AA (höyryveturi)

"Andrey Andreev"
Tuotanto
Rakennusmaa  Neuvostoliitto
Tehdas Voroshilovgradin veturirakennus
Rakennusvuosia 1934
Yhteensä rakennettu yksi
Tekniset yksityiskohdat
Aksiaalinen kaava 2-7-2
Höyryveturin pituus 20 655 mm
Juoksupyörän halkaisija 760 mm
Vetopyörän halkaisija 1600 mm
Tukipyörän halkaisija 1050 mm
Radan leveys 1524 mm
Höyryveturin käyttöpaino 208,0 t
Veturin tyhjä paino 184,3 t
Kytkimen paino 140 t
Kuorma kiskoilla olevista vetoakseleista 20 t
Tehoa 3700 l. Kanssa.
Vetovoima 30-32 tf
Suunnittelunopeus 70 km/h
Höyryn paine kattilassa 17 kg/cm²
Kattilan haihtumislämmityspinta yhteensä 448,08 m²
Paloputkien lukumäärä 139
Liekkiputkien lukumäärä 48
Tulistimen tyyppi Chusov leveä putkijärjestelmä
Tulistimen lämmityspinta 174,3 m²
Arina- alue 12 m²
Sylinterin halkaisija 740 mm
männän isku 810 mm
hyväksikäyttö
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

AA ( Andrei Andreev ) on kokenut Neuvostoliiton höyryveturi . Maailman ainoa veturi, jossa on seitsemän liikkuvaa akselia yhdessä jäykässä rungossa (ei pidä sekoittaa nivelvetureihin ).

Luontihistoria

Höyryveturin ilmestymisen edellytykset

1930 - luvulla Neuvostoliiton rautateillä junien veto- ja nopeusvaatimuksia nostettiin merkittävästi . Nykyiset 0-5-0- tyypin ( E-sarja ) ja 1-5-0- tyypin höyryveturit , joiden kytkentäpaino ei ylittänyt 85 tonnia, eivät enää täysin selviytyneet lisääntyneestä liikennemäärästä. Ne piti pikaisesti korvata paljon tehokkaammilla höyryvetureilla.

Eri asiantuntijaryhmät ehdottivat erilaisia ​​ratkaisuja. Joten jotkut ehdottivat viiden vetopyöräkerran jättämistä veturiin ja vain kiskojen akselikuormituksen lisäämistä samalla, kun rataa vahvistetaan . Toiset vaativat, että vetävien pyöräkertojen kuorma pysyy 20 tonnin sisällä ja lisäsi samalla niiden määrää. Molemmat asiantuntijaryhmät eivät ottaneet huomioon, että autot oli tuolloin varustettu pääosin ruuvivaljailla ( Neuvostoliiton rautateiden automaattinen kytkin asennettiin massiivisesti vasta vuodesta 1934 ), joka kesti enintään 20 tf voimaa.

Merkittävä motivaatiotekijä 2-7-2-tyyppisen Neuvostoliiton höyryveturin luomisessa oli kokemus saksalaisesta ja pääosin pohjoisamerikkalaisesta höyryveturien rakentamisesta höyryvetureiden luomisessa, joissa on kuusi liikkuvaa akselia yhdessä jäykässä rungossa. tyypit: 1-6-0 ja 2-6-1 .

