Устройство паровоза

Дымогарные и жаровые трубы предназначены для отвода горячих газов из топки паровоза и одновременно являются поверхностью нагрева котла. Кроме того, в жаровых трубах размещены элементы пароперегревателя.

Дымогарные (ГОСТ 8733—66 и 8734—58) и жаровые трубы (ГОСТ 8731—66 и 8732—70) изготовляют цельнотянутыми бесшовными из стали марки 10 (ГОСТ 1050—60). Размеры дымогарных и жаровых труб, применяемых на паровозах железных дорог широкой колеи, приведены в табл. 2.

Установка труб в решетках котла паровоза показана на рис. 31 и 32.

Концы дымогарных и жаровых труб, укрепляемые в передней решетке, раздают для того, чтобы при (необходимости смены трубу можно было легко вынуть из котла при наличии на ней слоя накипи. Задние концы труб обжимают (подкатывают), чтобы увеличить промежутки между трубами у топки, для более свободного прохода (воды и пара, а также для лучшего размещения и создания упора труб в заднюю решетку. Формы раздачи и обжатия (подкатки) концов дымогарных и жаровых труб бывают различными. Для постановки труб в переднюю решетку производят цилиндрическую раздачу (до диаметра D₁). Обжатие задних концов труб перед постановкой в решетку огневой коробки может быть одинарным цилиндрическим для дымогарных труб (диаметр D₂, рис. 31), двойным цилиндрическим для жаровых (диаметры D₂ и D₃, рис. 32) и дымогарных труб и редко коническим.

Размеры раздачи и обжатия концов дымогарных и жаровых труб указаны в табл. 3.В задней решетке дымогарные и жаровые трубы ставят на прокладных кольцах, которые изготовляют из красной меди марки М3 толщиной 1,5—3 мм в зависимости от диаметра отверстий в решетке.

Прокладные кольца необходимы для лучшего закрепления труб и создания плотности.

Трубы в задней решетке устанавливают и укрепляют в следующем порядке. В отверстия решетки ставят прокладные кольца и развальцовывают их, потом вводят концы труб, которые также развальцовывают; затем концы труб, выходящие из решетки, отгибают на угол 45° и отбуртовывают. После этого производят чеканку бортов труб. После всех этих операций борты труб приваривают к решетке, когда котел наполнен подогретой до температуры 40—60° С водой.

В отличие от задней решетки трубы в передней решетке устанавливают без медных прокладных колец, не отбортовывают и не обваривают. Выступающие из решетки передние концы дымогарных и жаровых труб отгибают на конус. Как исключение, иногда на паровозах ФД жаровые трубы в передней решетке отбортовывают.

У передней решетки температура уходящих газов значительно ниже, чем у задней, поэтому ослабления и течи труб здесь почти не бывает.

Трубы в решетках размещают таким образом, чтобы обеспечить между ними достаточные водяные промежутки, а в решетке — достаточную величину «мостиков» между отверстиями для труб. Жаровые трубы обычно располагают по вершинам квадрата (см. рис. 28). Исключение составляет часть паровозов ФД, имеющих мелкотрубный пароперегреватель (трубы размером 89х3,5 мм), у которых жаровые трубы расположены в шахматном порядке (см. рис. 13). Дымогарные трубы на большинстве современных паровозов располагают в шахматном порядке по вершинам ромба вертикальными рядами (см. рис. 28); кроме того, их размещают между рядами жаровых труб и по краям, решетки.

Жаровые и дымогарные трубы расположены веерообразно в направлении передней решетки. Это необходимо потому, что в передней части трубы имеют больший диаметр и для их расположения в передней решетке требуется больше места.

Дымовая камера (рис. 33) предназначена для размещения дымовытяжного устройства, паровпускных труб, искрогасительных приборов, сифона, коллектора пароперегревателя, а иногда и водо-подогревателя. Размеры дымовой камеры выбирают такими, чтобы в ней могли разместиться перечисленные выше приборы и оставался необходимый свободный проход газов из топки. Чем больше свободный объем дымовой камеры, тем создается более равномерная тяга газов.

