Lokomotif uap. Kereta api di atas meja Struktur umum dan prinsip pengoperasian lokomotif uap
Perangkat umum dan prinsip pengoperasian lokomotif uap
Lokomotif terdiri dari bagian-bagian utama sebagai berikut (lihat Gambar 4a): ketel uap 2, mesin uap 3, mekanisme engkol 4, bagian awak.
Ketel uap lokomotif uap dirancang untuk mengubah energi kimia internal bahan bakar (batubara) menjadi energi panas pasangan. Terdiri dari tiga bagian utama: kotak api 1, bagian silinder ketel 2 dan kotak asap 7. Di bagian bawah kotak api 1 terdapat jeruji 8, yang melaluinya udara yang diperlukan untuk pembakaran (oksidasi) bahan bakar masuk. kotak api. Bagian tengah kotak api memiliki dua baris dinding - luar dan dalam. Barisan dinding bagian luar membentuk selubung kotak api 9, dan baris dalam yang dilapisi dengan batu bata tahan api membentuk kotak api 10. Kedua baris dinding tersebut dihubungkan satu sama lain melalui sambungan. Lubang sekrup 11 dibuat di dinding belakang kotak api, tempat batu bara dibuang ke jeruji. Dinding depan kotak api adalah lembaran tabung 12.
Bagian silinder dari boiler terbuat dari lembaran baja. Ini menampung pipa asap 13 dan pipa api 14, yang melaluinya gas mengalir dari tungku ke kotak asap 7. Elemen superheater juga dipasang di pipa api 14. Seluruh ruang ketel di sekitar pipa asap dan api diisi dengan air.
Pada titik tertinggi bagian silinder ketel 2 terdapat ruang uap 15. Pada bagian atas kotak asap 7 terdapat pipa 16 yang melaluinya gas buang dibuang.
Gambar.4 Diagram struktur umum dan prinsip pengoperasian lokomotif:
1 - kotak api; 2 - ketel uap; 3 - mesin uap; 4 - mekanisme engkol; 5 - pasangan roda penggerak; 6 - kabin pengemudi; 7 - kotak asap; 8 - parut; 9 - selubung kotak api; 10 - kotak api; 11 - lubang sekrup; jaringan 12 pipa; 13 - pipa asap; 14 - pipa api; 15 - tangki uap; 16 - pipa untuk gas buang; 17 - penggeser; 18 - bingkai; 19 - set roda pelari; 20 - pasangan roda pendukung; 21 - lembut
Mesin uap 3 lokomotif uap terdiri dari silinder, piston dan batang. Batang piston mesin uap dihubungkan ke penggeser 17, yang melaluinya energi mekanik dipindahkan ke mekanisme engkol 4.
Bagian awak lokomotif terdiri dari kabin pengemudi 6, rangka 18, pasangan roda dengan kotak gardan dan suspensi pegas. Kumpulan roda lokomotif uap menjalankan berbagai fungsi dan oleh karena itu disebut: pelari 19, penggerak 5, dan pendukung 20.
Bagian integral, meskipun independen, dari lokomotif uap utama adalah tender 21, yang berisi cadangan bahan bakar, air dan pelumas, serta mekanisme pengumpanan batubara.
Prinsip pengoperasian lokomotif uap didasarkan pada hal-hal berikut (lihat Gambar 4, b). Bahan bakar disuplai melalui mekanisme pengumpanan batubara dari tender 21 melalui lubang sekrup 11 ke jeruji 8 kotak api tungku.
Karbon dan hidrogen bahan bakar berinteraksi dengan oksigen di udara, yang masuk ke kotak api melalui jeruji 8 - proses pembakaran bahan bakar terjadi. Akibatnya, energi kimia internal bahan bakar (ICE) diubah menjadi energi panas (TE), yang pembawanya berupa gas.
Gas, yang bersuhu 1000 - 1600 ° C, melewati pipa api dan asap serta memanaskan dindingnya. Panas dari dinding kotak api dan pipa dipindahkan ke air. Akibat pemanasan air, terbentuklah uap yang terkumpul di bagian atas bagian silinder ketel. Dari ruang uap 15 ketel, uap yang mempunyai tekanan 1,5 MPa (15 kgf/cm2) dan suhu sekitar 220 °C, masuk ke mesin uap 3 (lihat gambar 4, a).
Pada mesin uap, energi uap diubah menjadi energi mekanik (ME) dari gerak translasi piston (lihat Gambar 4, b). Selanjutnya, melalui batang dan penggeser, energi ditransfer ke mekanisme engkol, kemudian diubah menjadi torsi Mk, yang menggerakkan roda penggerak lokomotif. Ketika roda berinteraksi dengan rel, torsi Mk diwujudkan dalam gaya Fk (gaya penggerak), yang menjamin pergerakan lokomotif.
Lokomotif uap dibedakan, pertama-tama, oleh kesederhanaan desainnya dan, oleh karena itu, keandalan yang tinggi dalam pekerjaan, serta konsumsi bahan bakar termurah (batubara, gambut, dll). Namun lokomotif jenis ini memiliki sejumlah kelemahan serius, yang menentukan penggantiannya dengan jenis traksi lain: efisiensi lokomotif yang sangat rendah, intensitas tenaga kerja awak lokomotif yang tinggi, terutama saat mengeluarkan terak dari tungku, biaya tinggi. pemeliharaan rutin dan perbaikan ketel uap sehubungan dengan biaya pembuatan dan pengoperasian lokomotif uap, jarak tempuh pendek (100 - 150 km) tanpa pengisian cadangan batubara dan sampai dengan 70 - 80 km tanpa pengambilan air.
Apa penyebab rendahnya efisiensi lokomotif uap? Mari kita daftar cara-cara utama hilangnya energi dalam ketel uap lokomotif yang berfungsi:
· sebagian batubara (potongan kecil), yang masuk ke dalam tungku, tidak terbakar, tetapi jatuh melalui jeruji atau dilepaskan ke atmosfer bersama dengan gas melalui pipa;
· kehilangan energi panas yang besar selama interaksi permukaan boiler dan udara sekitarnya, terutama di waktu musim dingin;
dari gas yang keluar melalui pipa, yang jumlahnya cukup suhu tinggi(sekitar 400 °C|.
