| Tender normal de cuatro ejes | |
|---|---|
| Tender normal de cuatro ejes de la locomotora de vapor Shch (con locomotora de vapor S.68 ) | |
| Datos básicos | |
| fórmula axial | 2–2 |
| Año de construcción | 1908 -? |
| País de construcción | Imperio Ruso → URSS |
| Fábrica | Putilovsky , Sormovsky , Nevsky , etc. |
| Serie de locomotoras | B , F , K , N , O , S , U , W , E |
| Ancho de vía | 1524mm |
| Detalles técnicos | |
| Longitud | 8947 mm (desde el borde delantero del marco hasta el tope trasero) |
| Ancho | 3250 mm (más grande) |
| distancia entre ejes | 4240mm |
| Diámetro de la rueda | 1010 mm (más tarde - 1030 mm) |
| Peso tierno vacío | 22,6 toneladas |
| Peso del ténder cargado | 50,6 toneladas |
| Carga por eje sobre raíles | 12.65 tf |
| Tipo de combustible | carbón , leña , fuel oil |
| Suministro de combustible | 5 t (carbón; con lados extendidos - 15–17 t) |
| Volumen de tanques de agua | 23 m³ |
El ténder normal de cuatro ejes [1] (también ténder normal de cuatro ejes de 1908, ténder de diseño de fábrica de Putilov ) es un ténder de locomotoras de vapor de cuatro ejes (fórmula axial 2-2) de los ferrocarriles rusos . Fue desarrollado por la Planta Putilov bajo el liderazgo de la Comisión de Material Rodante y Tracción del Ministerio de Ferrocarriles [2] como un "normal" (estándar, típico); utilizado con locomotoras de vapor de las series B , Zh , K , N , O , S , U , Shch , E y otras. Las ofertas producidas para diferentes series de locomotoras de vapor tenían algunas diferencias de diseño; En primer lugar, esto se refiere a la plataforma delantera, cuya altura dependía de la altura del piso en la cabina de las locomotoras de esta serie.
En el siglo XIX , los ferrocarriles rusos utilizaban principalmente ténderes de tres ejes, sin embargo, el aumento de la potencia de las locomotoras de vapor y el uso de combustible de baja calidad llevó a un aumento en el tamaño de los ténderes a finales de siglo y, como un resultado, una transición desde la década de 1890. para cuadriplicar estructuras. Al mismo tiempo, inicialmente no se introdujo un solo tipo de ténder de cuatro ejes, lo que llevó a la aparición de un número significativo de sus diversas opciones.
En 1900-1901. La planta de Kharkov , por iniciativa de Catherine's Railway, diseñó un ténder de cuatro ejes para locomotoras de vapor de la serie O con calefacción de carbón, que tenía un suministro de agua de 25 m 3 . Su longitud era de 8947 mm (con topes delanteros - 9019 mm), distancia entre ejes - 4300 mm, base de bogie - 1800 mm, suministro de carbón - 5 toneladas, tara - 21,5 toneladas Desde 1901, las locomotoras O con tales licitaciones se construyeron en varias fábricas tanto para Ekaterininsky y otras carreteras estatales. Posteriormente, estos ténderes se emitieron con locomotoras a vapor Zh , K , N , Sh , Shch , etc. Sin embargo, cuando se aplicaron a locomotoras a vapor con calefacción de aceite, la carga por eje superó las 13 toneladas, lo que el Consejo de Ingeniería del Ministerio de Ferrocarriles reconoció como indeseable debido a la debilidad de la superestructura de la vía en muchas carreteras. En 1903, la Comisión para la Eliminación de Defectos en Locomotoras de Vapor (la futura Comisión de Material Rodante y Tracción), considerando que la capacidad del tanque de agua de 25 m 3 era excesiva, instruyó a la Planta Putilov para diseñar una licitación de 23 m 3 de agua, con la capacidad de producirla tanto para locomotoras de vapor de mercancías como de pasajeros con varios tipos de calefacción.
Se tomó como base una licitación con una reserva de agua de 24 m 3 , que fue producida por la planta de Putilov desde 1902 para locomotoras de vapor Ѳ P del orden de los ferrocarriles estatales (más tarde, la planta de Kolomna también produjo licitaciones similares con locomotoras de vapor Ѳ K ). Por diseño, estaba cerca del "Kharkov", y se diferenciaba principalmente en el diseño del tanque de agua. La licitación de la planta de Kharkov tenía un tanque en forma de U con un fondo inclinado de la sala de carbón remachado en el medio. La planta de Putilov también utilizó el espacio debajo de la sala de carbón para el volumen de agua; por lo tanto, el tanque tomó la forma de un paralelepípedo, teniendo en la parte superior un hueco inclinado de aproximadamente un tercio de su ancho: un pozo de carbón.
