МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПОВОРОТА КРУГОВ — КРУГОВОРОТЧИКИ
На сети дорог для поворота кругов применяются механизмы различных конструкций с электрическим или пневматическим приводом, которые конструктивно оформляются или как прицепные тяговые машины или как механизмы, вмонтированные в ходовые тележки.
Прицепные механизмы — круговоротчики — характеризуются тем, что они монтируются на самостоятельной раме, имеют одно или несколько ведущих колёс и собственный привод и, следовательно, являясь как бы самостоятельным механизмом, могут применяться для поворота кругов разных типов. Механизмы для поворота кругов, вмонтированные в ферму или её тележки, могут быть использованы на кругах только данного типа.
Основные характеристики и классификация существующих механизмов для поворота кругов приведены в табл. 9.
Из числа приведённых в таблице типов прицепных круговорот- чиков наибольшее распространение получил электрический круговоротчик с червячным редуктором и с горизонтальными ведущими катками и круговоротчик типа НКПС, а из числа встроенных в тележки — электрический редукторный механизм, применяемый на 30-м поворотных кругах завода «Красный Профинтерн» конструкции 1935 г.
Первый опыт механизации поворота паровозов был проведён в 1907 г., когда был электрифицирован круг диаметром 19,5 м в депо Жмеринка Юго-Западной дороги.
Одновременно на б. Николаевской дороге была попытка механизации поворота фермы круга путём установки пневматических круговоротчиков с использованием воздуха от поворачивающихся паровозов.
Впервые применёнными пневматическими круговоротчиками являются пневматический поршневой и круговоротчик с коловратным пневматическим двигателем, червячным редуктором и горизонтальными ведущими катками. Второй тип круговоротчика разработан заводом б. «Путиловец».
Классификация механизмов для поворота кругов
Впоследствии коловратный пневматический двигатель этого круговоротчика был заменён электродвигателем, причём была добавлена к червячному редуктору пара цилиндрических зубчатых колёс (Z=14, Z=42); в таком виде эти круговоротчики широко применяются и в настоящее время на кругах с фермой длиной до 25 м.
Коловратный круговоротчик в настоящее время не применяется.
Электрический круговоротчик с червячным редуктором и горизонтальными ведущими катками
Станина 8 круговоротчика (фиг. 36), выполненная из швеллерной балки № 24, подвешивается при помощи универсального шарнира 9 к ферме круга и опирается через бегунок 10 на кольцевой рельс. Червячный редуктор состоит из червяка 17, двух червячных колёс 4 и 5, валы 15 которых пропущены через направляющие трубы (приливы) чугунного литого корпуса 11; на нижние концы валов 15 надеты горизонтальные ведущие катки 1, охватывающие кольцевой рельс. Цилиндрические зубчатые колёса 6 и 7 насажены на валы электродвигателя и червяка. Натяжной механизм состоит: из кронштейна 13, в прилив которого пропущен вал 15 одного из ведущих катков; двух тяг 12 с пружинами 18.
В приливы корпуса редуктора ввёртываются на резьбе стальные втулки, служащие гнёздами для переднего и заднего упорных шарикоподшипников, которые воспринимают осевые нагрузки и позволяют регулировать положение червяка.
Горизонтальный вал червяка с обеих сторон выходит из приливов корпуса редуктора и на него надеваются бронзовые втулки, которые служат подшипниками для двух лап поворотного кронштейна 13 натяжного механизма.
Вертикальные валы редуктора вращаются в бронзовых втулках, запрессованных в приливы корпуса. Ведущие катки и червячные колёса крепятся на вертикальных валах шпонками и гайками. Ведущие катки охватывают кольцевой рельс.
Кронштейн 13 может совершать небольшое перемещение вокруг оси червяка, в результате чего может увеличиваться или уменьшаться расстояние между поверхностями катания ведущих катков и головкой рельса.
Регулированием натяжения пружин 18 создаётся нужное сцепление обоих ведущих катков с кольцевым рельсом. Балансир, к которому крепятся валиками тяги 12, уравнивает натяжение обеих пружин.
Червяк редуктора и червячные колёса отлиты из бронзы. Круговоротчик приводится в движение электродвигателем 2 закрытого типа мощностью 7—11 квт, 1 000 об/мин. Червячный вал редуктора приводится во вращение через дополнительную пару цилиндрических зубчатых колёс 6 и 7, сидящих соответственно на валу электродвигателя и на горизонтальном валике червяка. Эти шестерни закрыты лёгким кожухом из листового железа.
Смазка цилиндрических и червячных шестерён производится солидолом, который закладывается в кожух цилиндрических шестерён и червячный редуктор. Втулочные подшипники вертикальных валов и ось бегунка смазываются солидолом с помощью колпачковых маслёнок. Для прохода смазки валы имеют отверстия, просверленные по оси с выходами против верхнего и нижнего подшипников.
