Литература -->  Доменное производство металла 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [ 113 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

тоннелей - вследствие затруднительности вентиляции их нри паровой тяге. При паровой тяге характерным является применение двойной и тройной тяги, подталкивающих паровозов, бустерных паровозов и



Фиг. 5.

Фиг. 4.

спец. типов паровозов с большим числом сцепных осей при условии сохранения хорошей поворотливости (сист. Гаррата, Ферли, Маллета и др.). Стремление удешевить постройку приводит к большому применению узкой колеи (Швейцарские дороги от 0,800 до 1,000 м, Darjeeling - Siliguri в Гималаях 0,610ж, Guayaquil-Quito в Экуадоре 1,067 м).

2) Специальные типы. Дороги, работающие силою сцепления колес с рельсами, не применяют уклонов выше 0,080 для паровой и 0,127 для электрической тяги. Теоретически возможный уклон, при коэфф-те сцепления 0,16 для паровой тяги и 0,25 для электрической, составляет 0,160 и 0,250, но т. к. при этих уклонах двигатель уже не может перемещать вагонов , а только удерживает сам себя, то фактические подъемы 0,080 и 0,127, составляющие половину теоретическ., можно считать практическ. пределом. Для достижения ббльших уклонов приходится прибегать к иным уже способам перемещения, при которых сила сцепления имеет второстененное значение или даже вовсе не используется. Эти специальные типы дорог, или Ж. д. г. в тесном смысле слова, разделяются на следующие виды: А) трех-рельсовые,Б) зубчатые и В) с канатной тягой.

А) Трехрельсовые ж. д., кроме двух рельсов обычного тина, имеют еще третий рельс,к-рый обжимается двумя горизонтальными колесами локомотива, дающими доба-

вочное сцепление. Такие дороги строились по системе Фелля (горизонтальные колеса нажимались пружинами) или Ганскотта (колеса нажимались нневматич. путем). Предельные уклоны на этих дорогах достигают 0,120. Наиболее известна из них ж. д. на Пюи-де-Дом во Франции, имеющая колею в 1,000 м и длину в 14,5 км при паровой тяге. Кроме того, имеется еще дорога в Ла-Бур-буль во Франции и неско-нько дорог в Бразилии, Англии и Новой Зеландии.

Б) Зубчатые ж. д. Движение по зубчатым дорогам осуществляется посредством зацепления зубчатых колес за зубчатую рейку (кремальеру), расположенную по оси пути, примерно в уровне путевых рельсов. Такое ycTpoiicTBO дает возмонность достигнуть требуемой тяги, не считаясь с величиной сценления мел-еду ведущими колесами и путевыми рельсами, а в зависимости лишь от прочности и правильности зубчатого зацепления. Предельная величина уклона определяется условием, чтобы в наименее выгодных случаях работы зацепления (при торможении во время спуска) зубцы колес не накатывались на зубцы кремальеры и не соскальзывали с них. Все зубчатые ж. д., за немногими исключениями, имеют зацепление зубчатых колес с зубчатой рейкой в вертикальной плоскости. Предельн. уклон для такого рода зубчатых дорог теоретически определяется в 0,500. Практика эксплоатации зубчатых дорог, однако, показала, что допустимым уклоном надо считать лишь 0,250-0,300; превышение этого предела нежелательно как в интересах безопасности движения, так и во избежание сокращения пропускной способности. Задача применения более крутых уклонов в технич. отнощении была б. или м. удачно разрешена Лохером и Гуйер-Фрейлером, к-рые заменили вертикальное заценление зацеплением в плоскости, параллельной полотну. По предложенной ими системе построена дорога на вершину горы Пилат, с уклоном до 0,480. Однако, в виду дороговизны эта система не получила широкого примене-

Висота над уровнем моря

(в метрах j Высота наибольших уклонов Высота наименьших подгемов\>0


to О 10 20 30 SO 60 70 60 90 100 Фиг. 6.

т м 160 то 200

пия, и можно считать, что уклон 0,300 является для зубчатых дорог максимальным, за пределами к-рого более выгодными являются дороги с канатной тягой. На зубчатых ж. д. смешан, типа, т.е. состоящих из участков с обыкновенным сцеплением и зубчатым зацеплением, зависимость между величинами предельных уклонов определяется соображениями наилучшего использования силы тяги локомотива на участках того и др. тина.



Ширина колеи зубчатых ж. д. колеблется в пределах 1,4350,800 Л1. Наивыгоднейшей шириной колеи для зубчатых дорог (несмешанного типа) считается в настоящее время 1,000 м. Наименьшие радиусы закруглений приняты, как правило, 80-120 м; в трудных условиях допускаются радиусы 60 и даже до 30 м. Верхнее строение состоит из двух обыкновенных рельсов и кремальеры.