La decisión final de pasar a licitaciones con un tanque de 23 m 3 de agua fue tomada por el Consejo de Ingeniería a fines de 1904. En 1905, se completó el diseño de una nueva licitación. En comparación con el tender Ѳ P , algunas dimensiones básicas han cambiado: la altura del tanque se redujo de 1430 a 1360 mm, la distancia entre ejes se aumentó de 4200 a 4240 mm, la longitud del bastidor del bogie de 3410 a 3460 mm, etc. Las dimensiones de las partes del varillaje de freno y disposición de otros elementos.
La parte tripulada del ténder es una estructura con dos bogies biaxiales . El bastidor se apoya en cada bogie mediante un cojinete de empuje y dos cojinetes laterales. Los tacones son planos. La rotación del bogie se realiza alrededor del eje del pivote vertical que lo une al bastidor auxiliar; la característica de desplazamiento lateral del bogie delantero introducida en algunos diseños de licitación posteriores no está presente.
El marco tiene una estructura remachada y consta de dos vigas centrales longitudinales ( canales 300 × 100 × 11), dos barras de canal longitudinales externas (120 × 55 × 7), consolas (para unir las barras de canal a las vigas centrales), dos pivotes vigas (cada una de dos canales 300 × 100 × 11), cuatro vigas transversales adicionales, así como una esquina con una hoja para sujetar un cilindro de freno. En las partes delantera y trasera del marco, las vigas longitudinales están conectadas por cajas de unión. En los ténderes de locomotoras de vapor de las series Zh y K , los llamados "portadores" se instalaron frente al bastidor en ambos lados, conectados elásticamente (a través de resortes) al bastidor de la locomotora. De hecho, esto aumentó la distancia entre ejes de la locomotora, lo que ayudó a reducir su tambaleo al moverse.
Los bogies auxiliares también están remachados, sus paredes laterales son de chapa de acero de 22 mm de espesor y están interconectados por pivotes y vigas de testero. La viga de pivote del bogie está hecha de dos canales 260 × 90 × 10, cada una de las vigas de los extremos está hecha de un canal de 235 × 90 × 8 o 235 × 90 × 10. Se instalan tirantes diagonales entre el pivote y las vigas de los extremos. Los canales de la viga de pivote están cubiertos por arriba y por abajo con láminas de 10 mm de espesor, en la parte media de la viga, el cojinete de empuje y el pivote están reforzados.
Suspensión de resorte : de una etapa, realizada mediante ballestas sobre eje (10 hojas). Las cajas tienen cojinetes lisos .
Los pares de ruedas tienen ejes con muñones externos y una parte central cilíndrica; al final de la parte del cubo hay un collar que fija la posición final del centro de la rueda durante el prensado. Longitud del eje - 2372 mm, distancia entre los puntos medios de los cuellos - 2100 mm, longitud de los cuellos - 240 mm, diámetros: cuellos - 135 mm, parte pre-buje - 165 mm, parte sub-buje - 170 mm, parte media - 160 mm. El diámetro de los centros de las ruedas es de 880 mm, el diámetro de los neumáticos en el círculo de patinaje es de 1010 mm.
El acoplamiento del ténder con la locomotora a vapor es del tipo elástico, realizado con la ayuda de un tornillo acoplador, que se fija con sus ménsulas sobre los pivotes verticales instalados en la caja de amarre delantera del ténder y en el amarre trasero. caja de la locomotora. A los lados del mismo, en caso de rotura, hay dos varillas de repuesto. En los primeros años, se utilizaron dos tipos de acopladores delanteros: ordinarios y reforzados (este último, en ténderes para locomotoras de vapor Shch). En 1910, se introdujo un enganche frontal único para ténderes de tres y cuatro ejes, desarrollado sobre la base de uno reforzado; la longitud de su soporte delantero era de 280 mm, la trasera de 195 mm.
Amortiguadores delanteros tiernos - tipo émbolo; se instalan en cajas guía fijadas en la caja de amarre frontal. Los extremos traseros de los topes descansan sobre una ballesta transversal, cuya abrazadera está fijada de manera pivotante en la misma caja de unión. El resorte proporciona absorción de impactos entre la locomotora y el ténder; a través de él se transmite la fuerza de la locomotora al dar marcha atrás. El número de hojas era inicialmente 13, luego comenzaron a usarse resortes de 15 hojas (principalmente en ténderes para potentes locomotoras de vapor: S, Shch, etc.). En los ténderes de las locomotoras de vapor E, los resortes del arnés delantero tenían 16 láminas.
