америк., что в последней давление тормоза регулируется стрелочником, что не гарантирует от ошибок, могущих привести даже к сходу вагона с рельсов, тогда как в системе Фрёлиха давление гидравлич. пресса и тормозящих рельсов регулируется автоматически в зависимости от веса вагона.

Лит.: Р о г и н с к и й Н. С, Ж.-д. сигнализация и обеспечение безопасн. следования поездов, вып. 2, Москва, 1927; VerscMebebahntidfe in Ausgestaltung und Betrieb, В., 1922. Н. Рогиисиий.

ВАГОННЫЕ КОЛЕСА. I. Чугунные (Гриф-фина). Производство чугунных В. к. с закаленной поверхностью катания (т. и. гриф-финовских колес) должно сыграть выдающуюся роль в развитии жел.-дор. хозяйства СССР. Опыт америк, ж.-д. дела неопровержимо доказывает, что своим беспримерным развитием в последней четверти прошлого столетия оно в значительной степени обязано чугунному вагон, колесу, давшему возможность не только удешевить производство ж.-д. подвижн. состава, но и достигнуть громадных сбережений в оборудовании и во времени, необходимом для этого производства.

Попытки изготовлять чугунные В. к. с закаленной поверхностью катания были произведены в первой половине прошлого столетия. Многочисленные конструкции таких колес были запатентованы в это время, но испытания их не дали никаких существенных результатов. Обыкновенно таким колесам придавали в то время форму простого колеса с плоскими спицами и со ступицей, разрезанной в трех местах с целью устранения опасных напряжений материала, возникающих при остывании чугуна после отливки. Ступица, после соответствующ. обработки, стягивалась железными кольцами и заклинивалась на оси. Лишь в 1850 г, Уош-борн (Washborn) решил проблему чугунных В, к., предложив отливать их в форме сплошного диска с соответствующим ободом. Колеса типа Уошборна, диаметром 33 и весом 525 английск, фн продолжали оставаться в течение почти 30 лет стандартными для 10-тонных товарных вагонов, а также и для значительной части пассажирских вагонов. Это было время железных рельсов, ручных тормозов, примитивной сцепки вагонов, малой грузоподъемности последних и т, д,; при малой нагрузке колеса, малых пробегах и малых скоростях колеса не изнашивались за все время службы вагона. Появившиеся в 1885 г. 30-тонные вагоны дали 5-тонную нагрузку на каждое колесо. Противники дальнейшего увеличения нагрузки колеса считали площадь контакта 33 -колеса с рельсом настолько малой, что нагрузка, превосходящая 5 m на каждое колесо, неминуемо должна вызвать напряжение материала колеса и рельса выше предела упругости. Все сомнения на этот счет были, однако, рассеяны практикой. Введение 30-тонных вагонов на всех жел. дорогах происходило чрезвычайно быстро. Чугунные В, к, весом в 600, а затем в 625 англ. фн применялись для этих вагонов повсеместно в Европе и в Америке, Несмотря на целый ряд сомнений, которые высказывались скептиками в начале нашего столетия, 40- и 50-тонные вагоны, снабженные чугунными колесами, были в свою очередь испытаны и най-

дены во всех отношениях отвечающими своему назначению. Под этими вагонами применялись чугунные колеса весом уже в 725 англ, фн., в то время как вес стальных колес для тех же целей превышал 750 англ , фн, В настоящее время 50-тонные америк, вагоны заменяются 70-тонными для транспортирования таких грузов, как уголь, руда и пр. Эти вагоны уле испробованы во всех отношениях, и чугунные В. к, весом в 850 английских фн. оказались и для них вполне отвечающими своему назначению. Чугунные вагон, колеса, оставаясь одинаковыми по форме, претерпели весьма мало изменений за все время развития вагоностроения. В то время как грузоподъемность вагонов изменилась от 10 до 70 m и скорость их движения увеличилась в 6 раз, вес колес увеличился всего на 38%. В настоящее время не менее 95% всех товарных вагонов и весьма значительная часть пассажирских вагонов С.-А. Соед. Штатов снаблсены чугунными колесами с закаленной поверхностью катания, и число их в обращении превышает 25 млн. Такое количество колес требует 8 ООО ООО т металла. Ежегодно из этого количества возобновляется около 10%, т. е. 2V2 млн. колес.