Untuk meningkatkan efisiensi proses perpindahan panas dari gas ke air ketel, perlu dilakukan penambahan panjang pipa api dan ketel beberapa kali lipat, yang pada prinsipnya tidak mungkin dilakukan karena keterbatasan berat dan ukuran lokomotif. Oleh karena itu, hanya 50-60% energi kimia internal bahan bakar digunakan untuk pembentukan dan pemanasan berlebih uap di ketel lokomotif uap. Akibatnya, efisiensi gabungan tungku dan boiler adalah 50-60% (lihat gambar 4, b).
Dan terakhir, kelemahan mendasar mesin lokomotif uap adalah ketidakmungkinan desain untuk mencapai efisiensi lebih dari 15 - 20%. Uap, melakukan kerja, mis. menggerakkan piston, volumenya harus diperluas hingga tekanannya sama dengan tekanan atmosfer. Untuk melakukan ini, langkah kerja piston di dalam silinder perlu ditingkatkan berkali-kali lipat, yang tidak mungkin dilakukan mengingat keterbatasan berat dan ukuran lokomotif. Pada lokomotif uap dalam negeri sebenarnya dapat mencapai nilai efisiensi mesin uap sebesar 12 - 14%.
Secara umum, efisiensi lokomotif uap, yang ditentukan melalui produk efisiensi masing-masing elemen rantai energi, dapat mencapai 5 - 7%, yaitu. dari setiap 100 ton batubara, hanya 5 - 7 ton yang digunakan untuk menghasilkan tenaga penggerak, sisanya hilang (digunakan untuk pemanas dan polusi). lingkungan).
Dengan cara apa efisiensi traksi lokomotif dapat ditingkatkan?
Pertama. Jika ketel masing-masing lokomotif uap digabungkan dan ditempatkan di atas tanah, ketel tersebut diisolasi secara termal dari lingkungan (membangun gedung), tekanan uap di dalam ketel meningkat secara signifikan, dan mesin uap diganti dengan mesin yang lebih irit, Misalnya, turbin uap, yang energinya ditransfer ke generator listrik, maka sebagai hasilnya kita peroleh pembangkit listrik termal. Dari situ, energi listrik dapat disalurkan ke lokomotif, melengkapi rodanya dengan motor listrik. Dari sinilah muncul ide untuk menggunakan lokomotif listrik – lokomotif listrik – untuk traksi.
Kedua. Jika alih-alih pembangkit listrik tenaga uap pembakaran luar (boiler dan mesin uap), Anda memasang mesin pada lokomotif pembakaran dalam- Anda mendapatkan lokomotif diesel; jika mesin turbin gas adalah lokomotif turbin gas; reaktor nuklir- lokomotif nuklir.
Dan yang ketiga. Jika mesin uap dan mekanisme engkol pada lokomotif uap diganti dengan turbogenerator (turbin uap dan generator listrik) serta melengkapi pasangan rodanya dengan motor listrik, maka akan muncul lokomotif turbin uap.
Struktur umum dan prinsip pengoperasian jenis lokomotif di atas akan dibahas pada paragraf berikut.
Saya persembahkan untuk perhatian Anda lokomotif uap ke-3 saya IS-20
Skala - 1:25
Panjang model 70 cm
Lebar kurang lebih 11,5 cm
Tinggi kurang lebih 20 cm
Berat lokomotif 3 kg
Bahan:
Roda - cetakan 3D (plastik)
Batang penghubung dan elemen kompleks bentuk geometris- penggaris kayu
Yang lainnya adalah lembaran PVC setebal 1-6 mm
Seluruh pekerjaan memakan waktu sekitar 5 bulan
Teknologi:
Semuanya dijelaskan sedetail mungkin dalam dongeng: http://karopka.ru/forum/forum191/topic20819/
Pertama, model 3D dibuat, kemudian elemen dipotong dari gambar yang dihasilkan.
Alat - Bor Dremel, gergaji ukir Proxon
Saya tidak terikat pada gerbong tertentu, berikut adalah gambaran kolektif lokomotif ini setelah versi 20-1
Negara asal Uni Soviet;
Tahun pembangunan 1932 - 1942
Pabrik: Kolomensky, Voroshilovgradsky
Periode operasional 1933 - 1972
Sebanyak 649 unit dibangun.
Kecepatan desain 115 km/jam
Panjang lokomotif 16.365 mm
Berat servis lokomotif 133 - 136 t
Tenaga 2.500 - 3.200 hp
Kekuatan traksi hingga 15.400 kgf
Cerita:
Pada tahun 1930-an Di jalur kereta api Soviet, kecepatan kereta penumpang perlu ditingkatkan secara signifikan. Lokomotif uap Su dengan miliknya kecepatan maksimum pada kecepatan 125 km/jam dan tenaga 1.500 hp. tidak dapat lagi memenuhi persyaratan tersebut. Lokomotif uap penumpang jalur utama tipe 1-4-2 dikembangkan oleh Biro Desain Lokomotif Pusat (CLPB) pada tahun 1932. Dan pada saat pembuatannya, ini adalah lokomotif penumpang paling kuat di Eropa. Pemenang Grand Prix di Pameran Dunia Paris (1937). Lokomotif penumpang terkuat dan terkuat dalam sejarah pembangunan lokomotif Soviet. Keistimewaan lokomotif ini adalah penyatuannya yang hebat di banyak bagian dengan lokomotif barang FD.
Saat merancang model ini, digunakan teknologi tercanggih yang kemudian digunakan dalam konstruksi lokomotif uap. Selama pengembangan, desainer K. Sushkin, L. Lebedyansky, A. Slominsky berhasil menggunakan lokomotif uap baru tidak hanya boiler dan silinder dari pendahulunya, lokomotif uap FD, tetapi banyak komponen lainnya.
