MONTATORUL DE LOCOMOTIVE

e d itu ra

c i l o r

ferate

In volum ul I al acestei lucrri se trateaz fu n c ionarea i descrierea organelor care com pun locom o tiva i tenderul. Pentru o mai uoar nelegere, instalaiile fie p e locom otiv, cum sunt : frna, n isiparul. ungerea etc., sunt artate schematic n pozi ia pe care o au pe locom otiv i tender. Pe lng detaliile de construcie ale principalelor serii de locom otive CFR, lucrarea prezint cele mai interesante realizri la locom otivele noi, de m are pu tere, construite n URSS. .1 -ararea se adreseaz elevilor colilor de m on tafori, fochiti ?i m ecanici de locom otive i poate fi consultat i de personalul din ateliere, traciune i exploatare, care dorete s-i com pleteze cunotinele ciespre locom otiv.

P R E F A ATransportul ferovia r ca principal ram ur de tran sport in ara noastr are un rol de o deosebit nsem n tate n con stru irea bazelor eco n om ice ale socialism ului in RPR. Realizarea preved erilor prim ului n clru plan cincinal nu ar fi posibil fr aportul h otritor al cilor fera te, care trebu ie s tra n sp orte la tim p i in bune con d iii m a teriile prim e, produsele sem ifa brica te i fa b rica te i bunurile de consum con form rep ar tiiei pla n ifica te. L ocom otiva este inima transportului p e calea f e r a t ; ea este, ca s-o definim scu rt, o central term ic de fo r p e ro a te ca re trebu ie s fie d eser vit, n trein u t i reparat de personal cu o nalt calificare profesional. Cei mai. buni ;m ecanici sov ietici stahanovitii, papavinitii, luninitii au d oved it ce su ccese m ari se p o t obin e n dom eniul utilizrii locom otivelor, dac se studiaz in m od am nunit locom otiva , dac este nsuit p e r fe c t tehnica conducerii, a n trein erii i a rep araiei sale. Ridicarea calificrii personalului, pregtirea de noi cadre p en tru d eser virea locom otivelor nu se p o a te fa c e pe cale em piric. V echiu l sistem de a nva o m eserie prin sim plu exerciiu p ra ctica t un tim p mai m u lt sau mai puin ndelungat, fr o in iiere tiin ific i fr o dirijare sistem atic a lucrului, nu m ai p oa te fi a cc ep ta t astnzi n pregtirea versonalului care con d u ce, n trein e i repar locom otivele. A ceast m etod vech e, bazat p e rutin i em pirism irebu ie s dispar cu desvirire i s- fie nlocuit prin m etod e noi, tiin ifice, dup exem p lu l naintatei teh n ici ferovia re sov ietice. Locom otiva fiind o cen tral term ic de for pe roate, pun e problem e m u n citorilor i tehnicienilor, care difer de a cele ale con tralelor term ice fix e , d eoa rece locom otiva n goana ei p e in, rem orcnd trenuri grele, este solicitat cu totu l diferit, cere o m are siguran n fu n cion a re i d e fe c te le ei, n cea m ai m are parte, nu p ot fi rem ed ia te fr oprirea trenului, lucru care trebu ie evita t cu desvrire. Se tie c din ca racteristicile de baz ale transportului ferovia r fa c parte sigurana i regu laritatea circu laiei. A cestea nu p o t fi rea liza te d ect cu lo co m o tive care fu n cion ea z bine. ca re-sin t bine n trein u te i bine reparate. Tehnica reparaiilor locom otivelor este una din disciplinele care stau la baza specializrii teh n icien ilor din a telierele de locom otive i aceasta nu p oa te f i nsuit fr cu n oa terea co m p let a fun cion rii organelor

