Плоские стенки и потолок топки под давлением пара испытывают большое
усилие, которое изменяет форму топочных листов. Для сохранения
правильной формы стенки огневой коробки и кожух топки скрепляются между
собой топочной или обвязочной рамой, креплением у шуровочного отверстия,
боковыми и потолочными связями. Кроме того, задняя решетка скрепляется с
передней решеткой дымогарными и жаровыми трубами. Топочная рама
соединяет листы огневой коробки и кожуха топки в нижней части. Листы
топки скрепляются с топочной рамой заклепками, которые ставят в один или в два ряда в шахматном порядке.
Последнее время и здесь стали применять электросварку.
Крепление шуровочного отверстия у паровозов разных, типов различное
(фиг. 22). Связями скрепляют заднюю стенку огневой коробки с лобовым
листом кожуха топки, боковые стенки между собой и подрешеточную часть
огневой решетки с ухватным листом кожуха топки. Связи разделяются на
сварные и нарезные, материалом для которых служит прутковая мартеновская
сталь Ст. 1, Ст. 2 и Ст. 3 по ГОСТ 536-53.
Нарезная связь это - стержень цилиндрической формы с утолщенными
резьбовыми концами. Для облегчения установки диаметр нарезки на конце
связи, укрепляемом в стенке огневой коробки, делается на 0,5 мм меньше,
чем на конце, укрепленном в стенке кожуха топки. Соответственно
диаметрам концов связи нарезают отверстия в стенках огневой коробки и
кожуха топки.
Среднюю часть связи (диаметром от 19 до 22 мм)у называемую шейкой,
делают гладкой, так как наличие резьбы способствует скоплению накипи.
Для предупреждения обрыва связи переход от нарезанной части к гладкой
делается плавным. Для наблюдения за
Фиг. 22. Виды креплений шуровочных отверстий
топок паровозов серий:
а - Ов , Нв , НУ ; б - К. КУ , Эг , Э ЭУ . Т-48 ГР; e-Щ. Э. Эм;
j - со, эм , 9П, 157. пт 4 д - 159; е - оп-2.
состоянием связи с обоих концов по оси сверлят
контрольные отверстия диаметром 5-8 мм, глубиной 35-40 мм или на 5-10 мм
глубже резьбы. При обрыве связи через контрольное отверстие выходят под
давлением пар и вода, которые и служат предупреждением паровозной
бригаде.
Отверстия в кожухе и топке нарезаются специальным длинным метчиком.
Постановка связей производится со стороны кожуха специальным ключом.
Связь, установленная на место, обязательно расклепывается со стороны
огня, а иногда и с обеих сторон. Теперь на всех паровозах как система
ввариваются топочные связи (фиг. 23), имеющие форму гладкого
цилиндрического стержня.
Первый опыт по сварке связей производился в 1931 г. на Муромском заводе.
Связь, ставящаяся при помощи сварки, представляет собой круглый стальной
стержень с контрольными отверстиями, свободно вставляемый в отверстие
листа и привариваемый снаружи к кожуху и со стороны огня к топочному
листу. Станочной обработки связи почти не производится.
На современных паровозах топки больших размеров под влиянием высокой
температуры подвержены деформации. Распорные связи, особенно в верхних
рядах, испытывают наибольшее изгибающее усилие; поэтому, во избежание
разрыва, в этих местах ставятся подвижные связи. У подвижных связей один
конец (со стороны кожуха) шарнирный, другой конец (заделываемый в лист
огневой коробки) жесткий.
Подвижные связи применяются следующих конструкций: без втулок; с
наружными втулками различной конструкции; с втулками, утопленными в лист
кожуха. Втулки устанавливают на резьбе или приваривают электросваркой
(фиг. 24).
Более совершенная, получившая распространение на отечественных
паровозах, - подвижная связь с приварной втулкой. Втулку и колпачок этой
связи изготовляют из стали Ст. 3. Втулка, расточенная по шару,
закрывается колпачком.
Уплотнение колпачка достигается прокладной шайбой из красной меди,
толщиной 1 мм. При отсутствии прокладных шайб уплотнение достигается
притиркой. Подвижные связи, поставленные с втулками, не имеют
контрольного отверстия со стороны шаровой головки. Контроль производят
периодически осмотрами связи. В этих случаях отвертывают колпачок и
обстукивают сферическую головку, по звуку которой и определяют ее
состояние.
Стоимость изготовления подвижных связей значительно выше обычных жестких
связей. Поэтому подвижные связи применяются только там, где имеют место
частые обрывы обычных жестких связей.
Фиг. 23. Сварная топочная связь.
Фиг. 24. Подвижная связь с приварной втулкой.
Фиг. 25. Лапчатые связи паровозов серий О" . Щ,
К, Э.
