвейерный винт паровоза П36 имеет те же диаметры и шаги, однако длина его равна примерно 3750 мм, он имеет 22 витка.

Из приведенных размеров конвейерных винтов видно, что диаметр и шаг витков увеличиваются в направлении движения угля к топке. Это дает возможность обеспечить непрерывность транспортировки угля и избежать его спрессовывания в трубах.

Винты соединены между собой при помощи универсальных шарниров. Шарнирное соединение большого и промежуточного конвейерных винтов (рис. 248 верхний) имеет камень 5 с двумя перпендикулярными, относительно смещенными отверстиями. В каждое из этих отверстий камня закладывают болт 2, пропущенный через проушины вилки винта. Болт укреплен корончатой гайкой 1 и шплинтом.

Шарнир между промежуточным и питающим конвейерными винтами (рис. 248 нижний) имеет промежуточное звено 3 с полувитком. На концах звена имеются вилки, между проушинами которых ставят камень 5. В отверстия проушин вилки и камня вставлен валик 4. К вилке промежуточного звена присоединена вилка винта при помощи болта 2, который проходит через отверстие камня и валика. Конвейерные винты отлиты из стали марки 25ЛП; детали универсальных шарниров изготовлены из износостойкой хромистой стали марки 40Х.

Головка питающей трубы 1 (рис. 249) и питающий винт 4 подходят вплотную к топочному отверстию. Ниже питающего винта установлена сопловая коробка 7 и к ней прикреплена распределительная плита 6.

Сопловая коробка (рис. 250) представляет собой чугунную отливку, в которой имеется пять камер. Нижняя камера а имеет четыре сопла, две верхние камеры б — по два сопла и две боковые камеры в — по одному соплу в каждой. Сопла поставлены сменные, на резьбе. Диаметр сопел 5 мм и расположены они под различными углами к продольной оси топки. В каждой камере в нижней части сопловой коробки имеется резьбовое отверстие, к которому присоединяют паровую трубку Уголь, подаваемый питающим винтом на распределительную плиту, сдувается на колосниковую решетку струями пара, выхо: дящими из сопел. Каждая группа сопел предназначена для подачи угля на определенный участок колосниковой решетки: сопла нижней камеры а подают уголь на переднюю и центральную части решетки, сопла верхних камер б — в левый и правый передние углы, сопла боковых камер в — в задние углы топки.

Распределительная плита 6 (см. рис. 249) расположена впереди сопловой коробки; сверху плита имеет направляющие ребра, а в нижней части — отверстия для прохода воздуха, поступающего через топочное отверстие.

В головке питающей трубы установлены два направляющих щитка 2, положение которых регулируется маховичками 5. При помощи щитков можно изменять интенсивность подачи угля на правую или левую сторону колосниковой решетки.

Пар к сопловой коробке и к машине углеподатчика отбирается от пароразборной колонки. От основного паропровода 1 (рис. 251), идущего к машине, сделан паропровод 5 к паровой колонке 2, на котором поставлен вентиль 6.

На паровой колонке установлены пять вентилей, от которых, идут паропроводы к камерам сопловой коробки. Для определения давления пара, поступающего в камеры сопловой коробки, в будке машиниста установлены три манометра. Большой манометр 8 имеет две стрелки — черную и красную. Черная стрелка показывает давление в нижней камере а сопловой коробки, а красная — в паропроводе паровой машины. Левый манометр 7 контролирует давление в левой верхней камере б сопловой коробки, а правый 9 — в правой верхней камере б. Трубки манометров соединены с соответствующими паропроводами. Давление в камерах сопловой коробки (см. рис. 250) поддерживается в следующих пределах: в камере а — 0,6—1,2 кГ/см2, в камерах б—1,0—1,8 и в камерах в — 0,5 —0,7 кГ/см².

Для регулирования подачи пара в машину имеются регулирующий вентиль 3 и дополнительный вентиль 4. Паропровод к машине между паровозом и тендером сделан шарнирным, с шаровыми соединениями.

Для уменьшения уноса топлива в настоящее время на паровозах с механическим отоплением применяют приспособление для смачивания угля смесью воды и пара. В этом приспособлении отбор пара производится от паровой колонки углеподатчика, а отбор воды — от водяной колонки. В зиМнее время используется только пар. Водяная и паровая трубки приспособления соединены в одну трубку, к которой присоединен гибкий шланг. В крышке окна задней телескопической трубы углепровода сделано отверстие и приварен штуцер, с которым соединен гибкий шланг. На водяной и паровой трубках установлены вентили. Одновременно со смачиванием угля производят прогрев углепровода и шаровых соединений, чем предотвращается также смерзание угля.