В С.-А. С. Ш, и в Канаде производством чугунных В, к. занимаются 50 з-дов, и производительность их достигает в общей сложности 20 ООО шт. в день, или свыше 6 ООО ООО колес в год. Как совершенно справедливо замечает председатель америк. Ассоциации производителей колес из закаленного чугуна Линдон, разработка естественных богатств С. Америки в значительной степени обусловлена широким применением чугунных В. к. Без последних америк. ж.-д. дело не могло бы достигнуть той необычайной ступени развития, на к-рой оно находится в настоящее время. Об этом свидетельствуют следующие цифры. В 1914 году на ж. д. С.-А. СоедиЕ1ен. Штатов было в обращении 2 700 ООО товарных вагонов. Количество грузов, перевезенных в этих вагонах в этом году, составляло 1 110 000 000 т, или около 70 млрд. пд. В тонно-милях это количество выражается свыше чем 300 ООО ООО ООО тонно-миль. Прибавив сюда 375 млрд. тонно-миль, падающих на самые вагоны, получим гигантское число в 675 млрд. Тонно-миль, выралающее ту работу, которую проделали в 1914 году чугунные колеса на ж. д. С.-А. С. Ш.

Чугунные В. к. при отливке подвергаются закалке. Еще в 18 в. в одной из англ. литейных было замечено, что расплавленный чугун, приходя в контакт с металлич. поверхностью, становится отбеленным и чрезвычайно твердым. Этот процесс отбелки и закалки чугуна обусловливается чрезвычайно быстрым охлаждением расплавленного чугуна в металлической форме. Сущность этого процесса заключается в том, что при быстром отнятии тепла от расплавленного чугуна содержащийся в нем цементит (химическое соединение железа и углерода РбзС) не успевает разложиться на свои составные части, железо и углерод в виде графита, и в застывшем при этом чугуне графит не содержится в свободн. состоянии, как это происходит в обыкновенном сером

чугуне, который подвергается медленному остыванию после отливки. В отбеленном (закаленном) слое чугуна весь углерод находится в состоянии, химически связанном с железом. Цементит представляет собой чрезвычайно твердое вещество, тверже стекла и самой твердой стали, не исключая закаленной быстрорелущей стали; по твердости ои приближается к кварцу, занимающему седьмое место в шкале твердости (см.), тогда как алмаз занимает десятое место.

Микроструктура закаленного слоя чугунных В. к. показана на фиг. 1: белые массы-цементит, темные-перлит; в одном месте видны мелкие чередующиеся выделения

Фиг. 1.

того и другого,-это эвтектика белого чугуна. Составляя около 40% отбеленного чугуна, цементит придает ему чрезвычайную твердость, позволяющую использовать этот чугун для большого количества предметов, для которых серый чугун обычно является неприменимым, как, напр.: для плугов, молотов, наковален, прокатных валов, ж.-д. колес и т. д. Как улсе было упомянуто, закалке подвергается лишь поверхность катания колеса, при чем закалка простирается на глубину до 25 мм. Для достижения этой

Фиг. 2.

закалки формовка колес производится в составной опоке (фиг. 2), средняя часть которой образует форму поверхности катания

колеса и состоит из массивного чугунного закалочного кольца. Расплавленный чугун, приходя в соприкосновение с этим кольцом, быстро охлаждается благодаря большой теплопроводности кольца, и таким образом подвергается закалке на нек-рую глубину по новерхности этого соприкосновения. Вся остальная масса колеса, поверхность к-рой соприкасается в опоке с песчаными частями формы, подвергается сравнительно медленному охлаждению и состоит поэтому из обыкновенного мягкого серого чугуна.

Вышеприведенные данные свидетельствуют о громадном распространении чугунных В. к. в Америке. В Европе распространение их отстает от американского. Первое применение их в России в 1867 г. было дискредитировано благодаря тому обстоятельству, что некоторое количество этих колес было изготовлено из простого, незакаленного чугуна. Такие колеса ломались, конечно, после ничтожного пробега. Лишь в 1902 г. чугунные колеса Гриффина были допущены б. Министерством путей сообщения к употреблению в России под нетормозными товарными вагонами в количестве, не превышающем 10% наличного колесного парка дороги. При заказе Америке в 1915 г. товарных вагонов америк. заводы предложили применить под этими вагонами чугунные колеса, мотивируя предложение тем, что почти все вагоны в Америке снабкены такими колесами и что они дешевле стальных. Это предложение было принято, и несколько десятков тысяч чугунных В. к. были вывезены из Америки в Россию и находятся в настоящее время в обращении на ж. д. СССР. В виду невозможности их замены и ремонта ббльшая часть их, однако, улсе вышла из употребления. Более слабое распространение чугунных колес в Европе объясняется отрицательным отношением к ним европ. техников, совершенно неосновательно убежденных в том, что стальные колеса по своим качествам лучше чугунных. Европейские законодательства еще до сих пор ограничивают применение этих колес и допускают его только для нетормозных вагонов. Насколько неосновательно распространенное в Европе отрицательное отношение к чугунным колесам, показывает американская практика. Как уже было упомянуто, в Америке почти все товарные вагоны и многие пассажирские снабжены чугунными колесами. Некоторые железные дороги применяют чугунные колеса для пассажирских вагонов в течение свыше 50 лет, при чем на этих дорогах не было ни одного случая крушения поезда из-за поломки колес.