Pada bulan April, gambar kerja lokomotif uap baru dikirim dari Laboratorium Pusat Biro Produksi ke Pabrik Kolomna, yang, dengan partisipasi Pabrik Izhora, memproduksi lokomotif uap penumpang pertama tipe 1-4-2 pada tanggal 4 Oktober. , 1932. Berdasarkan keputusan pekerja pabrik, lokomotif baru diberi seri IS - Joseph Stalin.
Dari bulan April hingga Desember 1933, tes dilakukan. Di dalamnya, lokomotif tersebut menunjukkan tenaga sebesar 2.500 hp, lebih dari dua kali lipat tenaga lokomotif uap Su, bahkan dalam beberapa kasus nilai tenaga IS bahkan mencapai 3.200 hp.
Pada tahun 1934, pada Kongres Partai Komunis Seluruh Serikat Bolshevik ke-17, diambil keputusan bahwa lokomotif uap IS harus menjadi unit utama armada lokomotif penumpang dalam rencana lima tahun kedua.
DI DALAM tahun-tahun sebelum perang Lokomotif uap seri IS beroperasi di banyak jalan di Uni Soviet bagian Eropa dan Siberia. IS-lah yang menggerakkan Panah Merah. Dan “Stalin”-lah yang menjadi yang tercepat, berakselerasi hingga 115 km/jam, dan dalam kondisi ramping – hingga 155 km/jam.
Selama perang, mereka terkonsentrasi di wilayah timur negara itu.
Setelah perang, lokomotif dioperasikan dengan kecepatan tidak lebih dari 70 km/jam, sehingga kap mesin yang ramping dilepas. Namun pada bulan April 1957, lokomotif uap dengan kereta khusus ini mencapai kecepatan 175 km/jam, yang merupakan rekor kecepatan terakhir selama traksi uap di Uni Soviet.
Lokomotif uap IS melayani rute-rute penting seperti: Kharkov - Mineralnye Vody, Moskow - Smolensk - Minsk, Moskow - Ozherelye - Valuyki, Michurinsk - Rostov-on-Don dan lain-lain, yang menggantikan lokomotif uap penumpang Su, S, L seri dll.
Lokomotif ini bekerja dengan kereta api hingga tahun 1966-1972.
Di tengah perjuangan melawan kultus kepribadian, semua “ISIS” diganti namanya menjadi “FDP” dengan awalan “penumpang”
Waktu sangatlah kejam terhadap serial yang dulunya terkenal. Hanya satu mobil yang selamat, dipasang di atas tumpuan di Kyiv.
Coba potong lokomotif seperti ini.
Pekerjaannya sulit.
Orang tersayang pasti akan menyukai kerajinan ini dengan meletakkannya di tempat yang mencolok, misalnya di rak. Untuk membuat kerajinan ini Anda membutuhkan yang berikut ini:
Alat penggergajian.
Mempersiapkan desktop Anda
Pertama-tama, Anda perlu menyiapkan meja tempat Anda akan bekerja. Seharusnya tidak ada hal-hal yang tidak perlu di dalamnya dan setiap alat harus tersedia. Tidak semua orang memiliki desktop sendiri dan mungkin sudah berpikir untuk membuatnya. Membuat meja memang tidak sulit, namun memilih tempatnya di dalam rumah memang sulit. Pilihan ideal- ini adalah balkon berinsulasi tempat Anda dapat membuat kerajinan kapan saja. Saya sudah menulis tentang menyiapkan tabel di artikel terpisah dan mencoba menjelaskan sedetail mungkin seluruh proses pembuatannya. Jika Anda tidak tahu cara mempersiapkannya tempat kerja, lalu baca Artikel berikut. Setelah Anda menyelesaikan proses pembuatan meja, cobalah untuk mulai memilih kerajinan masa depan Anda.
Kami memilih bahan yang berkualitas
Bahan utamanya adalah kayu lapis. Pilihannya selalu sulit. Masing-masing dari kita mungkin pernah mengalami masalah seperti delaminasi kayu lapis dari bagian ujungnya dan bertanya-tanya, apa yang menyebabkan delaminasi tersebut? Tentu saja, ini terutama disebabkan oleh kayu lapis berkualitas rendah. Jika ini bukan pertama kalinya Anda mengambil gergaji ukir, Anda dapat memilih kayu lapis dari sisa-sisa kerajinan sebelumnya. Jika Anda baru menggergaji dan tidak memiliki kayu lapis, belilah di toko perkakas. Memilih bahan untuk digergaji selalu sulit. Anda harus selalu memilih kayu lapis dengan hati-hati, sering-sering melihat cacat pada kayu (simpul, retakan) dan menarik kesimpulan. Kesulitan dalam memilih kayu lapis terletak pada kenyataan bahwa tidak peduli bagaimana Anda menebak cacat dan umur simpannya. Misalnya, Anda membeli kayu lapis, membersihkannya, menerjemahkan gambarnya, dan tiba-tiba kayu itu mulai mengelupas. Tentu saja, hal ini terjadi pada hampir semua orang dan sungguh tidak menyenangkan. Jadi ada baiknya memperhatikan saat memilih dan memilih kayu lapis yang bagus. Saya menulis Artikel khusus yang menjelaskan semua prinsip pemilihan kayu lapis langkah demi langkah.
Pengupasan kayu lapis
Kami membersihkan kayu lapis kami dengan amplas. Seperti yang telah Anda ketahui, amplas “Berbutir sedang” dan “Berbutir halus” digunakan untuk membersihkan kayu lapis selama pemotongan. DI DALAM toko konstruksi Anda mungkin pernah melihat amplas (atau amplas), dan itulah yang kami perlukan. Dalam pekerjaan Anda, Anda memerlukan amplas “Berbutir kasar”, “Berbutir sedang” dan “Berbutir halus”. Masing-masing dari mereka memiliki propertinya sendiri, tetapi lapisan yang sama sekali berbeda, yang diklasifikasikan. Amplas “berbutir kasar” digunakan untuk mengolah kayu lapis kasar, mis. yang banyak cacat, terkelupas, dan retak.