На современных паровозах дымовая камера имеет значительные размеры.Так, при диаметре дымовой камеры порядка двух метров она имеет длину: на паровозах Л—2300 и ФД—2880 мм, а на паровозе П36 — свыше 4400 мм.

Дымовая камера изготовлена обычно на двух сваренных между собой листов, из которых нижний лист имеет большую толщину. На некоторых паровозах барабан изготовлен из одного листа. Материал листов —Ст0; толщина их 10—13 мм. Нижний лист бывает толщиной до 17 мм. Для защиты нижней части дымовой камеры от прогорания и коррозии в ней установлен предохранительный лист.
Соединение дымовой камеры с цилиндрической частью котла показано на рис. 27. На старых паровозах это соединение производилось заклепочным швом, а на современных — сваркой.

Впереди дымовая камера закрыта так называемым фронтонным листом, в котором для осмотра и очистки камеры имеется дверца. У старых паровозов фронтонный лист прикреплен болтами или заклепками; на паровозах ФД, СО, Л, П36 он подвешен на петлях и укреплен болтами. При необходимости ремонта и выемки из дымовой камеры элементов или коллектора пароперегревателя открывают фронтонный лист после удаления крепящих его болтов.

При несъемном фронтонном листе дверца дымовой камеры имеет диаметр до 1 500 мм; при фронтонном листе, установленном на болтах и петлях, — 900— 1000 мм. Дверцу штампуют из листовой стали толщиной 10—12 мм и для большей жесткости ей придают выпуклую форму. С внутренней стороны дверцы укреплен отражательный лист для предохранения ее от прогорания. Для достижения плотности кромку дверцы тщательно пригоняют к фронтонному листу и закрепляют специальными зажимами-щеколдами. Фронтонный лист должен плотно прилегать к торцу дымовой камеры. Все отверстия в стенках дымовой камеры (для прохода паровпускных труб, конуса, трубки сифона, люков и т. д.) тщательно заделывают листами с прокладками.
На паровозах старой постройки несъемный фронтонный лист с дверцей большого диаметра при износе заменяют съемным фронтонным листом на петлях с дверцей диаметром 1000 мм.

Для удаления изгари и стока воды в нижней части дымовой камеры поставлена мусороочистительная труба диаметром 160— 200 мм, которая закрывается заслонкой (см. рис. 33). На паровозах ЛВ и П36 вместо трубы установлен люк-пробка.
Исключительно важное значение имеет герметичность дымовой камеры. При отсутствии надлежащей плотности в ее соединениях будет происходить подсос наружного воздуха, что снизит разрежение в дымовой камере и ухудшит тягу, а это приведет к плохому парообразованию и пережогу топлива.

Дымовую камеру периодически очищают от изгари, чтобы не допускать ее скопления. Кроме того, во избежание горения изгарь заливают водой при помощи заливательной трубки. Скопление горячей изгари в дымовой камере вызывает нагрев и коробление фронтонного листа и дверцы дымовой камеры. Поэтому плотность прилегания фронтонного листа и дверцы нужно систематически проверять.

Плотность соединений паровпускных труб и элементов пароперегревателя с коллектором должна быть проверена на горячем паровозе пуском пара, так как пропуск его также ухудшает разрежение в дымовой камере.

Распространенность дымовых дефлекторов на паровозах варьировалась в зависимости от железнодорожной компании. Они часто использовались на локомотивах Deutsche Reichsbahn и французской SNCF с середины 1920-х годов. Позже Deutsche Bundesbahn и Deutsche Reichsbahn сохранили дымовые дефлекторы на паровозах.

Для локомотивов некоторых железнодорожных компаний дымовые дефлекторы и их особая форма были частью неповторимого внешнего вида. Например, паровозы довоенной Рейхсбана имели большие листы металла, которые поднимались от контура котла над колесами до высоты ниже дымохода и имели изгиб вверху, так что они повторяли границу транспортного средства. Эта большая конструкция дымового дефлектора, столь характерная для большинства стандартных локомотивов, в то время все еще делилась на малые, средние и большие типы подконструкций. Позже их назвали дымовыми дефлекторами Вагнера в честь давнего руководителя отдела дизайна Рейхсбана Рихарда Пауля Вагнера, хотя авторство этой конструкции установить невозможно.