йоагем


Фиг. 7.

Фиг. 8.

укрепленных на деревянных или металлич. ионеречинах, лежащих на мощном балластном слое из гравия или щебня. На крутых уклонах, для обеспечения пути против сползания, шпалы упираются в металлич. сваи, забитые в грунт или забетонированные в бетонные массивы, расположенные через определенные промежутки (на дороге к вершине горы Риги-через 50 ж). При уклонах, близких к предельному, как, напр., на горе Пилат, путь уложен на сплошном бетонном основании и неразрывно связан с ним при помощи анкеров.

Наиболее распространенными типамикре-ма.пьер являются системы: Риггенбаха, Абта и Штруба.

Крема.чьера сист. Риггенбаха состоит из 2 швеллеров (фиг. 7 и 8), уложен, на расстоянии 100-140 мм один от другого. В стенки швеллеров через каждые 80-\\Омм вклепаны в холодном состоянии зубья транецоидального сечения из литой стали. На смешанных зубчатых яс. д. эта кремальера устраивается более высокого типа (фиг. 9), при чем стенки в верхней части несколько развернуты наружу для обеспечения от накатывания на них зубчатых колес. Длина отдельных элементов кремальеры, во избе-ясание чрезмерных зазоров в стыках, не превышает 3-3,5 Л1, что обеспечивает зазор, не превосходящий 2 жм. Система Риггенбаха была первой, примененной в Европе(1871 г.), и получила наибольшее раснространение в Швейцарии. i

Кремальера сист. Абта состоит из двух или трех параллельных зубчатых полос Д и В (фиг. 10), сдвинутых одна относительно другой так, что зубец одной приходится против выемки другой, соответственно чему расположены и зубчатые колеса локомотива, насаженные на общую ось. Преимущество этой системы состоит в том, что зацепление локомотива производится одновременно не менее чем 2 зубцами, в то время как у Риггенбаха тяговое усилие воспринимается только одним зубцом. При устройстве трех полос число одновременно работающих зубцов не менее трех (фиг. 11). Такой результат возможен, однако, только при самой тщательной пригонке частей, которая


Фиг. 9.


Фиг. 10.

легко нарушается вследствие износа колес и кремальеры. Для обеспечения одновременной равной работы двух или трех зубцов служит особое пружинное соединение обоих зубчатых колес, автоматически регулирующее взаимн. расположение их зубцов. Зубчатка системы Абта введена была впервые в 1885 году, при постройке дороги на Гарц в Брауншвейге, и с 1890 года получает широкое распространение в разных странах (дорога через Анды длиной 75 кж, линия Бейрут-Дамаск длиной 146 кл1,ипр.).

Кремальера сист. Штруба состоит из фасонного рельса, головка к-рого имеет зубцы, выпиленные в утолщенной верхней части рельса, дающей вместе с тем возмоясность надежного тормоясения посредством особых захватов, обжимающих головку с боков. Значительная прочность зубцов дает возможность установки на локомотив одно--- го ведущего колеса.

! Это обстоятельство, в

свою очередь, позволяет поместить ведущее колесо около ц. т. локомотива, вследствие чего поднятию колеса на кремальере иренятствует давление всего паровоза,че-го пет в других системах. Кроме того, поднятию локомотива препятствуют вышеупомянутые захваты (фиг. 12). К преимуществам этой системы надо отнести также более легкую очистку зубцов от снега и т. п.

Из кремальер с зацеплением в плоскости, параллельной полотну, наиболее известна упомянутая система Лохера (фиг. 13). На дорогах смешанного типа особого устройства требует кремальера в местах перехода


Фиг. 11.


Фиг. 12.

зубчатого зацепления на обыкновенное. В настоящее время начальное звено кремальеры делается но системе Абта, состоящей в том, что входная зубчатая рейка, которая расположена на рессорах,имеет вначале скошенную часть, зубцы которой расположены на 2 мм ниже, и кроме того, расстояние между зубцами увеличено в начале на 1- 4 мм против нормального для более легкого зацепления зубчатого колеса.



Расчетная часть. Специальным расчетам подвергаются зубчатое колесо и зубчатая рейка. Усилие тяги

F = 1 ООО Р sin а М- Р cos а w . + +

+ 1 ООО g sin а + (3 cos а + ~gf- ,

где Р-вес паровоза в т, Q-вес вагонов в т, -сопротивление паровоза движению,


Фиг. 13.

iVg -сопротивление вагонов движению, а- угол наклона пути к горизонту, v-скорость движения в м/ск, д-ускорение силы тя-лгссти (9,8 м/ск), I-длина разгона или замедления в м.