El acoplamiento del ténder con el tren se realiza mediante un enganche roscado (gancho con brida roscada). Se utilizaron los tipos de enganches comunes al material rodante de la época: en ténderes para locomotoras comerciales - uno solo reforzado, introducido en 1905, en ténderes para locomotoras de pasajeros - dobles (tipo Ulengut), cuyo diseño permitió conectarse inmediatamente con ambos acopladores de unidades de material rodante acopladas. Desde 1912, se ha utilizado un nuevo tipo de regla doble, desarrollada como una sola regla para vagones y locomotoras de vapor de carga y de pasajeros.
El vástago del gancho de enganche se enrosca a través de una almohadilla de hierro fundido en la barra de tiro trasera del bastidor auxiliar y se sujeta al yugo del arnés trasero. El resorte tiene 12 láminas (en las locomotoras E - 14); sus extremos descansan contra pasadores verticales fijados en la caja de amarre. Los topes traseros son convencionales (tipo plato), tienen resortes helicoidales de chapa de acero.
La licitación utilizó un tanque de agua rectangular remachado, que es un marco de perfiles angulares, cubierto con láminas. En el marco del ténder, el tanque está montado sobre revestimientos de madera y atornillado a sus consolas; en los puntos de fijación, el fondo del depósito y la consola tienen revestimiento metálico. En el interior del tanque hay un tabique transversal, que aumenta su rigidez y amortigua los golpes hidráulicos por las vibraciones del agua cuando la locomotora se mueve; también en varios lugares se instalan enlaces cruzados de láminas.
En la parte superior del tanque hay un pozo de carbón, un hueco inclinado de 980 mm de ancho para el suministro de carbón o leña . Su parte inferior tiene una elevación en la parte delantera. Esta forma del pozo se eligió por la conveniencia de humedecer el carbón, ya que muchos ferrocarriles usaban carbón de baja calidad, que requería una humectación significativa antes de cargarlo en el horno. En la práctica, esto provocó el estancamiento del agua en la mina de carbón, lo que provocó una rápida oxidación de la piel; posteriormente se instaló una tubería de desagüe en la parte inferior del foso. En varios caminos, para proteger el revestimiento de la oxidación, así como del daño mecánico causado por el carbón y las herramientas del fogonero, las paredes y el fondo del pozo se recubrieron con hormigón, asfalto o tablas de madera alquitranadas.
El volumen del tanque de agua es de 23 m 3 , el pozo contiene 5 toneladas de carbón. Las dimensiones internas del tanque son: largo - 6720 mm, ancho - 2990 mm, alto - 1360 mm; espesor de las láminas de revestimiento: fondo - 6 mm, paredes - 5 mm, cubierta - 4 mm, paredes del pozo de carbón - 5 mm. La cubierta tiene una barandilla inclinada (valla) con una altura de 260 mm. Para ténders producidos para locomotoras de vapor de la serie C, el descentramiento no terminaba en el borde delantero del tanque, sino que pasaba suavemente a la parte superior de la cerca del sitio.
En la parte trasera del tanque en su plataforma hay dos cuellos redondos para verter agua, y en la parte inferior hay una escotilla de descarga. El suministro de agua desde el ténder hasta la locomotora se realiza a través de dos tuberías con manguitos flexibles reforzados con caucho. Las válvulas de cierre se instalan en el lugar donde se unen las tuberías al tanque de agua de la licitación; la apertura y cierre de válvulas se realiza mediante volantes llevados a la cubierta del tanque. En caso de calentamiento de aceite de una locomotora de vapor, se instala un tanque de aceite de forma rectangular o cilíndrica encima del tanque de agua.
Para los ténders de locomotoras de vapor B y E, debido a la ubicación alta de la plataforma delantera, se redujo la profundidad del pozo de carbón. Al mismo tiempo, la plataforma del tanque de agua se rebajó 60 mm, lo que se debió a la necesidad de mantener su volumen igual al valor estándar de 23 m 3 . Para colocar el suministro requerido de carbón con una capacidad reducida del pozo, el tanque se hizo alto vertical. También se cambió la forma de las tuberías para el suministro de agua, el lugar donde se unían las tuberías al tanque de agua se acercó a su pared frontal, una serie de otros elementos fueron diferentes. Con dichos ténders también se construyeron locomotoras a vapor de modificaciones posteriores de las series E - E Sh , E G , E U y parte de las locomotoras a vapor E M .