В 1943 году Фридрих Витте провел испытания 52 2328 в аэродинамической трубе вместе с профессором Мельбертом из Ганноверского университета.

В результате появился дымоотражатель Witte меньшего размера, который больше не доходил до контура котла или даже до передней буферной балки. Новый дымоотражатель сэкономил значительную часть материала и в то же время улучшил обзор маршрута локомотивной бригаде.

После войны дымовые дефлекторы этого типа часто устанавливались на ДР и ДБ вместо более крупных дымовых дефлекторов Вагнера на новых или переоборудованных паровозах, а также использовались на железных дорогах за рубежом в послевоенный период.

В дымовой коробке создается искусственная тяга газов за счет выпуска отработавшего пара в паровой машине через конус и дымовую трубу, поэтому герметичность камеры имеет исключительно важное значение.

Разгерметизация дымовой коробки определяется следующим образом: открывают сифон на полную мощность и с помощью факела обходят места возможного подсоса воздуха через неплотности. Такие места отмечают мелом и при ремонте паровоза устраняют с помощью заварки и замены неисправных болтов и деталей. Для герметизации большой дверцы между ней и обвязочным угольником дымовой коробки прокладывают асбестовый картон. Чтобы не было подсоса наружного воздуха в дымовую коробку, неплотности между парорабочими трубами и кромками отверстий в дымовой камере уплотняют стальными заделками с асбестовыми прокладками.

Плотность соединений паровпускных труб и элементов пароперегревателя с коллектором проверяют на горячем паровозе пуском пара, так как пропуск его ухудшает разрежение в дымовой коробке. Хорошая герметичность дымовой коробки способствует интенсивному горению топлива, экономному расходованию его и высокой паропроизводительности котла паровоза.

Для уменьшения потерь тепла от внешнего охлаждения весь котел, за исключением дымовой камеры, покрывают слоем теплоизоляции из таких материалов, как асбест, диатомит и известь, обладающие низкой теплопроводностью и малым объемным весом. Перед покрытием изоляцией наружную поверхность котла в целях предохранения от коррозии окрашивают.

Цилиндрическую часть котла изолируют вулканитовыми плитами толщиной 40 мм, которые изготовляют из изоляционной массы, содержащей 20% асбеста, 60% диатомита и 20% извести. Плиты укрепляют на котле проволочным каркасом, а зазоры между ними заделывают вулканитовой обмазкой.

Наружную поверхность топки покрывают предварительно асбестовой подмазкой, ,а затем кладут вулканитовые или асбоцементные плиты. Там, где невозможно уложить плиты, накладывают слой изоляционной обмазки при давлении пара в котле 2—3 кГ/см².

Согласно нормам, утвержденным МПС, объемный вес изоляции должен быть не выше 400 кг/м³, а коэффициент теплопроводности— не более 0,087 ккал/м² • ч • °C.

Практически объемный вес заливочной изоляции колеблется в пределах 380—420 кг/м².

Поверх изоляционного слоя котел покрывают обшивкой (листовое железо толщиной 1,5 мм), которая защищает изоляцию от повреждений. Для укрепления обшивки к стенкам котла приваривают стойки, кроме того, обшивку укрепляют поясами и винтами.

Чтобы обеспечить нормальный процесс горения в топке, к слою горящего на колосниковой-решетке топлива или к факелу горящего жидкого топлива должно быть подведено определенное количество воздуха. На каждый килограмм сжигаемого угля или мазута нужно примерно соответственно 10—14 или 16—18 кг воздуха. В таком большом количестве воздух не может естественным путем поступать в топку, а образующиеся при сгорании топлива газы не могут выходить по дымогарным и жаровым трубам из топки. Поэтому в паровозном котле создают искусственную тягу газов при помощи дымовытяжного устройства.
Дымовытяжное (рис. 34) или конусно-вытяжное устройство на паровозе состоит из конуса и дымовой трубы, которые установлены в дымовой камере. Это устройство отличается простотой конструкции и эффективностью действия.
Из цилиндров паровой машины отработавший пар давлением 0,6—0,8 кГ/см2 направляется в конус, в сужающейся части которого пар приобретает большую скорость (на современных паровозах до 250—350 м/сек). Паровая струя, выходящая из конуса и обладающая большим запасом кинетической энергии, захватывает газы в дымовой камере и увлекает их в дымовую трубу и атмосферу. В дымовой камере создается разрежение (давление ниже атмосферкого), которое обеспечивает тягу газов из огневой коробки и приток воздуха к колосниковой решетке.

