Техника

Библиотека

наука

Русские паровозы за 50 лет

Паровозы 1-5-1 ФД

Идея применения на русских железных дорогах паровозов типа 1-5-1 возникла впервые в 1915 г. Она принадлежала Н. Л. Щукину, который еще тогда указывал на необходимость не только поднятия веса состава поездов, но и увеличения скоростей на подъемах, что должно было увеличить провозную способность железных дорог. В то время, однако, прогрессивная идея постройки паровозов 1-5-1 и даже 1-5-0 вызвала сильное противодействие со стороны консервативной группы специалистов. Единственным доводом против типа 1-5-1, имевшим тогда известные основания, была неприспособленность многих депо и поворотных кругов для паровозов со столь длинной базой. После целого ряда споров был принят тип 1-5-0.

Социалистическая реконструкция народного хозяйства страны и непрерывный рост промышленности, а также сельского хозяйства потребовали от железнодорожного транспорта резкого увеличения грузооборота. Уже к 1928-1930 гг., т. е. через пять лет после начала массовой постройки паровозов Э, этот тип паровозов перестал соответствовать растущим из года в год размерам движения, особенно на главнейших магистралях.

Созданное в 1930 г. специальное техническое бюро в порядке помощи НКПС занялось технико-экономическими изысканиями и расчетами, которые должны были служить основой для проектирования и постройки новых и, в первую очередь, мощных товарных паровозов. В конце апреля 1931 г. техническим бюро был разработан эскизный проект нового товарного паровоза типа 1-5-1 с нагрузкой от колесной пары 20 т. Такой паровоз должен был сочетать большую силу тяги, высокую скорость, возможность работать при существующей винтовой упряжи и на низкосортном топливе, не вызывая немедленной рекон-струкции пути. 1 мая 1931 г. это бюро вместе с центральным локомотиво-проектным бюро НКТП начало рабочее проектирование этого паровоза. Работа крайне осложнялась необходимостью разрешения целого ряда новых технических задач, связанных с проектированием совершенно нового типа мощного паровоза, отвечающего всем требованиям современной передовой техники. За 100 рабочих дней проект нового паровоза был готов. В августе рабочие чертежи были сданы на Ворошиловградский паровозостроительный завод, которому была поручена почетная задача - постройка первого паровоза 1-5-1. В постройке паровоза участвовали еще три завода - Коломенский, изготовивший стальные литые части, Сормовский, поставивший котельные штампованные листы, и Ижорский, обеспечивший прокат полотнищ рамы. Постройка паровоза была закончена в рекордно короткий срок - за 70 дней. Вместе с этим завод ликвидировал отставание в выполнении производственной программы. Паровоз в честь Феликса Эдмундовича Дзержинского был назван серией ФД (фиг. 30). 4 ноября 1931 г. первый паровоз ФД повел из Луганска в Москву поезд с рабочей делегацией завода, которая 6 ноября рапортовала правительству о сдаче в эксплоатацию первого паровоза ФД.

фиг.30 Паровоз ФД
фиг.30 Паровоз ФД

Создание мощного паровоза ФД в невиданный в истории короткий срок - всего за 170 дней - могло быть осуществлено только при социалистической организации труда.

По конструктивным деталям паровоз представлял крупнейший шаг вперед. Впервые были применены топка с камерой догорания, углеподатчик, мощный мелкожаротрубный пароперегреватель, многоклапанный, вынесенный за пароперегреватель, регулятор и ряд новых других деталей. Паровые цилиндры, образуя блок, установлены на раму брускового типа сверху и служат одновременно передней опорой котла и передним креплением рамы. Рессорное подвешивание разделено на три самостоятельные группы, образуя статически определимую систему, при которой распределение нагрузок на оси осуществляется автоматически, не требуя специального регулирования. В движущем механизме были применены многоплоскостная параллель, дышла на плавающих втулках и многие другие более совершенные детали. Главнейшие части паровоза, в том числе котлы, цилиндры, детали движущего механизма и ходовых частей, объединены с одноименными деталями мощных пассажирских паровозов 1-4-2 ИС. Паровозы выпускались с шестиосными тендерами. Опытное исследование, проведенное с паровозом ФД, и его сравнение с паровозом Эу показало, что мощность увеличилась вдвое, сила тяги позволила увеличить вес состава на 15-20%, средняя техническая скорость увеличилась более чем на 50%. Паровоз ФД развивает мощность до 3000 л. с.

На первых паровозах ФД обработка полотнищ рамы по шаблону производилась автогенной резкой. Вырезанные места сперва не обрабатывались и с них не снимались зоны термического влияния, а сами полотнища не отжигались. Во время работы паровозов в рамах начали появляться закалочные трещины. Для их устранения был изменен технологический процесс изготовления рам, а с 1938 г. поперечные крепления рам стали усиливаться. Испытание рам ФД было проведено в 1939-1940 гг. группой динамики ЦНИИ - С. С. Зольниковым, К. П. Королевым, С. М. Кучеренко и С. Ф. Маркевичем, с осциллографической записью результатов. Эти испытания дали возможность судить о распределении напряжений в паровозных брусковых рамах.

Массовая постройка паровозов ФД производилась на Ворошилов-градском заводе им. Октябрьской революции до 1941 г. Начиная с 1938 г. в конструкцию паровоза был введен ряд изменений, главные из которых были переход на цельносварные котлы с жаровыми трубами большого диаметра и шеститрубными однооборотными элементами пароперегревателя, замена пятиклапанного регулятора шестиклапанным, указанное выше увеличение числа креплений рамы, замена листовых рессор более широкими с увеличением числа листов, замена ножей в рессорных подвесках валиками, сплошной переход к дисковым колесам и т. д. Паровозы ФД, выпускаемые с 1938 г., имеют серию ФД 21, что означает давление от движущей колесной пары на рельсы, равное 21 т. В действительности эта нагрузка оказалась ниже 21 т, что вызвано облегчением котла при сварке на 3-3,5 т и применением дисковых колес. Свинец, заливаемый в противовесы ведущей колесной пары паровоза ФД, при спицевых колесах весит 1408 кг, а при дисковых - 689 кг.

В 1937-1939 гг. были построены два опытных паровоза ФД: один с конденсацией пара и другой - с пылеугольным отоплением. Пылеугольное отопление, несмотря на значительные перспективы в будущем, пока еще не вышло из стадии опытов. Расход пара на размол угольной массы еще очень высок.

Для сравнения паровоза ФД с паровозами Та и Тб в табл. 13 приведены их характеристики.

Таблица 13 Характеристики паровозов 1-5-1 ФД
Серия Диаметр
цилиндров
мм
Ход
поршня
мм
Диаметр
движущих
колес
мм
Давление
пара
ати
Поверхность
нагрева
м2
Площадь
колосниковой
решетки
м2
Вес
т
испаряющая пароперегревателя сцепной в рабочем
состоянии
ФД 20 670 770 1500 15 295 139 7,0 101 134
ФД 21 670 770 1500 15 250 122 7,0 104 138
Тб 700 760 1520 14 340 150 7,34 115 156
Та 700 760 1520 17 381 160 8,0 115 168




Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-