3

rrea lor. Aceste conaiu ireouie sa n e cunoscute in special de montatorul de locomotive. Montatorul este acela care face din locomotiv o grmad de piese prin demontare, i care dintr-o grmad de piese, precis i judi cios montate, realizeaz locomotiva zvelt i puternic, capabil s re morce garnituri grele de vagoane de marj sau de cltori, cu mare vitez. De aci rezult importana meseriei de montator de locomotive. O locomotiv nu se poate considera bine reparat atunci cin remorc un convoi de vagoane, ci atunci cin ea trgind trenul cu vitez ct mai mare, consum o cantitate mai mic de crbuni, are pierderi mai mici de abur i cind mecanismele i aparatele ei anex nu au nici un fel de incidente de funcionare sau de defectri. Mecanicii fruntai n producie nu pot realiza cei mai buni indici tehnico-economici, ori cte msuri ar lua i ori cit de bine ar fi pregtii, dac locomotiva nu a ieit bine reparat din atelier. De aci rezult rolul important ce revine montatorului de locomotive in atelierele de reparaii. Insuindu-i tehnica cea mai avansat in repararea locomotivelor, montatorul de locomotive va realiza reparaii de calitate, va contribui la sigurana i regularitatea circulaiei trenurilor i astfel, implicit la dez voltarea economiei naionale, la ridicarea nivelului de trai material i cultural al ntregului popor muncitor.

4

I N T R O D U C E R E

1.

G en era lit i

Locomotiva este o main care deplaseaz pe sini un convoi de va goane. Condiiile puse de circulaie cer ca ea s aib o funcionare sigur, o manipulare cit mai simpl i s remorce un numr cit mai mare de vagoane. O locomotiv lucreaz n condiii m ult mai grele dect- o main fix. fiindc trebuie s circule ore ntregi cu viteze mari i fr oprire, cu posibiliti mai reduse de supraveghere n timpul mersului i este supus la fore diferite din cauza neregularitii cii de rulare. Dup felul cum ele snt propulsate, locomotivele se m part in urm toarele grupe m a r i: locomotive cu a b u r ; locomotive cu motoare Diesel ; locomotive electrice.

Locomotivele cu atrnr sint acionate prin maini cu abur cu piston sau prin turbine cu abur. Atunci cnd snt echipate cu turbine, transmisia forei la roile motoare nu se mai face direct prin mecanismul b iel-m anivel, ci prin transmisie electric, cu grup generator i motor electric. Locomotivele cu motoare Diesel se mai numesc i locomotive termo electrice sau Diesel-electrice, deoarece fora produs de m otorul Diesel,motor termic, acioneaz roile motoare prin intermediul unei transmisii electrice. Locomotivele mici. utilizate mai ales la manevr i pe linii de interes local, au transmisia prin ambreiaj i cutia de vitez, asemntoare aceleia dela autovehicule. Aceste locomotive mici se mai numesc i locotractoare. Locomotivele cu turbine fac parte din grupa locomotivelor termoelectrice. I.ocoviotivele electrice snt acionate comolet electric. Energia electric trece de pe firul de contact, m ontat in lungul sinii, n motoarele electrice, care acioneaz osiile motoare. Snt i locomotive electrice cu acumulatori care se utilizeaz n special la manevre, n numr restrns. Locomotivele electrice snt cu curent continuu i cu curent alternativ. Ele snt puter nice, cu funcionare sigur i economic. In cadrul dezvoltrii transportu rilor feroviare, n rile lagrului socialist, electrificarea trenurilor con stituie una din problemele principale.

Locomotiva cu abur este n momentul de fa tipul fundamental de ocomotiv la cile ferate dm Republica Popular Romn. Prin construcia ;a simpl, prin sigurana de funcionare i prin uurina reparrii, loco motiva cu abur va continua nc mult timp s reprezinte tipul fundam en:al de locom otiv n transport pe cile ferate.

r 1

7

j/

//

cup/ar p u rfo fo o re

/o/e/a

cup/crra

/roate alergai cilindru o c/e crace

'co6/'no mc-eon/ci/Zcs;