Преимущества чугунных колес сравнительно со стальными следующие: 1) ббльшая твердость колеса по поверхности катания значительно удлиняет продолжительность его службы; 2) износ рельсов и реборды колеса меньше; 3) колеса из закаленного чугуна могут нести ббльшую нагрузку без деформации и смятия, чем это возможно для стальных; 4) чугунные колеса не требуют обточки, благодаря чему достигается значительное удешевление этих колес, а также значительные сбережения в смысле затрат на покупку станков и на оборудование

мастерских; 5) коэфф. трения между чугунными колесами и колодкой тормоза на 25% больше, чем для стальных колес; это значительно уменьшает напряжения, к-рые возникают в тормозной передаче и в тележке, усиливая в то же время работу воздушных цилиндров; 6) продолжительность службы тормозных колодок при их применении к чугунным колесам на 25-100% больше, чем при применении их к стальным колесам;

7) сопротивление поезда, появляющееся благодаря трению реборды и скольжению поверхности катания, значительно меньше для чугунных колес, чем для стальных;

8) поверхность катания в чугунном колесе не обладает вязкостью и поэтому сохраняет свою круглую форму в большей степе ни, чем в стальном колесе; вследствие этого поломка рельсов, которая происходит благодаря эксцентричности стальных колес, деформировавшихся вследствие вязкости стали, становится невозможной при чугунных колесах.

По расчету Линдона, стоимость ежегодной службы одного чугунного В. к. в Америке колеблется в пределах от 1 до 2 р., при средней продолжительности службы этих колес в 10 лет. По данным бельгийских нелезных дорог, ежегодная максимальная стоимость службы одного ската из чугунных В. к. вместе с осью выражается суммой от 3,5 до 5 р., в то время как для такого же ската из стальных колес максимальная стоимость годовой службы определяется суммой от 8 до 10 р. Так. обр. чугунные В. к. оказываются в эксплоатации в 2-3 раза дешевле стальных. Необходимо здесь же отметить, что чугунные В. к. употребляются в Америке не только для же-пезнодорожного транспорта. Наряду с последним огромное количество этих колес употребляется для чрезвычайно распространенных в Америке городских и пригородных трамваев. Кроме того колеса из закаленного чугуна употребляются в больших количествах для дорожных машин, кранов и т. д. Заводы Гриффиновской компании в Америке изготовляют свыше 100 различных типов колес от 600 до 900 мм диаметром и от 80 до 360 кг весом.

Предположения о товарном вагоностроении в СССР на пятилетие 1926/27-1930/31 гг. определяются в 40 000 вагонов ежегодно.

На каждый вагон следует считать 4 колеса. При замене всех стальных вагонных колес чугунными наша годовая потребность в чугунных В. к. к 1930 году определится минимальной цифрой в 180 ООО колес, т. е. к этому времени мы должны были бы иметь в СССР не менее трех литейных з-дов для производства чугунных В. к. производительностью в 200 колес в день каждый.

Переходя к вопросу о з-дах для производства чугунных колес, необходимо отметить, что в Америке существуют три типа таких з-дов: 1) с круговой системой расположения литейных площадок, 2) с карусельной системой и 3) с прямолинейной системой работ. 1) Круговая система (фиг. 3) встречается лишь на старых заводах. При этом способе работ литейная имеет несколько литейных кругов. В центре каждого из

них помещается поворотный кран, а по окруншости располагаются 20-25 опок, обслуживаемых двумя рабочими-формовщиком и его помощником. Внутри каждого круга помещаются необходимые инструменты, запас шишек и проч., а по окружности

Фиг. 3.

в виде валика насыпана формовочная земля. Кран каждого круга служит для манипуляций с опоками во время набивки их землей, для поддержания ковша с расплавленным чугуном во время отливки, а также для освобождения отлитого колеса из формы. Расплавленный чугун доставляется от вагранки до каждого круга при помощи подвесной дороги. Недостаток этой системы заключается в том, что пространство литейной мастерской использовано при ней хуже, чем при более совершенных системах, и механизация производства ие м. б. проведена так совершенно, как при этих последних. 2) При карусельном типе литейных мастерских (фиг. 4), применяемом лишь на Двух американ. заводах, формовка и отливка колес производится на кругу, по которому медленно движется непрерывный поезд из 40 вагонеток-платформ; на последних расположены опоки, в которых формуются и отливаются колеса. Эти опоки проходят при движении поезда последовательно все стадии производства, при чем все рабочие остаются на своих местах, выполняя вполне определенную работу. Формовочный материал к месту формовки подается конвейером. Несмотря на все остроумие этой системы, она имеет мало защитников и не была признана рациональной в виду дороговизны всей установки и зависимости результатов работы от отдельных частных моментов. 3) В наиболее совершенной, прямолинейной системе работ не только наилучшим образом использована площадь мастерской, но и достигнуты

Вагранка

Фиг. 4.