Amplas “berbutir sedang” digunakan untuk mengolah kayu lapis setelah amplas “Kasar” dan memiliki sedikit lapisan. "Berbutir halus" atau "Nulevka". Amplas ini berfungsi sebagai proses akhir pengupasan triplek. Ini memberikan kehalusan pada kayu lapis, dan oleh karena itu kayu lapis akan nyaman untuk disentuh. Amplas kayu lapis yang sudah disiapkan secara bertahap, dimulai dengan amplas berbutir sedang dan diakhiri dengan amplas halus. Pengamplasan harus dilakukan sepanjang lapisan, bukan melintang. Permukaan yang dipoles dengan baik harus rata, benar-benar halus, berkilau jika terkena cahaya, dan halus saat disentuh. Cara terbaik menyiapkan kayu lapis untuk digergaji dan amplas mana yang terbaik untuk dipilih Baca di sini. Setelah pengupasan, periksa kayu lapis apakah ada gerinda dan penyimpangan kecil. Jika tidak ada cacat yang terlihat, maka Anda dapat melanjutkan ke proses penerjemahan gambar.
Terjemahan gambar
Bagi saya, menggambar terjemahan selalu menjadi proses utama dalam pekerjaan saya. Saya akan memberi tahu Anda beberapa aturan, serta tip untuk terjemahan gambar berkualitas tinggi. Banyak orang yang memindahkan gambar ke triplek tidak hanya dengan menggunakan pensil dan copy, tetapi juga dengan menggunakan “Pita Hitam”, merekatkan gambar tersebut ke triplek, kemudian membilas gambar tersebut dengan air dan tanda-tanda gambar tersebut tetap menempel pada triplek. Secara umum, ada banyak cara, tetapi saya akan memberi tahu Anda tentang metode yang paling umum. Untuk memindahkan gambar ke kayu lapis yang sudah disiapkan, Anda harus menggunakan salinan, penggaris, pensil tajam, dan pena non-tulis. Kencangkan gambar di kayu lapis menggunakan kancing atau cukup pegang dengan tangan kiri Anda. Periksa apakah gambarnya sesuai dengan dimensinya. Tempatkan gambar jam sedemikian rupa sehingga Anda dapat menggunakan lembaran kayu lapis seefisien mungkin. Terjemahkan gambar menggunakan not pena tulis dan penguasa. Tidak perlu terburu-buru, karena kerajinan masa depan Anda bergantung pada gambarnya.
Mengebor lubang di bagian-bagiannya
Seperti yang telah Anda ketahui, bagian-bagian tersebut berisi bagian alur yang perlu dipotong dari dalam. Untuk memotong bagian-bagian tersebut, Anda perlu mengebor lubang di dalamnya dengan bantuan bor tangan atau, dengan cara kuno, membuat lubang dengan penusuk. Ngomong-ngomong, diameter lubang harus minimal 1 mm, jika tidak, Anda dapat merusak elemen gambar, yang sayangnya terkadang sulit dipulihkan. Untuk menghindari kerusakan meja kerja saat mengebor lubang, Anda harus meletakkan papan di bawah benda kerja agar tidak merusak meja kerja. Mengebor lubang sendirian selalu sulit, jadi mintalah seorang teman untuk membantu Anda dalam tugas Anda.
Menggergaji bagian
Ada banyak aturan untuk memotong, tetapi Anda harus mengikuti aturan yang paling umum. Hal pertama yang perlu Anda lakukan adalah memotongnya bagian dalam, baru kemudian sesuai dengan pola luarnya. Tidak perlu terburu-buru saat memotong. Yang utama adalah selalu menjaga gergaji ukir tetap lurus pada sudut 90 derajat saat memotong. Gunting bagian-bagian di sepanjang garis yang Anda tandai dengan tepat. Pergerakan gergaji ukir harus selalu mulus ke atas dan ke bawah. Selain itu, jangan lupa memantau postur tubuh Anda. Cobalah untuk menghindari kemiringan dan ketidakrataan. Jika Anda keluar jalur saat memotong, jangan khawatir. Kemiringan dan ketidakteraturan tersebut dapat dihilangkan dengan menggunakan file datar atau amplas “berbutir kasar”.
Istirahat
Saat menggergaji, kita sering merasa lelah. Jari tangan dan mata yang selalu tegang sering kali lelah. Saat bekerja, tentu semua orang merasa lelah. Untuk mengurangi beban, Anda perlu melakukan beberapa latihan. Anda dapat melihat latihannya di sini. Lakukan latihan beberapa kali selama bekerja.
Bagian Pembersihan
Anda harus selalu membersihkan bagian-bagian kerajinan masa depan dengan hati-hati. Di awal pekerjaan, Anda sudah membersihkan kayu lapis ampelas. Sekarang Anda harus melakukan sedikit pengupasan kayu lapis. Gunakan amplas “berbutir sedang” untuk membersihkan bagian tepi dan kembali kayu lapis. Amplas “berbutir halus” dianggap sebagai tahap akhir pembersihan komponen. Sebaiknya bersihkan bagian depan dengan amplas halus. Saat memproses kayu lapis, luangkan waktu Anda. Anda juga dapat menggunakan file bulat, yang memudahkan pembersihan bagian dalam lubang. Cobalah untuk memastikan bahwa bagian-bagiannya keluar tanpa gerinda atau penyimpangan.
Perakitan bagian
Merakit bagian-bagian kerajinan kita tidak begitu sulit di sini. Untuk mengimplementasikan perakitan yang benar rincian Anda perlu membaca Artikel berikut, yang menjelaskan secara rinci semua rincian perakitan. Setelah bagian-bagiannya dirangkai menjadi satu kerajinan biasa tanpa masalah, mulailah merekatkannya.
Merekatkan bagian-bagiannya
Bagian rak harus direkatkan menggunakan lem PVA atau titan. Anda tidak perlu menuangkan banyak lem. Kerajinan rakitan lebih baik diikat dengan lem dengan benang yang kuat, kencangkan dan jemur hingga kering. Kerajinan itu direkatkan dalam waktu sekitar 10-15 menit.