Keväällä 1930 julkaistussa tehtäväehdotuksessa Neuvostoliiton nopean rahtiveturin vaihtoehtoisesta luonnoksesta, jossa on enemmän kuin viisi vetoakselia yhdessä jäykässä rungossa, määrättiin kiskojen enimmäisaksiaalisesta kuormituksesta - 20 tonnia, eli sama kuin Neuvostoliiton höyryveturityypin 1-5-1 (tulevaisuuden FD) luonnossuunnittelussa, mikä vaikeutti merkittävästi suunnittelijoiden tehtävää. Jos suuren nopeuden amerikkalaiselle tyypille 2-6-1, jonka keskimääräinen rakenteellinen aksiaalinen kuorma kiskoilla olevan vetopyöräkerran - 26,9 tonnia - osalta oli vuonna 1926 mahdollista onnistuneesti toteuttaa määritellyt veto- ja nopeusominaisuudet, niin nopea Neuvostoliiton suunnitteluversio, ottaen huomioon annettu aksiaalikuorma - 20 tonnia, vetoakseleiden lukumäärä oli nostettava seitsemään ... Samaan aikaan väistämättä kaarteisiin sopivuuden varmistamisen edellytysten mukaan suunnittelu ajomekanismista ja alavaunusta tuli entistä monimutkaisempi. Siitä huolimatta käytännön kokemuksen hankkimista niin monimutkaisen teknisen ongelman ratkaisemisesta pidettiin tarkoituksenmukaisena nuorelle neuvostoliittolaiselle veturirakennuskoululle, mitä tulee epätavallisen suuren veturikattilan ja seitsemän kytkinakselin alavaunun toteuttamiseen - ehdoton ennätys maailmassa. maailman veturien rakentamisen käytäntö.

Höyryveturin suunnittelu ja valmistus

Vuonna 1931 ryhmä nuoria insinöörejä , jotka ovat valmistuneet MIIT :stä , valmisteli luonnossuunnitelman höyryveturista, jonka pyöräjärjestely on 1-7-2 ja kiskojen kuormitus enintään 20 tf pyöräkerrasta. Teoriassa tällaisen veturin piti tarjota suurin kantokyky ja vähentää merkittävästi kuljetuskustannuksia, koska on mahdollista käyttää heikkolaatuista hiiltä ja kieltäytyä käyttämästä nivelvetureita. Samaan aikaan kiskojen kuormitus, joka ei ylitä standardeja, mahdollistaisi tällaisten veturien käytön ilman raiteiden suurta vahvistamista. Höyryveturin vetopyörät, joiden halkaisija oli 1550 mm, sijaitsivat yhdessä jäykässä rungossa. Veturin kytkentämassa oli 140 tonnia, sylinterin halkaisija 735 mm ja männän isku 812 mm. Arinan pinta-ala oli 10 m² ja kattilan haihtuva lämmityspinta 445 m². Suurin osa alavaunun laskentatyöstä suoritti insinööri K. P. Korolev  , tuleva veturidynamiikan alan suuri asiantuntija, monien kirjojen kirjoittaja.

Uuden veturin työpiirustukset laadittiin jo Voroshilovgradin veturitehtaalla , jolle NKPS antoi toimeksiannon valmistaa kaksi tämäntyyppistä veturia. Yksityiskohtaisessa suunnittelussa kuitenkin kävi ilmi, että 1-7-2 pyöräkaavaa käytettäessä painorajoituksia ei kestäisi, joten päätettiin vaihtaa 2-7-2 tyyppiin . Pyörän kaavan muuttamisen lisäksi projektissa on tehty useita muitakin muutoksia. Erityisesti sylinterien halkaisijaa lisättiin 735:stä 740 mm:iin ja arinan pinta-alaa 10 m²:stä 12 m²:iin. Kattilan höyrynpaineen piti olla 17 kgf / cm². Höyryveturi sai radiaalisen kattilan uunin, tankorungon ja Chusov-järjestelmän tulistimen.

Höyryveturin tuotanto tehtaalla oli hidasta, mikä johtui pitkälti siitä, että samaan aikaan tehtaalla oli hallinnassa FD type 1-5-1 höyryvetureiden massatuotanto . Samoista syistä päätettiin luopua toisen höyryveturin valmistuksesta. Veturi oli valmis vasta vuoden 1934 lopussa . Uusi veturi sai kirjainmerkinnän AA ( Andrey Andreevich Andreevin kunniaksi , joka toimi NKPS : n kansankomissaarina vuosina 1931-1935 ) ja veturin AA20-1 (20 - vetopyöräkertojen kuorma) kiskoilla tonneissa).