Чем интенсивнее работает паровая машина паровоза, тем с большей скоростью выбрасывается струя пара из конуса и тем большим становится разрежение в дымовой камере. С увеличением разрежения усиливаются тяга и приток воздуха в огневую коробку, что позволяет сжигать больше топлива и, следовательно, получать больше пара от котла, необходимого для работы машины. Таким образом, при помощи конуса осуществляется автоматическая связь рабочего процесса котла и машины.

По конструкции конусы бывают постоянного и переменного сечения. Наиболее простым является однодырный конус постоянного сечения (рис. 35) с круглым выпускным отверстием. Большое распространение получил четырехдырный конус постоянного сечения с раздельным выпуском (рис. 36). В корпусе конуса имеются два отдельных, не сообщающихся между собой канала, — по одному для каждого цилиндра. Таким образом, выпуск пара из одного цилиндра отделен от выпуска из другого. Это сделано для того, чтобы не успевший выйти из конуса пар, скажем, правого цилиндра не перетекал в канал левого цилиндра и не создавал дополнительного подпора (противодавления) на его поршень. Каждый канал в корпусе разветвляется и в устье конуса имеет два накрест лежащих выпускных отверстия.
Однодырный и четырехдырный конусы имеют сменные насадки различного диаметра, которые ставят главным образом в зависимости от сорта применяемого топлива. Чем меньше диаметр насадков конуса, тем сильнее становится тяга. Однако с уменьшением диаметра насадка увеличивается противодавление на поршень, увеличивается сопротивление выпуска пара, а следовательно, уменьшается мощность и сила тяги паровоза и, кроме того, увеличивается расход топлива.
Четырехдырйый конус паровоза Л имеет два размера насадков диаметром 70 и 75 мм. Однодырный конус паровоза П36 имеет три размера насадков диаметром 160, 170 и 180 мм, при этом на каждый паровоз изготовляют два комплекта насадков всех размеров: один — обычные круглые насадки и другой — с рассекателями.
Устанавливают конус строго по оси дымовой трубы, чтобы парогазовая струя правильно входила (вписывалась) в устье трубы. Перекос конуса нарушает правильную работу дымовытяжного устройства. Корпус конуса и конусные насадки отливают из чугуна.

Конусы переменного сечения имели в отверстии центрально расположенную «грушу», которую при помощи привода можно было перемещать в вертикальном направлении и, таким образом, изменять выпускное сечение. Вследствие того, что неумелое пользование переменным конусом приводило к увеличенному расходу топлива и вредно отражалось .на состоянии котла, переменные конусы в свое время были заменены конусами постоянного сечения.
Дымовую трубу устанавливают на дымовой камере так, чтобы ось ее была перпендикулярна к продольной оси котла и лежала с ней в одной плоскости. На старых паровозах дымовые трубы имели значительную высоту (насколько позволял габарит), но по мере увеличения мощности и размеров паровоза высоту трубы вследствие ограничения по габариту уменьшали. На современных паровозах уменьшение высоты трубы над дымовой камерой компенсируют удлинением ее внутрь дымовой камеры.
Дымовые трубы отливают из чугуна; они могут быть цельнолитыми или состоящими из двух-трех частей.