Fig. 1. Prile principale ale unei locomotive

Ideia unui vehicul care s mearg singur pe drum, folosind energia tburului, a fost realizat pentru prima oar n anul 1769 folosindu-se Ia sl un m otor cu abur. asemntor cu acela construit de mecanicul rus 3. I. Polzunov n 1765. Prima locom otiv a aprut in anul 1803, dar ca i alte locom otive ul~ erioare, nu a avut succes. Abia n anul 1825 G. Stepbenson a construit ) locom otiv cu abur care a dat bune rezultate. Prima cale ferat exploa tat permanent cu locomotiive cu abur a fost inaugurat n 1830. Miron ^erepanov i fiul su Efim au construit prima locom otiv rus in anul 834, fr a cunoate locom otiva lui Stephenson. Cu toate c locom otivele moderne nu se pot compara cu locomotivele onstruite la nceput, totui s-au pstrat i pe locom otivele moderne prin!'Palele piese care se gseau pe locom otiva de acum 125 de ani. Prile principale care compun o locom otiv cu abur snt (fig. 1) :ca za n u l:

mecanismul motor sau maina cu abur ; carul loco m o tiv e i: tenderul (ca parte anex).

iuuai tu uuLia ue iuu, utsnuar, cazanul vertical i longitudinal sau corpul cilindric, care formeaz mpreun spaiul pentru ap i abur, camera de fum i coul. ^profil cfr h 6ero Maina cu abur (m ecanis y 1520 7n s i a ii! m ul m otor) formeaz motorul propriu zis al locomotivei. Se cm pune din : cilindri, pistoa ne, capete de cruce, biele i sistemele de distribuie. Bielele motoare, prin bielele cuplare, acioneaz roile m o toare. care susin greutatea aderent a locomotivei. Carul sau vehiculul loco m otivei este format din asiul locom otivei, aparatele de suspensie, aparatele de trac iune, frna, cutiile cu gr sime, osiile i roile. asiul ^ste form at din dou grinzi longitudinale numite longeroane, grinzi transversale i chesoanele de consolidare de i p rofi/ de frece-, e la extremiti. / > /sr>Se Curente V U__ 2 3 4.0 Roile care snt acionate Fig. 2. Gabaritul normal C .F.R . de bielele motoare i cuplare prin butonii de manivel se num esc roi motoare sau roi cuplare, roile micate de bielele motoare fiind roile motoare i cele micate de biele cuplare, fiind roile cuplare ; roile din spate de sub focar, nemotoare, numindu-se roi purttoare, iar cele din fa roi alergtoare. Tot de carul sau de vehiculai locom otivei aparine i marchiza sau cabina mecanicului aezat pe platforma dinapoi, n care se afl toate aparatele i dispozitivele de comand. In limbajul din atelier n loc de asiu se ntrebuineaz i denumirea de rem ul locomotivei. Tenderul este de obicei un vehicul separat, legat de locom otiva pro priu zis, n care se depoziteaz i se transport combustibilul (crbuni, pcur), apa, materialul de ungere, sculele i unele piese de rezerv. La locom otivele tender acest vehicul special nu exist i depozitul de com bustibil i de ap este form at din cutii sau rezervoare fixate n spatele marchizei mecanicului sau n lungul cazanului. Gabaritul. Pentru a asigura trecerea oricrei locom otive pe ling con strucii, cldiri, peroane, prin tunele, poduri, pe sub viaducte etc, toate prile ei com ponente trebuie s se nscrie ntr-un anumit contur, numit gabarit. Gabaritul normal pentru ecartamentul normal al C.F.R. este cel adoptat de Uniunea Internaional de Ci Ferate, ale crei dimensiuni snt artate n fig. 2.