Suunnitteluominaisuudet

AA-höyryveturi oli maailmanhistorian ensimmäinen ja ainoa veturi, jossa oli seitsemän liikkuvaa akselia yhdessä jäykässä rungossa. Veturihöyrykattila oli yksi Euroopan suurimmista veturihöyrykattiloista . Veturin valtavan koon vuoksi toteutettiin useita toimenpiteitä veturin sopivuuden parantamiseksi kaarteissa. Erityisesti etutelillä oli kyky poiketa veturin pituusakselista ± 145 mm:n sisällä (ääripisteissä), takatelillä - ± 265 mm:n sisällä. Ensimmäisen ja toisen pyöräkerran kulku oli ± 27 mm, seitsemännen ± 35 mm. Lisäksi kolmannen, neljännen ja viidennen parin pyörissä ei ollut harjanteita ja niiden renkaiden leveys oli 175 mm.

Veturi erottui myös alkuperäisestä voimansiirtojärjestelmästä höyrykoneen männänvarresta vetopyöräkerroille. Joten tavallisessa höyryveturissa vetovoima välittyy yhdelle akselille (vetävälle pyöräsarjalle) ja siitä vetoaisan kautta suoraan kaikille muille vetoakseleille. AA-höyryveturissa vetovoima välitettiin neljännelle vetävälle akselille ja siitä vetovoima suoraan kolmelle ensimmäiselle kytkinakselille. Myös erityisellä vetoaisalla tämä akseli yhdistettiin vetopöytäpariin, ja kuudes ja seitsemäs käynnistettiin suoraan viidennestä vetoakselista.

Höyryveturin tekninen kuvaus

Kattila. Erittäin kehittynyt "täysi" kattila on parametrien suhteen lähellä 2-6-1-tyyppisen amerikkalaisen höyryveturin kattilaa ja tarjoaa yli 3500 litran suunnittelukapasiteetin toteuttamisen. Kanssa.;

Höyrykone. Yksipaisuntainen kaksoissylinteri, 740 mm:n reikä ja 810 mm iskunpituus, Walschart-höyrynjako. Kelat on valmistettu vastatangoilla, rullan halkaisija on 330 mm, rullan maksimimatka 198 mm, imulimitys 50 mm, pakoputken limitys 0 mm. Lineaarinen esitulo - 8 mm. Männät on varustettu Shtarev-tiivisterenkailla ja ne on valmistettu vastatangoilla.
Koneen liikkuvien osien suuri paino (vetoaisa - 730 kgf, mäntä, tanko ja ristipää - 1127 kgf) sekä veturin suuri suunnittelunopeus (90 km / h) vaativat kaikkien pyörivien osien huolellista tasapainottamista. osat sekä tarvittava osa edestakaisin liikkuvasta painosta. Translaatio-liikkuvien massojen vaakasuuntaisten voimien inertian tasapaino oli todellisuudessa 57,77 %, nykimisen amplitudi oli 4,32 mm, vaikutusmomenttien tasapaino oli 36,5 %, huojuntaamplitudi oli 0,00032. Dynaamisen passin laskelmat osoittivat, että veturin dynaaminen vaikutus kiskoon ei ylitä sallittuja rajoja. Suurimmalla (suunnittelu)nopeudella vetävän ja muiden (kytkettyjen) vetoakseleiden dynaaminen kerroin vastaa arvoja 1,5 - 1,6. Tämä veturi ei kuitenkaan täyttänyt kaikkia toiminnan vaatimuksia, etenkään kaareisiin sopivuuden suhteen.