На рис. 37 показана дымовая камера паровоза ЛВ с расположенными в ней дымовытяжным устройством, искрогасителем, сифоном, коллектором пароперегревателя и смесительной камерой во-доподогревателя. На рисунке видно, что за счет промежуточной вставки и раструба дымовая труба значительно удлинена в дымовую камеру.
На пассажирском паровозе П36 дымовая труба состоит из четырех частей: собственно трубы, фланца трубы, промежуточной вставки и раструба. Фланец трубы отлит из стали.
Исследованиями установлено, что для эффективной работы конусно-вытяжного устройства большое значение имеют размеры и форма дымовой трубы, а также ее расположение относительно конуса.
Для улучшения работы дымовытяжного устройства, по предложению К. Я. Золотарева и А. С. Гордеева верхняя часть дымовой трубы паровоза ФД в свое время была удлинена на 550 мм, а раструб удлинен цилиндрической вставкой на 400 мм. Подобное изменение дымовытяжного устройства произведено в порядке модернизации на паровозах ФД, СО, Су, Э, Еа и др. Такое усовершенствование дало возможность увеличить диаметр конусного насадка и тем самым повысить мощность паровоза (при неизмененном расходе топлива). При этом интенсивность тяги в котле не уменьшилась.

На паровозах с нефтяным отоплением на дымовой трубе поставлена заслонка. После потушки форсунки нефтяного отопления заслонка на дымовой трубе должна быть плотно закрыта.

Для создания искусственной тяги при движении паровоза с закрытым регулятором и на стоянках, когда паровая машина не работает, в дымовой камере устанавливают сифон, который работает по тому же принципу, что и конус. Пар, вылетающий из отверстий или сопел сифонного кольца, увлекает в дымовую трубу и атмосферу из дымовой камеры газы, создавая в ней разрежение.

Сифон представляет собой кольцо диаметром от 240 до 390 мм, изготовленное обычно из трубки с проходным сечением от 18 до 35 мм в зависимости от мощности паровоза. В кольце просверлены отверстия диаметром 3-6 мм. Количество этих отверстий на разных паровозах различно. Сифон устанавливают на конусе и укрепляют скобами и болтами.
В настоящее время на большинстве паровозов установлены усиленные сифоны с расходящимися соплами Лаваля по предложению проф. А. Н. Шелеста (рис. 38). Этот сифон изготовляют из стальной трубки или отливают из чугуна. Сопла ввернуты в корпус и при износе могут быть легко сменены. Сифоны с соплами Лаваля обеспечивают лучшее разрежение в дымовой камере, требуют меньше времени для поднятия давления пара в котле и более экономичны по расходу пара.
К сифонному кольцу по трубе подводят пар из котла, подачу которого регулируют вентилем, установленным на сухопарнике, при помощи привода. На паровозах Су, Еа отбор пара для сифона производят от пароразборной колонки в будке машиниста, а на паровозе П36 — от колонки перегретого пара, установленной на дымовой камере.
Необходимо следить за правильной установкой сифона по оси дымовой трубы; перекос его нарушает работу дымовытяжного устройства.

Вместе с отходящими газами из топки котла уносятся мелкие горящие частицы угля (искры). Часть этих искр, опасных в пожарном отношении, выбрасывается парогазовой струей через дымовую трубу. Для удержания и гашения искр в дымовой камере устанавливают специальные приборы — искрогасители.
Наиболее простым является сеточный искрогаситель (рис. 39), который состоит из стального каркаса, обтянутого сеткой с ячейками 5X5 мм. Искрогаситель размещают между конусом и дымовой трубой. Он имеет коническую форму и состоит из двух половин, что дает возможность его легко устанавливать.

Искры, вылетающие из жаровых и дымогарных труб, ударяясь о сетку, раздробляются, часть из них гаснет и оседает в дымовой камере, а часть все же проходит через отверстия в сетке и уносится в дымовую трубу. Сетка искрогасителя довольно быстро прогорает и требует частой смены.
Искрогасительные сетки следует периодически очищать металлической щеткой, так как забивание ячеек изгарью и смолистыми веществами увеличивает сопротивление проходу газов.
На паровозах ФД, Еа, Л, ЛВ и П36 установлен так называемый дефлекторный самоочищающийся искрогаситель (см. рис. 33).