El ténder tiene un freno de zapata de rueda con presión unilateral de las pastillas; la ubicación de las almohadillas es externa; accionamiento de freno - neumático y manual. El neumotórax es un sistema automático, por regla general, de Westinghouse , que a principios del siglo XX. en los ferrocarriles rusos fue el principal. El diámetro del cilindro de freno es de 12 pulgadas (305 mm). El cilindro de freno, el depósito de repuesto y la válvula triple ( distribuidor de aire ) se encuentran debajo del cuadro auxiliar, en su parte media; la válvula de liberación también se encuentra debajo del marco o se lleva a la plataforma delantera. El accionamiento del freno de mano también se encuentra en el sitio.
En la parte trasera del ténder (detrás del tanque de agua) hay una caja de herramientas; dos cajas más pequeñas están ubicadas en la plataforma delantera.
Inicialmente, las licitaciones no tenían mostradores , sin embargo, en la década de 1910. comenzó a fabricarse con contracajas. Así, para los tenders de las locomotoras a vapor C se utilizaron contracabinas de acero del proyecto de la planta de Hartmann .
Las primeras ofertas para el nuevo proyecto fueron construidas por la planta de Putilov en 1906 , pero generalmente el año de inicio de la producción se indica como 1908 , cuando comenzó su producción en masa en todas las plantas de locomotoras de vapor en el país. Ya en los primeros años de producción, se realizaron pequeños cambios en el diseño: se agregaron bufandas de refuerzo en las esquinas de los marcos de bogie, soportes de seguridad para elementos de transmisión de frenos, etc.
Los ténderes de cuatro ejes diseñados por la planta de Putilov se suministraron con locomotoras de vapor de todas las series principales, producidas para ferrocarriles estatales y varios privados; al mismo tiempo, para algunas series (por ejemplo, B, K, N), también se utilizaron ténderes de tres ejes al mismo tiempo. En carreteras privadas separadas - Varsovia-Viena , Vladikavkaz , Moscú-Kazan - las locomotoras de vapor se suministraron con ténderes de cuatro ejes de otros tipos.
en la década de 1910 al utilizar un ténder normal con locomotoras de pasajeros nuevas (series B , K y C ), se comenzó a notar un desorden en su tren de rodaje y un sobrecalentamiento de los rodamientos de los ejes, lo cual era causado tanto por el aumento de velocidad como por la sobrecarga forzada de los ténderes con combustible permitido en varios ferrocarriles. En vista de esto, se comenzaron a utilizar bogies reforzados en ténderes (principalmente para locomotoras de vapor C). Al mismo tiempo, se inició el desarrollo de una nueva licitación para locomotoras a vapor de pasajeros en la planta de Sormovo, con un tanque de agua con una capacidad de 30 m 3 y una mayor oferta de carbón, pero este proyecto no se implementó.
La tara de un ténder normal en los primeros años de producción se revisó repetidamente (para un ténder aplicado a una locomotora de vapor de la serie O, se fijó inicialmente en 21,6 toneladas, para otras series se incrementó debido a la necesidad de construir sobre el plataforma delantera). De acuerdo con las características aprobadas oficialmente que estaban en vigor en 1914, el peso en vacío de la ténder sin contracaja y con un juego de herramientas, independientemente de la serie de la locomotora, no debe ser superior a 22,3 toneladas con calefacción de carbón. y 23,5 toneladas con aceite, sin embargo, estas normas resultaron excesivamente rígidas y en la práctica no solían ser observadas. En el informe del ingeniero P. G. Ivanov, presentado a la Comisión de Material Rodante en junio de 1914, se proporcionó información sobre la masa real del ténder diseñado por la planta de Putilov para diferentes series de locomotoras de vapor: Shch - 22.487 toneladas, N U - 22.408 toneladas (con calentamiento de aceite - 23.623 t), B - 23.044 t (con calentamiento de aceite - 24.166 t), K - 23.062 t, C - 22.591 t, E - 23.2 t [16] . En este sentido, el valor de la masa vacía del ténder se revisó nuevamente, por ejemplo, para los ténderes de locomotoras de vapor de la serie Shch, se fijó en 22,5 toneladas, para la serie C, 22,6 toneladas, su peso de tara generalmente era indicado como 23,5 toneladas, independientemente de la serie de la locomotora y el tipo de calentamiento [17] .