Заднюю решетку, служащую для установки дымогарных и жаровых труб,
скрепляют с кожухом связями только в нижней части, так как верхняя часть
вполне надежно удерживается дымогарными и жаровыми трубами. Ниже труб
заднюю решетку соединяют с цилиндрической частью котла особыми, так
называемыми лапчатыми связями (фиг. 25). Лапчатая связь состоит из лапы,
приклепанной или приваренной к барабану и ввинченной в нее и в решетку
короткой связи. Короткую связь со стороны огневой коробки в последнее
время приваривают. Количество лапчатых связей зависит от размеров топки
и устанавливается от 7 до 13: на паровозах типа 9П, 137, 154, 155 -по 10
шт., типа Т48, 234, ГР, 157 -по 9 шт., типа 63 - 8 шт., типа 159 - 7 шт.
и т. д. Материалом для связи служит сталь Ст. 1, для лапы - Ст. 3, для
заклепок - сталь Ст. 2.
Диаметр лапчатых связей берут обычно большим, чем диаметр всех остальных
распорных связей, а именно: 21-25 мм. В связи, со стороны огневой
коробки, делается глубокое контрольное отверстие диаметром 6,5 мм с
таким расчетом, чтобы связь с отверстием заходила в лапу не менее чем на
5 мм.
Для скрепления кожуха с потолком топки служат потолочные связи толщиной
22-25 мм, ранее называвшиеся анкерными болтами. Потолочные связи, так же
как и боковые связи, изготовляются из стали Ст. 1, Ст. 2 и Ст. 3 по ГОСТ
536-53; ставятся на место ввертыванием или сваркой со стороны огневой
коробки или со стороны Кожуха топки. Потолочные связи имеют контрольные
отверстия с обоих концов, причем глубина верхнего отверстия больше
нижнего.
Фиг. 26. Схема работы подвижных потолочных
систем крепления.
При заправке паровоза, под действием высокой температуры газов и
пламени передний угол топки, расширяясь, поднимается вверх.
а кожух топки остается на месте (фиг. 26) Поэтому передний угол, будучи
укреплен жесткими связями, имел бы трещины в листах потолка в верхнем
загибе решетки. Чтобы избежать этого, кроме неподвижных потолочных
связей, для укрепления потолка огневой коробки с кожухом топки
применяются подвижные потолочные связи, устанавливаемые в несколько
поперечных рядов на переднем углу топки.
Из подвижных потолочных. систем крепления наибольшее распространение на
наших паровозах до 1932 г. имели: подвесная, фонарная, скобовая и
шарлирная (фиг. 27). Шарниры первых двух систем, покрываясь накипью,
затрудняют игру и работают как обычные жесткие связи. Болты этих систем
с 1932 г. на паровозы не устанавливают.
Фиг. 27. Системы подвижных потолочных систем
крепления: а - подвесная; б - фонарная; в - скобовая; г - шарнирная.
Фиг. 28. Подвижная потолочная связь паровоза
серии К-4.
Подвижные связи со сферической головкой более целесообразны для
укрепления взаимно перемещающихся стенок и поэтому применяются на
паровозах широкой и узкой колеи последних выпусков (фиг. 28).
На узкоколейных паровозах серии ВП-2 потолок огневой коробки выполнен
волнистым, толщиной 22 м (фиг. 29); поэтому потолочные связи в этом
паровозе не ставятся.
Боковые стенки кожуха топки с плоскими потолками кожуха и огневой
коробки выше топочных связей; для предупреждения распирания от давления
пара эти стенки укрепляются поперечными тяжами, пропускаемыми через
стенки кожуха топки (фиг. 30).
Таких поперечных тяжей обычно два ряда, а в некоторых радиальных топках
один. Лобовой лист укрепляется продольными тяжами, контрфорсами и
скрепляется с потолком кожуха стальными косынками, прикрепленными к
листу цилиндрической части. Прежде концы поперечных тяжей ввертывались в
лист кожуха. В паровозах последних выпусков тяжи привариваются. Для
обеспечения достаточной прочности и жесткости поперечные тяжи делаются
из стали Ст. 2 диаметром 30-35 мм. С обоих концов тяжей имеются
контрольные отверстия диаметром 6 мм, глубиной 80 мм.
Фиг. 29. Топка паровоза серии ВП-2.
Фиг. 30. Способы укрепления стенок кожуха топки:
а - поперечные тяжи; б - продольные тяжи; в - контрфорс; г -косынки; д -
наклонные связи; е - кронштейн продольных тяжей.
Углы кожуха с плоским потолком, кроме поперечных тяжей, скрепляют
двумя наклонными связями (фиг. 30, д).
Диаметр средней части наклонной связи 35-40 мм. Верхним и нижним концом
наклонная связь ввертывается в фасонные накладки, приклепанные или
приваренные снаружи кожуха.