Ajomekanismi. Kairin (männän varren) halkaisijan pienentämiseksi ristipää tehdään kaksinkertaiseksi. Takaosa - pääristikko - on monikerroksinen (Pennsylvania-tyyppi), joka on yhdistetty johtavaan vetoaisaan. Etuosa - Ylimääräinen ristipää, joka liukuu pienempään rinnakkain, tarjoaa lisäohjausta ja yhteyden männänvarteen. Ilman ylimääräistä ristipäätä kaulin halkaisija pitkittäistaivutuksen olosuhteissa joutuisi merkittävästi suurentamaan, mikä puolestaan ​​johtaisi edestakaisin liikkuvien osien painon kasvuun ja käyttöolosuhteiden heikkenemiseen. takasylinterin kannen tiivisteholkki. Vetoaisojen oikean toiminnan varmistamiseksi akselien sivuttaisliikkeen aikana höyryveturin kulkiessa kaarteissa: 1. ja 2. kytkentäaisat on yhdistetty toisiinsa pysty- ja vaakarullien avulla; 1. ja 2. kytkinakselin tappeihin on asennettu kuulalaakerit, jotka mahdollistavat vetoaisojen kääntämisen. Kaikki vetoaisat on valmistettu pyöreistä päistä, joissa on kelluvat holkit, jotka on sovitettu sekä kiinteään että nestemäiseen voiteluun. Neljännen vetävän akselin kampitapin keskikaula on yhdistetty kaksosilla vain 3., 2. ja 1. vetoakselin kammen tappeihin. 6. ja 7. vetoakselin kammet on kytketty 5. vetoakselin kampeihin, joissa on kaksoiskaulatapit (samanlaiset kuin 4. vetoakselin tapit). 5. vetoakselin kampitappien keskikaulat on yhdistetty kaksosilla 4. ja 6. vetoakselin kampitappeihin ja 5. akselin kampitappien etukaulat on yhdistetty 4. vetoakselin johtotappeihin. akselilla erityisellä, niin kutsutulla tandem-aisalla. Tandem-vetoaisa helpottaa suuresti johtotapin työskentelyolosuhteita, koska vain osa kiertokankea pitkin vaikuttavasta voimasta välittyy etusormeen, mikä on tarpeen 4., 3., 2. ja 1. akselin pyörittämiseksi. toinen osa kiertokankea pitkin vaikuttavasta voimasta välittyy sen haarukan muotoisen kampipään kautta sen poskiin puristetun porrastetun teräsholkin kautta suoraan tandem-vetoaisan etupäähän 5:n (ajotandemin) pyörittämiseksi. akseli), 6. ja 7. vetoakseli. Tandem-vetoaisan etupää menee kiertokangen haarukan muotoiseen kampipäähän ja pyörii porrastetun teräsholkin keskiosassa, puristetaan ääriosillaan kiertokangen pään poskiin ja laitetaan päälle yhdessä siihen sijoitettu "kelluva" pronssiholkki, 4. vetoakselin tappiin.

Walshart-järjestelmän höyrynjakomekanismi. Vastakampien asennus 5. vetävälle akselille lisäsi merkittävästi puolatangon pituutta, jonka taipumisen estämiseksi asennettiin väliohjain pronssiholkki. Lisäksi ulkoisen höyrynjakomekanismin suunnittelusta on tullut monimutkaisempi, koska lenkille on lisättävä välityöntö ja ylimääräinen keinuvipu, jolloin muodostuu niin sanottu "tandem-linkki" lyhentää epäkeskistä työntövoimaa ja vähentää sen tärinän tasoa höyryveturin käytön aikana.

Veturin miehistö:

Päärunko. Tankotyyppinen, mutta toisin kuin FD-sarjan höyryveturissa, sen sivupaneeleja ei ole valssattu, vaan valettu. vaaditun kokoisen vuokran puutteen vuoksi. Laitteet, jotka varmistavat veturin liikkeen ja sovituksen kaarteisiin: 2-akselinen etuteli (runner). Se koostuu kahdesta pitkittäissuuntaisesta tasapainottimesta, jotka muodostuvat akselikoteloiden päihin akselien tappeja varten. Jokaisen tasapainottimen sisätilassa on kaksi jousta, jotka lepäävät päistään tasapainottimen rungossa. Jokaisen jousen keskiosassa lepää ulokkeineen-kannattimineen liikkuva runko, jonka keskiosaan on pultattu tukirunko - alempi rullalevy, jossa on neljä pareittain kaltevaa tasoa molemmin puolin teli. Oikea ja vasen sylinterimäinen tela pystyvät kiertymään alemman rullalevyn vastaavan kaltevan parin yli. Ylemmässä rullalevyssä on sen yläosassa puolipallon muotoinen syvennys, jossa on liikkuva tappi, joka sisältyy sylinterilohkovalun alaosaan kiinnitettyyn ohjaimeen. Painokuorma siirretään peräkkäin: tappiin, ylempään rullalevyyn, teloihin, alempaan rullalevyyn, liikkuvaan runkoon ja sen kannattimien kautta - jousiin, tasapainottimiin, akselikoteloihin, akselitappeihin. Kaltevien tukitasojen ja rullien käyttö palautuslaitteena varmistaa telin sivuttaispoikkeaman rajat (±145 mm) palautusvoimalla 8250 kG. Vetopyöräkertojen järjestelmä. Vetoakselien sivuttaisliikkeet: 1. (± 27 mm) ja 2. (± 27 mm) - saadaan aikaan akselikoteloiden ja koteloiden välissä olevista rakoista. Vetoakselit: 3., 4. ja 5. on tehty jäykiksi, mutta ilman laippoja, joiden sideleveys on 175 mm; 6. akseli - laipallinen, jäykkä. 7. vetävän akselin sivuttaisliike (±35 mm) varmistetaan akselikoteloiden ja koteloiden välisillä rakoilla, ja lisäksi 7. akselin akselikotelot on yhdistetty jousiin kahdella heilurityyppisellä jousitusparilla , jotka palautuslaitteena luovat muuttuvan palautusvoiman, 1500 - 3000 kGs, riippuen 7. akselin poikittaisliikkeen koosta. Seitsemännen vetävän akselin palautuslaite tarjoaa suotuisat olosuhteet veturin liikkeelle taaksepäin ja lisää vastustuskykyä "heilahtelulle". "2-akselisen Bissel"-järjestelmän takatukivaunu. Se on rakenteellisesti samanlainen kuin kattilan uuniosan alla tyyppien 1-5-2 sarjan Та ja tyypin 1-4-2 höyryveturien teli, joka sijaitsee kattilan uuniosan alla ja on varustettu keinupalauttimella, joka luo vakion. Paluuvoima 1600 kgf, minimi, joka vaaditaan, kun höyryveturi liikkuu taaksepäin ilman, että eteenpäin suunnan olosuhteet heikkenevät merkittävästi, tarjoaa sivuttaispoikkeamat (± 265 mm). 1. akselin sivuttaisliike (±35 mm). Keinupalautuslaite sisältää eräänlaisia ​​sektoreita, joissa on kaksi alempaa kiinnityspistettä. Höyryveturin jousitus. Valmistettu kolmen erillisen ryhmän kaavion mukaan, jotka sijaitsevat kolmessa kohdassa. 1. erillinen ryhmä sisältää etutelin jouset sekä 1., 2., 3. ja 4. kytkinakselin jouset, jotka on tasapainotettu keskenään pituussuuntaisilla tasapainottimilla, jolloin saadaan yksi piste; 1. ryhmän poikittaiset tasapainottimet ovat: kuulatappi ja etutelin ylempi rullalevy. 2. ja 3. erilliset jousitusryhmät muodostuvat vastaavasti 5., 6. ja 7. vetoakselin oikean ja vasemman puolen jousista sekä takatelin tukiakseleista, jotka on yhdistetty kummaltakin puolelta pitkittäisillä tasapainottimilla. Tämä jousitusjärjestelmä tarjoaa staattisesti määrätyn järjestelmän. huolimatta lisääntyneestä paineesta akseliin verrattuna E-sarjan höyryveturiin (20 tonnia vs. 16 tonnia). tyypin 2-7-2 höyryveturin jousien staattinen kuormitus ylittää hieman E-sarjan höyryveturin jousien staattisen kuormituksen (7700 kgf vs. 6770), koska aksiaalinen paine ylittyy pyöräkertojen ja niihin ripustettujen osien painon vuoksi. Dynaamisen vaikutuksen vähentämiseksi telaan johtavan 4. akselin jousien jäykkyys pienennetään arvoon 82 kg / mm; muiden kytkinakseleiden jousien jäykkyys on 97 kg/mm. Jarrujärjestelmä. Veturi on varustettu Kazantsev-järjestelmäjarrulla. Ottaen huomioon akselien suuret poikittaispoikkeamat (ajot) vain 3., 4., 5. ja 6. akselit sekä 6-akselinen tarjous ovat jarrutuksen kohteena. [yksi]