Углеподатчик системы Рачкова, имеющий небольшое распространение, устроен следующим образом. На тендере установлено корыто, в котором расположен большой конвейерный винт. К корыту прикреплена шаровая головка, соединенная с углепроводом — телескопической трубой, состоящей из двух частей, входящих одна в другую.

В телескопической трубе расположен малый конвейерный винт, соединенный с большим винтом шарниром. У топочного отверстия укреплена головка, куда выходит углепровод. В топочном отверстии установлена распределительная плита, на которую конвейерным винтом подается уголь, и паровая сопловая коробка, разбрасывающая уголь по колосниковой решетке.

Конвейерные винты приводятся во вращение установленной на тендере паровой машиной, которая посредством вала с шарнирами соединена с шестерней редуктора, прикрепленного к заднему торцу корыта. Вал зубчатого колеса редуктора соединен с большим конвейерным винтом углеподатчика. Уголь из ящика тендера ссыпается в корыто углеподатчика через отверстие, имеющееся в верхней части корыта, захватывается конвейерным винтом и подается на распределительную плиту.

Перед каждой поездкой, а также по прибытии в депо необходимо осматривать и проверять работу углеподатчика. Перед выездом проверяют уровень масла в картере машины углеподатчика, спускают скопившуюся в нем воду, добавляют масло до установленного уровня. Если замечена утечка масла через неплотности в крышках, следует заменить поврежденные прокладки и подтянуть ослабшие болты и гайки. Заливают также масленку, подающую масло в цилиндры машины, в редуктор и масленку, подводящую масло к подшипникам и шарнирам вала.
Проверяют работу сопловой коробки и регулировку дутья. Необходимо убедиться, что пар выходит через каждое сопло, и проследить направление струи пара. Дутье сопел проверяют поочередным открытием вентилей паровой колонки. Если сопла засорились, их прочищают проволокой диаметром 2,5—3,0 мм.
Для пуска машины углеподатчика рукоятку реверсивного клапана переводят из среднего положения вниз (передний ход), после чего медленно открывают пусковой вентиль, чтобы прогреть паропровод и удалить конденсат. В случае пропуска сальников паровой машины их нужно подтянуть, а при невозможности устранения пропуска— сменить набивку.
Надлежит проверить работу углеподатчика вхолостую, без подачи угля (при закрытых заслонках), и убедиться, что машина работает исправно. Без загрузки углеподатчик должен работать при давлении пара не более 0,5 кГ1см2. После этого можно открыть заслонки для загрузки корыта углеподатчика углем и пустить в ход машину. Когда уголь дойдет до распределительной плиты, машину останавливают и рукоятку реверсивного клапана ставят в среднее положение.

Перед набором угля на тендер помощник машиниста должен закрыть все заслонки, чтобы уголь не попал в корыто и не спрессовался там. При загрузке угля на тендер нужно следить, чтобы с углем не попали посторонние предметы, которые могут повредить винты. Если обнаружится, что в корыто углеподатчика попал посторонний предмет или крупный кусок породы, что можно определить по уменьшению числа оборотов машины и по повышению давления до сработки предохранительного клапана на паропроводе, нужно машине дать задний ход, затем переключить несколько раз машину на передний и задний ход, пока посторонний предмет не пройдет по конвейеру. Если этим не удастся восстановить нормальную работу углеподатчика, необходимо принять меры к удалению постороннего предмета из корыта.
Углеподатчиком пользуются только в пути следования и включают его в работу через 1—2 мин после открытия регуляторного клапана. В нормальных условиях отопления паровая машина должна работать при давлении 1,5—3 кГ/см2. Не рекомендуется пользоваться углеподатчиком во время стоянок, а также при движении поезда по спуску с закрытым регулятором. В этих случаях отопление ведут ручным способом.
Прежде чем остановить углеподатчик перед прибытием в основное и оборотное депо, нужно закрыть все заслонки угольного ящика, чтобы к моменту выключения углеподатчика в корыте и транспортирующих трубах не было угля. Это даст возможность проверить работу углеподатчика вхолостую, а также предотвратить смерзание угля в зимнее время.
При работе углеподатчика в зимних условиях следят за тем, чтобы исправно действовала система прогрева корыта и прибор для смачивания угля. Нельзя допускать замораживания угля ни в одном из звеньев конвейера, так как это приведет к изгибу и излому конвейерных винтов. Во время длительных стоянок машину углеподатчика нужно держать на прогреве, поставив реверсивный клапан в среднее положение, слегка приоткрыть пусковой вентиль машины, поддерживая давление не более 0,5 кГ1см2. В сильные морозы, чтобы предохранить паровые трубки сопловых камер от замораживания, оставляют слабое дутье из всех сопел. Перед длительной стоянкой зимой рекомендуется также закрыть заслонки и прогнать весь уголь из корыта в топку. При наборе воды в тендер зимой нельзя допускать ее попадания в корыто углеподатчика.