Он состоит из вертикального листа 7, горизонтального листа 8, сетки 9 и регулирующей отбойной заслонки 10. Поток газов и уносимых частиц угля, ударяясь в вертикальный лист, проходит под ниж ним горизонтальным листом, огибает регулирующую отбойную заслонку, снова ударяется в отражательный лист 14 и выходит через сетку в трубу. Мелкие горящие частицы угля, проходя длинный путь в дымовой камере, от резких поворотов и ударов размельчаются, догорают и выходят в дымовую трубу с незначительным запасом тепла, что в большинстве случаев исключает возможность возникновения пожаров. При таком искрогасителе (вернее искро-дробителе) изгарь в дымовой камере не скопляется, а выносится вместе с потоком уходящих газов в атмосферу.
Аналогичная конструкция дефлекторного искрогасителя паровоза ЛВ показана на рис. 37. Однако поток газов и несгоревших частиц здесь проходит более длинный путь, так как дымовая камера этого паровоза из-за размещения в ней смесительной камеры водоподогревателя длиннее, чем у других паровозов.
Более эффективным, чем сеточный, на паровозах с ручным отоплением является искрогаситель, разработанный Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ЦНИИ МПС) и работающий по принципу дробления и истирания изгари. Этот искрогаситель представляет собой разборный кожух из листовой стали, установленный между конусом и дымовой трубой. В передней его части имеется направляющий аппарат, состоящий из нескольких горизонтальных секций, каждая из которых разделена лопатками на ячейки. На пути к входному отверстию искрогасителя (направляющему аппарату) изгарь, ударяясь о стенки кожуха и фронтонный лист, дробится. Попадая в направляющий аппарат, поток изгари разделяется на ряд струй, благодаря наличию лопаток получает завихрение и дополнительно истирается. По выходе из аппарата изгарь проникает в струю отработавшего пара и в большинстве своем гаснет. Этим искрогасителем оборудованы основные серии паровозов с ручным отоплением. Для заливки водой скопляющейся изгари в дымовой камере установлена искрогасительная трубка. Гашение изгари предохраняет стенки дымовой камеры от чрезмерного нагревания.

Эжектор Гизеля — это система принудительной тяги для паровозов, работающая по принципу струйного насоса .

КАК РАБОТАЕТ ЭЖЕКТОРНАЯ СИСТЕМА ВСАСЫВАНИЯ GIESL

Эжектор Гизеля — это система всасывающей тяги для паровозов, которая работает по тому же принципу, что и инжектор питательной воды. Этот эжектор (нем. Ejektor, Flachschornstein или Quetschesse ) был изобретен австрийским инженером доктором Адольфом Гислем-Гислингеном в 1930-х годах и был готов к серийному производству в 1951 году. Эжектор Гизеля обеспечивает улучшенную всасывающую тягу и, соответственно, лучшее использование энергии. Существующая воздухозаборная труба в локомотиве заменена несколькими небольшими веерообразными расходящимися воздухозаборными трубами, от которых диффузор получает свою плоскую, длинную, вытянутую форму.

Эжектор, часто называемый плоским дымоходом или пренебрежительно выжимным устройством из-за его внешнего вида, Он производился по лицензии на заводе Schoeller-Bleckmann-Stahlwerke в Тернице. Представляет из себя головку с несколькими расположенными одно за другим соплами, конусы лучей которых слегка перекрываются. Это придает диффузору плоскую вытянутую форму. Типичная конструкция эжектора состоит из семи стоящих в ряд сопел примерно квадратного сечения. 

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА

Гисль утверждал, что его эжектор позволяет экономить 6–12% угля — хотя на практике максимальная экономия была ближе к 8% — и увеличить мощность до 20%. Многие железнодорожные администрации переоборудовали свои паровозы для использования эжекторов Гизеля, включая ÖBB, ČSD и Deutsche Reichsbahn (DR) в Восточной Германии, а также железнодорожные компании в Африке, Китае и Японии (например, на классе D51). В DR было подсчитано, что эжекторы Гизеля окупятся в течение года, в результате чего они переоборудовали более 500 локомотивов; в первую очередь классы 38.10 , 50 , 52 и 65.10 .

Колосниковую решетку устанавливают в огневой коробке примерно на уровне топочной рамы на паровозах с угольным отоплением. На паровозах первых выпусков применялась неподвижная колосниковая решетка с балочными колосниками. Такой колосник представлял собой чугунную балочку с увеличенной высотой в средней части, имеющую по концам и посередине утолщения для образования необходимых зазоров Балочные колосники укладывали в топку поперечными рядами. Для установки колосников к стенкам огневой коробки прикрепляли на шпильках продольные и поперечные балки.