Höyryveturien arviointi

AA20-1-höyryveturin arvio on epäselvä. Kategorisimmillaan L. B. Yanush on kirjassaan "Venäjän höyryveturit 50 vuotta" vuodelta 1950. Kone johtuu ulkonäöstään nuorten Neuvostoliiton suunnittelijoiden luovasta impulssista, jotka pyrkivät luomaan koneen, joka pystyy lisäämään kantokykyä ja alentamaan kuljetuskustannuksia pääteillä useiden teknisten rajoitusten edessä. Vuodesta 1934 lähtien Neuvostoliiton tieverkon ainoa osuus, jossa AA-20-höyryveturi pystyi kilpailemaan FD -höyryveturin kanssa, oli erittäin raskas hiiltä kuljettava osuus "Krasny Liman - Osnova (Kharkov)". Tämän osuuden tekninen jälleenrakennus suoritettiin täysillä - raskailla tyypin II-a kiskoilla murskatulla painolastilla, pengerprisman leveys on suunniteltu toisen raiteparin asennukseen, tasoitetut sädekäyrät, pitkänomaiset käännökset, automaattinen lukitus. Tätä varten oli kuitenkin tarpeen ottaa käyttöön vähintään kymmenen tällaista veturia. U-käännös tälle veturille ei ollut tarpeen, "putkea taaksepäin" ajettaessa näkymä ei ollut paljon huonompi. Puhallinveturirakennukset olivat lyhenne sanoista AA ja FD, joten vuoteen 1936 mennessä otettiin käyttöön vakiomuotoiset suorakaiteen muotoiset veturirakennukset, jotka sopivat sekä FD:lle että AA:lle. Liikennetiheydellä mitattuna tämä osuus sijoittui vuodesta 1936 ensimmäisellä sijalla Neuvostoliiton tieverkossa - 28 paria suoria raskaita junia päivässä. Tämän osan FD-höyryvetureita ajettiin intensiivisimmin ja kirjaimellisesti kykyjensä rajoissa.

1. tammikuuta 1935 veturi lähetettiin Moskovaan. 10 ‰ nousulla höyryveturi, jonka junamassa oli 2800 tonnia, kehitti 40 km/h nopeuden. Veturin teho saavutti 3700 litraa. s., vetovoima liikkeelle lähdettäessä - jopa 32 000 kgf. Veturissa havaittiin kuitenkin käytön aikana useita suunnitteluvirheitä, erityisesti höyrynjakojärjestelmässä.

Erillinen ongelmalähde oli veturin valtava koko. Telien ja pyöräkertojen huomattavista nousuista huolimatta veturi ei mahtunut hyvin kaarteisiin, järkytti raiteita ja suistui vaihteista. Lisäksi jättimäinen kone ei mahtunut kääntöyrityksiin ja veturivarikkojen kopeihin .

Näistä syistä veturi teki vuonna 1935 vain muutaman koematkan, minkä jälkeen se lopulta poistettiin junatöistä. Seuraavat 25 vuotta tyhjäkäynnillä ollut veturi seisoi "aidan alla", kunnes se leikattiin metalliromuksi vuonna 1960 .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Slavgorodsky F. Ya. "Kokeneet veturit". Moskova. Transzheldorizdat. 1949 s. 59-67.

Kirjallisuus

 Neuvostoliiton rautateiden höyryveturit
Matkustaja
Tavara / rahti
Vaihtotyö ja teollisuus
Saatu laina-lease-sopimuksella
Kokenut
Kapearatainen
Katso myös