На железных дорогах СССР применяются два типа поворотных кругов: уравновешенные и неуравновешенные.
Схемы нагрузок уравновешенного и неуравновешенного поворотных кругов даны на фиг. 7.
Фиг. 7. Схема нагрузок поворотных кругов:
а — уравновешенного; б — неуравновешенного
Ферма уравновешенного круга цельная и при повороте имеет только одну точку опоры — в центре, на которую передаётся вся нагрузка от веса локомотива и веса самой фермы. Ферма неуравновешенного круга — составная и, имея в средней своей части шарнир, опирается на три точки — в центре и по концам.
Уравновешенные круги требуют сравнительно небольшого усилия для поворота локомотива, но при установке локомотива на такой круг необходимо, чтобы центр тяжести локомотива совпал с геометрической осью вращения фермы.
Фермы уравновешенных кругов длиной 22—25 м, рассчитанные на довольно мощные локомотивы, под воздействием нагрузки получают значительный прогиб, что вынуждает иметь зазор между концевыми катками и рельсом, доходящий при ненагруженной ферме до 70 мм. При въезде локомотива на такой круг, вследствие большого зазора между концевыми катками и кольцевым рельсом, наблюдаются значительные удары, вредно влияющие на прочность круга.
По характеру расположения опорных катков уравновешенные круги могут иметь только концевые или концевые и центровые катки, которые служат для ограничения поперечных (центровых) и продольных (концевых) качаний фермы при выводе её из положения равновесия. Если ферма имеет только концевые катки, то они расположены по бокам фермы с каждого её конца и число их равно четырём.
При наличии концевых и центровых катков концевые катки располагаются так, что ось их лежит в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось фермы, а центровые размещаются по бокам фермы в плоскости, перпендикулярной продольной оси фермы и проходящей через её центр.
На железных дорогах СССР имеются уравновешенные поворотные круги с фермами длиной 19,5; 21,95 (22); 22,86 (23) и 25 м. Круги диаметром менее 19,5 м сохранились только на малодеятельных участках некоторых дорог. Круги неуравновешенного типа на наших дорогах встречаются диаметром 23, 25 и 30 м. Конструкции поворотных кругов диаметром 25 и 30 м созданы советскими конструкторами для поворота локомотивов мощных серий (СО, ФД, ИС и др.).
Производство этих кругов было освоено нашими машиностроительными заводами: Брянским заводом «Красный Профинтерн», литейно-механическим заводом НКПС им. Л. М. Кагановича и др.
Длительная работа этих кругов в локомотивных депо важнейших грузонапряжённых направлений подтвердила их высокие эксплуатационные качества.
В настоящее время поворотные неуравновешенные круги фундаментного типа диаметром 30 м выпускает Кировский машиностроительный завод МПС имени 1 Мая. Остальные типы кругов с производства сняты.
Поворотные круги диаметром 30 м рассчитаны на временную нагрузку от паровоза 1-5-2 с шестиосным тендером с нагрузкой на оси: бегунок — до 15 т, сцепные и ведущую — до 30 т, поддерживающие — до 25 т и тендерные — до 24 т.
Неуравновешенные круги имеют следующие преимущества перед уравновешенными: статически определимую схему нагрузок; меньшую длину фермы для поворачивания локомотива одного и того же типа; меньшую строительную высоту; меньший общий вес фермы; большую боковую жёсткость; меньшую стоимость содержания и ремонта.
Установка локомотива на таком круге не требует точности, что сокращает общее время, потребное на его поворот.
Однако для поворота неуравновешенных кругов требуется мощность примерно вдвое большая, чем для уравновешенных.
Таблица 2
Классификация поворотных кругов
Неуравновешенные круги подразделяются на фундаментные и бесфундаментные.
Поворотные круги в зависимости от расположения рельсовой колеи на ферме разделяются на круги с ездой по верху и с ездой по низу.
Круги неуравновешенного типа наших железных дорог все являются кругами с ездой по верху.
Уравновешенные круги с ездой по верху имеют ферму со сплошными боковыми листами, верхний пояс прямой и горизонтальный, а нижний — скошенный от середины к концам (тип балки равного сопротивления). Ферма круга с ездой по низу имеет нижний пояс горизонтальный, а верхний — параболический или горизонтальный с наклонными крайними панелями, придающими ферме вид трапеции.
Применяемые на железных дорогах СССР поворотные круги с некоторым приближением можно свести в табл. 2.