Membakar kerajinan tangan
Untuk menghias kerajinan kita dengan pola (misalnya, di sepanjang tepi kerajinan), Anda memerlukan kompor listrik. Sangat sulit untuk membakar suatu pola dengan indah. Untuk membakar pola, Anda harus menggambar polanya terlebih dahulu dengan pensil. Anda dapat membaca cara menggunakan kompor listrik dan menambahkan pola pada rak di sini.
Kerajinan pernis
Jika diinginkan, Anda dapat mengubah kerajinan kami dengan melapisinya dengan Pernis Kayu, sebaiknya yang tidak berwarna. Baca cara terbaik untuk mengecat kerajinan. Usahakan memilih pernis yang berkualitas. Pernis dilakukan dengan menggunakan kuas khusus "Untuk lem". Tidak usah buru-buru. Usahakan untuk tidak meninggalkan bekas atau goresan pada kerajinan.
"Penantang" Union Pasifik
Lokomotif uap - lokomotif otonom Dengan pembangkit listrik tenaga uap, menggunakan mesin uap sebagai mesinnya.
Lokomotif uap merupakan salah satu yang unik sarana teknis diciptakan oleh manusia, mereka melakukan sebagian besar lalu lintas pada abad ke-19 dan paruh pertama abad ke-20, memainkan peran penting dalam kebangkitan perekonomian banyak negara.
Lokomotif uap terus ditingkatkan dan dikembangkan, yang mengarah pada variasi yang sangat banyak desain mereka, termasuk yang berbeda dari desain klasik.
Klasifikasi lokomotif uap
Dengan rumus aksial
Menjelaskan jumlah pelari, sumbu penggerak dan pendukung. Cara penulisan rumus aksial (tipe) sangat beragam. Dalam bentuk pencatatan Rusia, jumlah setiap jenis gandar diperhitungkan, dalam bentuk Inggris - setiap jenis roda, dan dalam bentuk Jerman Kuno, hanya jumlah gandar dan penggerak yang diperhitungkan. . Jadi, rumus aksial lokomotif uap Cina QJ dalam notasi Rusia adalah 1-5-1, dalam bahasa Inggris - 2-10-2, dan dalam bahasa Jerman Kuno - 5/7. Selain itu, banyak tipe yang memiliki nama dari klasifikasi Amerika, misalnya: 2-2-0 - “Amerika”, 1-3-1 - “Prairie”, 1-4-1 - “Mikado”, 1-5-0 - "Dekapoda".
Roda berjalan- rangkaian roda bebas (yaitu, gaya traksi dari motor traksi tidak disalurkan ke sana) yang terletak di depan rangkaian roda penggerak. Mereka berfungsi untuk membongkar bagian depan lokomotif, serta untuk meningkatkan kesesuaian lokomotif pada tikungan.
Sesuai dengan syarat pemasangan pada kurva, poros penggerak harus mempunyai deviasi yang cukup besar dari sumbu rata-rata lokomotif. Mereka ditempatkan pada bogie berputar yang mampu bergerak melintang relatif terhadap rangka lokomotif.
Mengemudi wheelset- rangkaian roda yang mana gaya traksi dari mesin lokomotif disalurkan secara langsung.
Mendukung rangkaian roda- berfungsi untuk menopang bagian belakang lokomotif dan memastikan kesesuaian pada tikungan.
Sesuai dengan jumlah silinder mesin uap
Yang paling luas dua silinder(satu silinder di kanan dan kiri) lokomotif uap memiliki desain yang lebih sederhana dan andal, tetapi lokomotif multi-silinder memiliki kinerja dinamis yang lebih baik.
kamu tiga silinder Pada lokomotif uap, 2 silinder terletak di luar rangka, dan silinder ketiga berada di antara keduanya.
kamu empat silinder Pada lokomotif uap, dua silinder terletak di luar rangka, dan dua silinder sisanya dapat ditempatkan di antara bagian rangka atau di luar, dan dalam hal ini, 2 silinder di setiap sisi, pada gilirannya, dapat ditempatkan di belakang satu sama lain. :
Atau di atas satu sama lain:
Pada lokomotif empat silinder digunakan mesin tipe majemuk:
Mesin peracikan memiliki dua (atau lebih) silinder kerja diameter yang berbeda. Uap segar dari boiler masuk ke silinder yang lebih kecil tekanan tinggi. Setelah bekerja disana (ekspansi pertama), uap dipindahkan ke yang lebih besar tekanan rendah. Skema pengoperasian ini memungkinkan penggunaan energi uap lebih lengkap dan meningkatkan efisiensi mesin.
Prinsip kerja:
Diagram lokomotif:
HPC - silinder bertekanan tinggi.
LPC - silinder bertekanan rendah.
Berdasarkan jenis uap yang digunakan
Pada uap jenuh- uap yang dihasilkan setelah air diuapkan segera masuk ke dalam silinder. Skema ini digunakan pada lokomotif uap pertama, tetapi sangat tidak ekonomis dan tenaganya sangat terbatas.
Pada uap super panas- uap juga dipanaskan dalam superheater hingga suhu lebih dari 300 °C, dan kemudian masuk ke silinder mesin uap. Skema ini memungkinkan penghematan uap yang signifikan (hingga 1/3), dan juga bahan bakar dan air, sehingga skema ini mulai digunakan pada sebagian besar lokomotif uap bertenaga yang diproduksi.
Superheater adalah sistem saluran berbentuk tabung yang melewati kotak api (lihat bagian “boiler”).
Diagram lokomotif uap
Gerbong khusus yang dipasang pada lokomotif uap dirancang untuk mengangkut persediaan bahan bakar lokomotif (kayu, batu bara atau minyak) dan air. Untuk lokomotif bertenaga yang mengkonsumsi jumlah besar batubara, pengumpan batubara mekanis (stoker) juga ditempatkan di tender.
2. Ruang pengemudi
Tidak masuk akal untuk menjelaskan tujuan dari semua perangkat kontrol dan pemantauan; dalam satu atau lain cara, perangkat tersebut terkait dengan pasokan dan distribusi uap.
Beberapa keran, katup, dan pengukur tekanan diduplikasi untuk alasan keamanan atau untuk perbaikan panas.