Широкое распространение на современных паровозах получили решетки с качающимися плитчатыми колосниками (рис. 40), отлитые из серого чугуна. Качающиеся колосники разделяются на рядовые 5, околоклапанные передние 4, клапанные откидные 3 и околоклапанные задние 2 длиной 640, 840 и 980 мм. Стандартный рядовой колосник представляет собой отливку, имеющую щели шириной 8—10 мм; с обоих концов колосник имеет углубления для шипов балок, а с одного конца — рычаг для привода.

Вдоль топки на кронштейнах, прикрепленных к топочной раме, устанавливают четыре боковые балки 8 и посередине — хребтовую балку 6. Эти балки, изготовленные из стального литья, имеют шипы, на которые устанавливают поперек топки качающиеся колосники. Количество укладываемых рядовых колосников зависит от длины топки. В промежутках между колосниками и стенкой огневой коробки, а также в передней и задней частях устанавливают балки 7.

Для облегчения прокачивания колосников решетка разделена на четыре секции с отдельными приводами. Привод каждой секции состоит из тяги /2, соединяющей хвостовики колосников, тяги It и рычага 10, укрепленного на кронштейне и выведенного в будку паровоза. Откидные клапаны имеют самостоятельный привод 9. Наличие большого откидного клапана 3 с приводом в будку машиниста облегчает чистку топки и создает удобства для паровозной бригады. По такой схеме оборудованы качающимися колосниками в два ряда все основные серии паровозов.

В отличие от других паровозов в колосниковой решетке паровоза ФД сделана откидная плита (клапан) с приводом наружу. Колосниковая решетка этого паровоза имеет стандартные колосники, хребтовую, боковые, переднюю и заднюю балки и привод для прокачивания колосников, выведенный в будку. Откидная плита соединена тягой и кривошипом с валом, который снаружи топки имеет рычаг с рукояткой для опускания плиты.

Качающиеся колосники дают возможность взламывать шлак, образующийся на решетке, легко очищать решетку от скопления золы и мелкого шлака, что особенно важно при отоплении многозольными углями. Очистку решетки прокачиванием производят на стоянке и на ходу при закрытом регуляторе.

Для облегчения труда паровозных бригад вместо ручной прокачки колосников при помощи привода и рычагов, выведенных в будку машиниста, применяют пневматический привод (рис. 41). Колосники прокачивают при помощи рычажного механизма и воздушного цилиндра 10, имеющего распределительный золотник. Для прокачивания секций колосниковой решетки нужно перемещать в одну и другую сторону рычаг 8, который при помощи тяг соединен с распределительным золотником цилиндра. Это вызывает перемещение поршня в цилиндре, а затем передается рычагу 9 и валу 7, на котором насажены рычаги 5. Соединяя рычаги 5 при помощи замков 4 поочередно с рычагами 6, которые в свою очередь соединены с секциями, приводят в движение колосниковую решетку. Независимо от автоматического привода решетку можно прокачивать вручную при помощи накидного ключа 1, надеваемого на рычаги 6

Площадь колосниковой решетки исчисляют в квадратных метрах и получают умножением ее длины на ширину. Размеры колосниковых решеток основных серий паровозов указаны в главе 1.

Для подвода в топку воздуха, необходимого для поддержания процесса горения, в колосниках сделаны щели. Сумма всех щелей в колосниках, выраженная в процентах по отношению ко всей ее площади, называется живым сечением. Колосниковые решетки паровозов со стандартными качающимися колосниками имеют живое сечение в пределах 18—22%, что удовлетворяет условиям сжигания большинства смесей углей, применяемых на паровозах.

Чем больше площадь колосниковой решетки и чем больше на ней сжигают в единицу времени топлива, тем больше можно получить-тепла для образования пара. Количество килограммов топлива, которое сжигается на 1 м² площади колосниковой решетки в течение 1 ч, называют напряженностью, или форсировкой колосниковой решетки.