Cuando se ordenó a principios de la década de 1920. en Suecia y Alemania, las locomotoras de vapor E Sh y E G solo se realizaron una pequeña cantidad de cambios menores en el diseño de la oferta: se utilizó un nuevo tipo de acoplamiento de tornillo (muestra 1916); se ha cambiado el método de sujeción de los anillos de retención de los vendajes; los gatos, anteriormente ubicados en las plataformas de la locomotora o en la cubierta del tanque de agua, están suspendidos debajo del marco del ténder; para facilitar la instalación debajo de la hidrocolumna, se utilizaron cuellos alargados del tanque de agua (a excepción de las primeras 30 locomotoras de vapor E Sh ); se instaló una bandeja de vapor en la contracabina para calentar alimentos, etc. [18] La propuesta de las fábricas alemanas de utilizar ténderes de otro tipo con estas locomotoras de vapor fue rechazada [19] .
Durante la operación, los tenders normales fueron sometidos a varias actualizaciones, de las cuales se pueden destacar las siguientes:
- instalación de una caja de carbón - tablas de madera que aumentan el volumen del pozo de carbón; el stock de carbón al mismo tiempo aumentó a 15-17 toneladas; en partes de ténderes para locomotoras de vapor de la serie E, ya se instaló una caja de carbón durante la construcción;
- el uso de neumáticos con un espesor de 75 mm en lugar de 65 mm, lo que aumentó el diámetro de las ruedas a 1030 mm. Desde 1927/28 , estos neumáticos se instalaron inmediatamente en los ténderes de las locomotoras de vapor de la UE [21] . En varios casos, se usaron vendajes de 75 mm en ténderes normales en el período prerrevolucionario, por ejemplo, para locomotoras de vapor E del orden del Ferrocarril privado Severo-Donetsk (tender para locomotoras de vapor E de carreteras estatales tenía el grosor habitual de los vendajes - 65 mm);
— sustitución de resortes de 10 hojas por 12 hojas;
- sustitución del tornillo de enganche por uno automático ;
- instalación de alumbrado eléctrico;
- sustitución de los cuellos redondos del depósito de agua por unos alargados. En los ténderes de versiones posteriores, incluidas, como se indicó anteriormente, en las locomotoras de vapor E Sh y E G , los cuellos se alargaron de inmediato.
De la segunda mitad de la década de 1920. en las locomotoras de carga y, en consecuencia, en sus ténders, en lugar del freno Westinghouse , comenzó a usarse el freno Kazantsev , más tarde, el freno Matrosov . en la década de 1940 al reelaborar el sistema de frenos de las locomotoras de carga, se retiraron del ténder el distribuidor de aire y el tanque de repuesto; el aire en el cilindro de freno del ténder comenzó a fluir desde el distribuidor de aire de la locomotora.
Un desarrollo directo del diseño del ténder normal de la planta de Putilov fueron los nuevos ténderes para locomotoras de vapor E M y S U.
Desde principios de la década de 1930 en los ténderes de locomotoras de vapor E M , comenzaron a utilizarse bogies de correa del tipo "diamante"; el marco remachado y el tanque de agua se reemplazan por soldados; se introdujo un acoplamiento rígido del ténder con la locomotora; las escaleras verticales hasta la cabina del conductor se reemplazan por otras inclinadas colocadas en la propia locomotora; las propias cabinas comenzaron a cerrarse, con puertas exteriores. Varios fabricantes realizaron estos cambios en el diseño del ténder en diferentes momentos y en diferentes secuencias.
En 1932 , para las primeras 30 locomotoras a vapor de la serie S U II (No./No. 200-01 - 200-30, Kolomensky Zavod ), se construyeron ténderes, creados sobre la base del normal en su versión para locomotoras a vapor E. Se realizaron los siguientes cambios principales en el diseño:
- la suspensión de resorte se realiza en dos etapas (se agregan dos resortes helicoidales a cada ballesta); en vista de esto, también se cambió la forma de las paredes laterales de los carros;
- se modificó el diseño de las tuberías para el suministro de agua a la locomotora de vapor;
- el accionamiento del freno de mano se hizo inclinado y unido al tanque de agua, ya que debido al uso de cabinas con puertas externas (en lugar de aberturas abiertas) y escaleras inclinadas en la locomotora, no fue posible instalar una columna de freno de mano vertical.
Posteriormente , se utilizaron bastidores y tanques soldados en ténders para locomotoras a vapor S U , se aumentó el volumen del tanque de 23 a 28 m 3 , se introdujo un espacio de 6 mm entre los cojines superior e inferior de las correderas del bogie, y la parte trasera caja de herramientas fue abolida.