Ada juga tuas mundur untuk berpindah gerak maju dan mundur, dan tuas untuk mengatur jumlah uap yang disuplai ke silinder, singkatnya “gas”.
Ada juga tuas rem dan penggerak peluit. Alih-alih tuas, mungkin ada katup.
Karena lokomotif uap berbahaya, maka harus ada dua orang di dalam kabin yang memantau instrumennya.
Dan ya, di dalam kabin masih panas.
3. Peluit
Untuk memberi sinyal, perangkat sederhana namun sangat penting dipasang di lokomotif - peluit uap, yang penggeraknya terhubung ke kabin pengemudi. Jika peluitnya rusak, dilarang melepaskan lokomotif di bawah kereta.
Lokomotif modern dilengkapi dengan peluit multi-ton.
4. Draf dari mekanisme distribusi terbalik ke uap
Ini terhubung ke tuas mundur di kabin, yang dengannya gerakan dialihkan maju dan mundur. Di lokomotif modern, tuas yang sama mengontrol pasokan uap ke silinder.
Dirancang untuk melindungi terhadap kerusakan peralatan dan jaringan pipa akibat tekanan berlebih dengan melepaskan kelebihan uap secara otomatis.
7. Kotak Pasir
Wadah berisi pasir dipasang pada rolling stock traksi (lokomotif, trem, dll). Ini adalah bagian dari sistem pasokan pasir yang dirancang untuk memasok pasir di bawah roda, sehingga meningkatkan koefisien adhesi roda ke rel.
Pasir kuarsa kering digunakan untuk memberi makan di bawah roda. Dengan bantuan udara bertekanan, pasir disuplai dari kotak pasir ke nozel khusus, yang mengarahkan aliran pasir ke area kontak antara roda dan rel. Pada lokomotif uap, satu atau lebih kotak pasir dipasang, biasanya di bagian atas ketel uap.
Ketel dilengkapi dengan badan kotak pasir yang diisi dengan bahan kering pasir halus. Badannya berisi nozel yang menyuplai pasir ke pipa menuju roda lokomotif. Terdapat keran yang dipasang di ruang pengemudi yang mengarahkan udara ke nozel.
Steam steamer merupakan bagian dari boiler yang berfungsi untuk memisahkan steam dari tetesan air dan partikel kerak (agar tidak masuk ke dalam mesin).
Rongga di sebelah kanan adalah kotak pasir.
Di dalam tangki uap terdapat awal mula saluran uap, dari sini (melalui pipa tebal) uap mengalir melalui katup-regulator ke superheater, dan dari sana ke mesin uap. Regulator memungkinkan Anda meningkatkan pasokan uap dengan sangat lancar dan dengan demikian mengontrol tenaga lokomotif. Pegangan kendali katup ini terletak di dalam kotak lokomotif.
Dirancang untuk memberi daya pada jaringan rem kereta udara terkompresi dan untuk memelihara berbagai mekanisme, seperti kotak pasir.
Ini adalah kompresor (pompa) yang digerakkan oleh mesin uap kecil yang ditenagai oleh boiler biasa.
Produktivitasnya sekitar 3000 liter udara per menit.
Terletak di bagian depan lokomotif. Ia mengumpulkan gas-gas yang keluar dari pipa asap dan api dan melepaskannya ke atmosfer melalui cerobong asap.
Berperan penting dalam menciptakan traksi pada kotak api, yang pada gilirannya dapat meningkatkan tenaga lokomotif secara signifikan. (Semakin baik aliran udaranya, semakin banyak udara yang melewati kotak api. Semakin banyak udara, semakin baik pembakarannya. Semakin baik pembakarannya, semakin tinggi suhunya.)
Untuk membuat aliran udara di kotak api, Anda perlu membuat ruang hampa di kotak asap:
Uap buang dari silinder mesin mengalir ke kerucut pipa dan menyedot gas dari tungku bersamanya. Hal ini menciptakan ruang hampa.
15. Troli pendukung
Kumpulan roda pendukung adalah kumpulan roda bebas (yaitu, gaya traksi dari motor traksi tidak disalurkan ke mereka) yang terletak di belakang kumpulan roda penggerak. Mereka berfungsi untuk menopang bagian belakang lokomotif dan memastikannya masuk ke dalam tikungan.
Suatu alat yang secara bergantian mengarahkan aliran uap ke berbagai rongga silinder.
Distributor uap piston (atas).
Skema kerja.
Ada juga katup spul:
Tergantung pada posisi spool (1), jendela (4) dan (5) berhubungan dengan ruang tertutup (6) yang mengelilingi spool dan berisi uap, atau dengan rongga (7) yang terhubung ke atmosfer.
Elemen struktur ketel uap yang berfungsi untuk menambah area pemanasan.
Pipa-pipa tersebut melewati seluruh ketel dan memindahkan panas dari gas yang melewatinya ke air di dalam ketel.
Tipis, pipa biru adalah pipa asap.
Pipa tebal adalah panas, mereka memiliki pipa superheater (kuning) yang mengalir di dalamnya. Pipa putih tebal (atas) mengalir dari ketel uap ke superheater.
Anehnya, lokomotif uap, seperti halnya mobil, membutuhkan bahan bakar berkualitas tinggi. Jika kualitas batubara buruk, pipa asap akan cepat tersumbat oleh jelaga. Membersihkannya bukanlah tugas termudah.
Seiring waktu, pipa-pipa tersebut terbakar dan diganti dengan yang baru.
Tabung api adalah komponen utama superheater berbentuk tabung.
Pipa pemadam kebakaran adalah pipa tebal berwarna biru dengan pipa kuning di dalamnya.
Pipa kuning merupakan bagian dari superheater.
Di dalam manifold (benda kuning besar), uap dari ruang uap didistribusikan melalui tabung tipis (yang kemudian dilewatkan secara melingkar di dalam tabung api) dan dipanaskan hingga ~300 derajat. dan memasuki silinder mesin melalui pipa tebal.
35. Selongsong saluran rem
Setiap gerbong dilengkapi sistem pengereman ditenagai oleh udara bertekanan dari lokomotif.