Фиг. 36. Электрический круговоротчик с червячным редуктором и горизонтальными ведущими катками
Опорные шарикоподшипники смазываются солидолом из корпуса редуктора, а втулки цапф поворотного кронштейна — жидкой смазкой через отверстия, просверленные во втулках.
Кинематическая схема редуктора круговоротчика приведена в приложении 3. Круговоротчик этого типа применяется для уравновешенных кругов с фермой длиной до 25 м включительно.
Одним из важнейших условий хорошей работы этого круговоротчика является исправное содержание кольцевого рельса, который изготовляется из рельсов типа Р38 или Р43, плавно изогнут по всей длине с отклонением ширины головки не более ±1 мм. Стыковые накладки кольцевого рельса не должны выступать за боковую грань головки рельса.
Круговоротчик типа НКПС
Круговоротчик типа НКПС (фиг. 37) предназначен для кругов уравновешенного типа диаметром до 25 м включительно.
Фиг. 37. Круговоротчик типа НКПС
Круговоротчик состоит из сварной или клёпаной рамы 1. На концах рамы имеются шарниры 2 с угольниками для прикрепления рамы к ферме круга. На раме установлена будка управления 3.
Рама опирается тяговым катком 4 на кольцевой рельс круга. Под будкой установлен электродвигатель 5 мощностью 11,5 квт с числом оборотов 1 000 в минуту, а в будке — щит управления.
Для передачи крутящего момента от электродвигателя к тяговому катку устанавливается редуктор из двух пар цилиндрических шестерён. Одна из шестерён насажена на одном валу с тяговым катком. Тяговое усилие создаётся между кольцевым рельсом и тяговым катком при вращении катка за счёт действия на него веса всей рамы с будкой и механизмами. Для усиления сцепления катка с рельсом ферма нагружается чугунными или бетонными балластными пластинами. При трогании круга с места, когда тяговый каток пробуксовывает, на кольцевой рельс подсыпается песок из песочницы 6.
Недостатком такого круговоротчика является его большой вес (1,5—2 т). В случае порчи круговоротчика для возможности поворота фермы круга вручную нужно вынуть круговоротчик из котлована. Эта работа при большом весе круговоротчика затруднительна.
При такой конструкции круговоротчика необходимо тщательно следить за тем, чтобы при сборке не произошло перекоса валов, своевременно крепить подшипники и регулировать сцепление шестерён между собой. Открытые шестерни круговоротчика необходимо периодически очищать от грязи и смазывать солидолом. Подшипники валов смазываются жидкой смазкой из ручных маслёнок.
Пневматический круговоротчик системы Калашникова
Круговоротчик такого типа устанавливается на уравновешенных кругах диаметром 19,5 и 21,95 м. Он располагается на кронштейне 1 фиг. 38 и укрепляется к ферме круга так, что имеет возможность радиально перемещаться в горизонтальной плоскости при помощи шарнира, прикреплённого к рабочему цилиндру хомутами 2. Рабочий цилиндр отливается из чугуна и состоит из собственно цилиндра 3 и золотниковой воздухораспределительной коробки 4. Золотниковое зеркало имеет три отверстия — два впускных 5 и 6 для впуска воздуха в переднюю и заднюю полость цилиндра и выпускное 7, через которое из цилиндра воздух удаляется в атмосферу. Золотник 8 передвигается золотниковым штоком с упорными шайбами 9 при помощи планки 10, связанной с поршневым штоком 14. При движении поршня планка свободно скользит вдоль золотникового штока и только в конце хода поршня, упираясь в соответствующую упорную шайбу, передвигает золотник и, меняя впуск воздуха, тем самым изменяет ход поршня на противоположный. Поршень 11 перемещается в цилиндре.
Для уплотнения поршня служат три кожаных манжеты. В задней части цилиндра имеется уплотнительный сальник 12.
На поршневом штоке укрепляется особый рычаг 13 с зажимным приспособлением. В момент движения поршня вправо по чертежу зажим заклинивается на головке кольцевого рельса. Давлением воздуха цилиндр отталкивается от образованной таким образом точки опоры и двигает ферму круга на длину хода поршня. При противоположном движении поршня шток перемещает рычаг и ослабляет зажимное приспособление на головке рельса.
Автоматическое воздухораспределение отличает круговоротчик Калашникова от подобных ему круговоротчиков. Однако система воздухораспределения круговоротчика Калашникова имеет существенные недостатки: длинный золотниковый шток легко повреждается и даже при незначительном изгибе не в состоянии передвинуть золотник; золотник воздухораспределителя легко подвержен замерзанию. Вследствие этого, а также из-за недостаточной мощности и нереверсивности круговоротчик Калашникова в настоящее время применяется довольно редко.