Нормальное давление на зубец

где & - угол между нормалью к плоскости зубца и линией пути. Для того чтобы не было выскакивания зубчатого колеса из зубцов рейки (Auftrieb), необходимо, чтобы минимальная величина нагрузки ведущего колеса р удовлетворяла след. равенству:

pcosa=Fctg (Р + <р), где Р-угол между плоскостью зубца рейки и линией пути, (р-угол трения при смазке; хорошая смазка улучшает условия движения. Поезд поверяется для крутых уклонов на устойчивость против опрокидывания при слуске путем определения моментов сил относительно нижнего колеса паровоза.

Конструкция локомотивов зависит от того, предназначены ли они для обращения на сплошных зубчатых дорогах или на дорогах смешанного типа. В первом случае локомотивы имеют одно ведущее зубчатое колесо (Риги-Кульм) или две ведущих оси (дороги системы Абта). На дорогах смешанного типа паровозы имеют или два цилиндра, приводящих в двинсение одновременно оба ведущих колеса и зубчатое ко.тесо помощью общего шатуна, вследствие чего зубчатое колесо вращается также и на тех участках, где оно не работает, или четыре цилиндра, из к-рых два приводят в движение ведущие оси, а два других приводят в движение зубчатое колесо, свободно сидящее на одной из осей, ближайшей к ц. т. паровоза. Паровозы последнего типа снабнсены еще отдельным зубчатым колесом, насаженным наглухо на переднюю ось и служащим для торможения; на нормальных рельсах работают лишь ведущие оси; при подходе к зубчатке постепенно вводится в действие зуб-

чатый механизм и, по достижении полного зубчатого зацепления, включается в работу полностью, совместно с ведущими колесами, движущимися по нормальным рельсам.

Электрич. локомотивы обыкновенно имеют две оси с гладкими колесами, между которыми находятся два ведущих зубчатых колеса, приводимых в движение специальными электромоторами. Для правильной работы ведущее зубчатое колесо д. б. достаточно нагружено, во избеиеание накатывания его на кремальеру или соскальзывания с нее.

В виду больших уклонов зубчатых дорог особое значение приобретает надежность тормозных устройств. Поэтому составы оборудуются несколькими системами тормозов, могущими действовать независимо одна от другой. Наиболее употребительны следующие способы: 1) торможение помощью сжатого воздуха, впускаемого в рабочие цилиндры и действующего как контрпар; 2) неносредственное торможение зубчатых колес локомотива; 3) торможение силою трения колодок, действующих на все колеса состава; 4) автоматич. торможение нри увеличении скорости свыше известного предела; 5) торможение захватами, действующими на рельсы; 6) ленточный тормоз, действующий (при помощи пара или вручную) на ведущие оси локомотива; 7) торможение особыми зубчатыми колесами (когда локомотив идет впереди состава). Скорость движения на зубчатых ж. д. 4-12 км/ч; на участках обыкновенного тина-в зависимости от уклона, типа локомотива и распо-лолтения его в хвосте или голове поезда- 15-45 км/ч.

Стоимость зубчатых дорог (Швейцарских) колеблется (в довоен. ценах) от 100 ООО (Бриенц-Ротгорн) до 5 500 ООО рублей (Юнгфрау) за км, в зависи-Фиг. 14. мости от технич. усло-

вий, гл. обр. от числа тоннелей (61% в Юнгфрау и 9% в Бри-енце). Одно верхнее строение стоит 21 ООО- 44 ООО р. з&км. Смешанные дороги обходятся дешевле - от 56 ООО (Беке - Виллар) до 162 ООО руб. (Мартиньи-Шаттелар) за км, при средней стоимости нормальных дорог Швейцарии в 160 ООО руб. за км.

В) Железные дороги с канатной тягой (фуникулеры), применяемые для пассажирского, а иногда и для грузо- j, вого движения, представляют собою уложенный на прочном основании рельсовый путь, по которому подвижной состав поднимается силой тяги, передаваемой при помощи прикрепленного к нему каната. По способу движения они разделяются на дороги: а) с одним вагоном, нонеременно поднимающимся и спускающимся на канате, и б) с двумя вагонами, из которых один фиг. 15. поднимается, а другой спускается. Первоначально дороги проектировались с одним вагоном однопутные и с двумя дву-путные; затем перешли к трехрельсовым, при чем средний рельс на протяжении разъезда разделяется на два (фиг. 14), и, наконец, к однопутным с автоматич. разъездом



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [ 113 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155