Selang ini dirancang untuk menghubungkan mobil ke sistem pengereman umum.
38. Parut
Ini adalah jeruji besi dengan bahan bakar yang terbakar (batubara, kayu bakar) di atasnya. Parut memiliki lubang atau celah di mana abu tumpah ke dalam panci abu.
Ash pan (lubang abu) adalah bunker yang terletak di bagian bawah (di bawah jeruji) tungku lokomotif uap, yang berfungsi untuk menampung abu dan terak hasil pembakaran bahan bakar. Panci abu harus mampu dibersihkan secara berkala.
Kotak baja atau besi tuang yang berisi bantalan geser, pelapis, pelumas dan alat untuk menyuplai pelumas ke jurnal gandar, atau bantalan gelinding dan pelumas.
Elemen suspensi elastis kendaraan. Pegas memindahkan beban dari rangka atau bodi ke sasis (roda, track roller, dll.) dan melunakkan guncangan saat melewati jalur yang tidak rata.
Setelah pembaca memahami elemen dasar lokomotif uap, sekarang saatnya memahami cara kerjanya.
Prinsip operasi
Trevithick membangun jalur kereta api melingkar di London, di mana sebuah lokomotif bergerak dengan kecepatan 20 km/jam tanpa beban dan dengan kecepatan 8 km/jam dengan beban 10 ton.
Lokomotif uap Trevithick membakar begitu banyak batu bara sehingga penemuan ini tidak memberikan manfaat komersial apa pun. Karena bobotnya, lokomotif dengan cepat membuat rel, yang dirancang untuk gerbong kecil yang dikendarai kuda, tidak dapat digunakan.
Pada tahun-tahun berikutnya, Trevithick merancang dan membangun beberapa lokomotif lagi.
Lokomotif ini memiliki dua poros, yang di atasnya terdapat ketel uap horizontal. Ada satu di sampingnya silinder uap, yang melalui penghubung dan roda gigi horizontal, menggerakkan “kaki” mekanis yang terletak di bagian belakang lokomotif.
Kaki-kaki tersebut secara bergantian menempel pada jalan setapak dan mendorong lokomotif ke depan, sehingga lokomotif tersebut mendapat julukan “Lokomotif Uap Berjalan”.
Pada tahun 1815, selama pengujian peningkatan tekanan, ketel uap meledak. Lokomotifnya hancur dan beberapa orang meninggal dunia. Kejadian ini dianggap sebagai kecelakaan kereta api pertama di dunia.
"Menggembungkan Billy"
Mungkin lokomotif uap pertama yang ternyata sangat praktis. Untuk pertama kalinya, penggerakan kereta api diwujudkan hanya karena adanya gaya adhesi antara roda dan rel, tanpa adanya gaya adhesi perangkat tambahan(seperti rak dan pinion di trek).Dibangun di 1813-1814 William Hedley, Jonathon Foster dan Timothy Hackworth untuk pemilik Wylam Mines Christopher Blackett.
Puffing Billy adalah lokomotif uap tertua yang masih ada.
Pada tahun 1814, penemu Inggris merancang lokomotif pertamanya, dirancang untuk menarik gerbong batu bara untuk kereta api pertambangan.
Mobil itu diberi nama "Blücher" untuk menghormati jenderal Prusia Gebhard Leberecht von Blücher, yang menjadi terkenal karena kemenangannya dalam pertempuran dengan Napoleon di Waterloo.
Selama pengujian, lokomotif tersebut mengangkut delapan gerbong bermuatan dengan berat total sekitar 30 ton dengan kecepatan hingga 6-7 km/jam.
15 tahun kemudian, Stevenson membangun lokomotif uap - ini adalah lokomotif uap pertama di dunia dengan ketel uap berbentuk tabung.
Direktorat Perusahaan Transportasi Jalan Manchester-Liverpool telah mengumumkan kompetisi gratis untuk desain yang lebih baik lokomotif Stephenson memamerkan lokomotif uap barunya, Rocket, yang dibuat di pabriknya, di Rainhill.
Dengan bobotnya sendiri sebesar 4,5 ton, lokomotif ini dengan leluasa menarik kereta dengan berat total 17 ton dengan kecepatan 21 km/jam. Dalam segala hal, “Roket” ternyata jauh lebih baik daripada yang lain lokomotif.
Lokomotif Stevenson asli. Museum Sains (London)
Replika. Museum Kereta Api Nasional. York, Inggris
Sejak saat itu, Era Lokomotif Uap dimulai.
Terjadi di Paris pada tanggal 22 Oktober 1895. Kereta penumpang yang tidak mampu mengerem di tanjakan, merobohkan track stop, melaju ke peron stasiun, menerobos tembok gedung dan jatuh dari ketinggian ke jalan.
Akibat kecelakaan itu, lima orang mengalami luka-luka. Satu-satunya orang yang tewas adalah pramuniaga surat kabar malam Marie-Augustin Aguilar, yang kiosnya tertimpa tembok yang runtuh.
Lokomotif tercepat
"Mallard" No. 4468, dirancang oleh Nigel Gracely (Inggris).
Lokomotif ini memiliki panjang 22,4 meter dan berat sekitar 270 ton.
Pada tahun 1938, ia mencetak rekor kecepatan lokomotif uap - 202,7 km/jam.
Lokomotif paling populer
Dikembangkan pada tahun 1910 oleh pabrik Lugansk. Itu diproduksi hingga tahun 1957 oleh pabrik Kharkov, Sormovsky, Kolomna dan Bryansk. Sekitar 10.000 eksemplar diproduksi.
Lokomotif uap "Andrey Andreev"
Satu-satunya lokomotif di dunia dengan susunan roda 4-14-4. Ia memiliki tujuh poros penggerak. Hanya melakukan satu perjalanan dan kemudian menghilang.
Faktanya adalah karena panjangnya, ia tidak sesuai dengan lekukan dan keluar dari rel.
Itu berdiri di stasiun Shcherbinka selama 25 tahun dan pada tahun 1960 dibongkar.
Dinamakan setelah pria ini.
Lokomotif uap "Joseph Stalin"
Kebanggaan industri lokomotif Soviet - pada saat didirikan, lokomotif ini merupakan lokomotif penumpang paling kuat di Eropa, dan merupakan lokomotif yang memenangkan Grand Prix di Pameran Dunia Paris 1937.
Akselerasinya mencapai 155 km/jam.
Kereta ekspres yang sama sangat digandrungi oleh Agatha Christie. Sekarang ini sangat populer.
S1 "Motor Besar"
Pada Pameran Dunia 1939 di New York.
Lokomotif rangka kaku eksperimental terbesar yang pernah dibuat. Menjadi satu-satunya lokomotif uap di dunia dengan rumus aksial Namun, 3-2-2-3, tidak seperti lokomotif gandeng jenis lainnya, memiliki rangka yang kaku.
Berdasarkan desain aslinya, lokomotif tersebut diasumsikan mampu menarik kereta api yang beratnya mencapai 1000 ton dan bergerak dengan kecepatan hingga 160 km/jam, namun tujuan tersebut tidak tercapai.
Berat penarik lokomotif yang tidak mencukupi (lokomotif berbobot kecil) menyebabkan roda cukup sering tergelincir, dan panjang lokomotif yang sangat panjang (150 kaki) membatasi kegunaannya, sehingga tidak dapat melewati tikungan di sebagian besar jalur Kereta Api Pennsylvania.
Satu-satunya unit yang dibuat masih beroperasi hingga Desember 1945, dan pada tahun 1949 dibatalkan.
Union Pacific "Anak Besar"
Lokomotif uap Big Boy (perusahaan Amerika ALCO) merupakan lokomotif uap produksi terbesar di dunia (panjang lokomotif dengan tender adalah 40,47 meter) dan terbesar kedua dalam sejarah pembangunan lokomotif dunia (setelah lokomotif uap eksperimental PRR S1 ), serta lokomotif terberat di dunia (massa lokomotif dengan tender - 548,3 ton).
Kereta api, yang terdiri dari lokomotif uap dengan tender, gerbong, tangki minum, dan platform pengangkutan, dibangun dalam lingkaran pemodelan stasiun kereta api teknisi muda Kaukasia Utara kereta api. Itu dibuat oleh anak-anak sekolah menengah pertama di bawah bimbingan V. M. Lositsky.
Model-model ini sederhana dan dapat dengan mudah dibuat di lingkungan teknis sekolah atau di lingkungan pemodelan teknis di stasiun teknisi muda.
Kami tidak menyediakan gambar dan pola untuk tangki pemuatan dan platform barang, tetapi menyarankan agar Anda membuat bagian-bagian ini sendiri.
Alat dan bahan yang dibutuhkan adalah penggaris milimeter, pensil, kompas, gergaji ukir, kikir, kikir jarum, amplas, dan cat. Gambar menunjukkan dimensi alur penghubung dan sambungan untuk pengerjaan dengan kayu lapis setebal 3 mm, jika kayu lapis lebih tebal, maka dimensinya akan berubah (skala 1: 2).
Untuk membuat badan ketel dan tangki lokomotif terlebih dahulu harus menggiling atau memilih mandrel yang sesuai dengan diameter badan ketel dan tangki. Ukuran blanko ketel lokomotif adalah 220X134 mm. Kemudian dibungkus dengan kertas tebal atau karton tipis sebanyak dua atau tiga lapis. Sebelum direkatkan, karton dibasahi sedikit dan dibiarkan mengering di atas mandrel, kemudian direkatkan, diampelas dan dicat setelah silinder direkatkan.
Drawbar lokomotif, cerobong asap, lampu sorot, dan peluit dibuat sesuai dengan dimensi pada gambar dari bahan apa saja yang ada: seluloid, karton tebal, kertas Whatman. Atap mobil dan bilik lokomotif terbuat dari karton tebal atau triplek setebal 1 mm.
Untuk merekatkan bagian model kereta api dapat menggunakan lem PVA (emulsi polivinil asetat), pernis nitro NTs-551 (enamel). Huruf yang identik menunjukkan titik koneksi.
Rel kereta api dapat dibuat dari papan partikel, bantalan - dari lembaran kayu lapis atau polistiren, rel - dari bilah pinus 3X5 atau 4x4 mm atau dari lembaran polistiren.
Model kereta api yang terdiri dari lokomotif uap, gerbong penumpang, tangki dan tempat pengangkutan serta terbuat dari berbagai bahan: kayu, triplek, harus diolah dengan kikir atau kikir jarum dan amplas sebelum dicat. Isi gerinda dan retakan dengan lem.
Kemudian mereka mulai melukis. Kuas harus dipegang pada sudut 45-50° terhadap permukaan yang akan dicat. Gerakan kuas harus ringan dan bebas. Saat menutupi model dengan cat minyak, guratan biasanya diterapkan terlebih dahulu di sepanjang panjangnya, kemudian melintang dan lagi di sepanjang panjangnya. Dalam hal ini, Anda perlu memastikan bahwa catnya merata. lapisan tipis dan tanpa tetesan. Cat minyak biasanya diletakkan dalam 2-3 lapisan. Setiap lapisan berikutnya diterapkan setelah lapisan sebelumnya mengering.
Warna cat yang direkomendasikan untuk model: lokomotif dengan tender, boiler, cerobong asap, tangki uap, rangka lokomotif, tender, gerbong, tangga, pelat penyangga, platform depan lokomotif dan permukaan bagian dalam roda, dek, tangga, platform - hitam; pita roda kereta (pelek) - putih; pelek roda dan balok depan lokomotif berwarna merah; platform samping lokomotif, ruang pengemudi, sisi silinder, tender, palka, gerbong kereta - hijau; Tutupi lingkaran kopling ketel lokomotif dan lampu sorot dengan cat perunggu; atap gerbong dan ruang pengemudi berwarna abu-abu atau coklat tua; garis memanjang dekoratif kereta berwarna kuning.
Tutupi jendela mobil dengan di dalam bungkus plastik transparan dan cat bagian dalamnya dengan cat putih. meniru tirai jendela.
D.KUDINOV, Rostov-on-Don