rat n aliniament i la 14 mm sub feele de rulare ale sinilor. Ecartam entul normal, care este i ecartamentul CFR, este de 1435 mm corespunznd la 1 500 mm, ntre axele sinilor. Ecatamentele mai mari dect cel normal se numesc ecartamente-largi, iar cele mai m ici ecartam ente nguste. Ecartamentele largi snt n U.R.S.S. 1524 mm, Brazilia, Australia 1 600 mm, Spania, Portugalia 1667 mm etc. E ca rtam en te nguste snt n Grecia, Norvegia, Japonia etc, variind intre 760 mm i 1 076 mm. R eeau a CFR, n a fa r de ecarta m en tu l n orm al, este fo rm a t i d in linii cu ecarta m en t n gu st de 600 i 760 m m . 3. Clasificarea locomotivelor Constructia pieselor mai importante ale locom otivei numrul i di mensiunea acestora, snt caracteristice pentru destinaia ei i determin tipul. Clasificarea locom otivelor se face dup mai multe criterii, dintre care se vor cita cele mai importante : a) dup modul de utilizare locom otivele se mpart in : locom otive pentru trenuri de cltori (rapide, accelerate, personale) ; locom otive pentru trenuri de m arf ; locomotive pentru manevr ; locom otive pentru anumite servicii speciale. Locomotivele pentru trenuri de cltori au o vitez mare, ns nu dezvolt o for de traciune prea mare, deci nu pot remorca garnituri grele. Pentru a putea atinge viteze mari, aceste locom otive au roile m o toare cu diametrul de 1 700 pn la 2 000 mm. Ele pot s circule cu viteze de 100...120 km/h. Locomotivele pentru trenurile de marf dezvolt o fora mare de trac iune, au viteze mai mici 60...80 knvh. diametrul roilor motoare este d e 1 200...1 600 mm i au un numr mai mare de roi cuplate (45 roi cu plate). Greutatea aderent, adic greutatea suportat de roile cuplare trebuie s fie mai mare, fiindc numai astfel este posibil obinerea unei fore de traciune mari, fr ca roile s patineze. _Locom otivele pentru manevr snt n general locom otive-tender, cu roi de diametru mic 1 000. .1 200 mm i cu un numr mic de roi cuplare (2 3 roi cuplare). In triajele mari, unde trebuie s fie deplasate convoaie mari de vagoane, manevra se face cu locom otive grele pentru trenuri de marf. Locomotivele tender se mai ntrebuineaz i la trenurile de cltori, pe liniile scurt'e suburbane sau pe linii de interes local. Locomotivele pentru anumite servicii speciale snt : pentru ci ferate urbane, industriale, de munte, forestiere, ci ferate cu cremalier, locom o tive articulate, locom otive macara etc : b) dup modul de construcie locom otivele se mpart n : locomotive cu tender separat i locom otive-tender ; locom otive cu cilindri interiori sau exteriori : locomotive cu 2, 3 i 4 cilindri ; locomotive cu .2, 3, 4 i 5 roi cuplare ;

locom otive cu abur saturat i cu abur supranclzit; locom otive cu expansiune simpl, dubl sau tripl. Majoritatea locom otivelor moderne snt cu abur supranclzit i eu expansiune simpl. JJn numr mic de locom otive au expansiune dubl i se numesc locom otive co m p ou n d ; d) dup ecartam ent locom otivele se mpart n : locom otive pentru ecartament n orm a l; locom otive pentru ecartament ngust ; locom otive pentru ecartament larg. Mai snt i alte clasificri dup cazan, focar, boghiu etc.

4.

D en u m ir ea

l o c o m o t iv e l o r

Caracteristicile principale ale unei locom otive care pot da o idee destul de cuprinztoare asupra ei, se pot defini printr-o denumire schematic, form at n general din cifre, din litere sau din cifre i litere. De exemplu, la C.F.R. cea mai folosit formul este aceia de 3 cifre, avind urmtoarele semnificaii : prima cifr arat numrul osiilor alergtoare ; a doua cifr arat numrul osiilor motoare (cuplare) ; a treia cifr arat numrul osiilor purttoare. Astfel, privind pe placa de pe cabina mecanicului seriile a dou loco motive, s presupunem c citim : 231.045 i 150.075 se va nelege c prima locom otiv are : 2 osii alergtoare. 3 osii motoare (cuplare). 1 osie purttoare. Ultimele trei cifre din serie arat c locom otiva este a 45-a construit, din seria respectiv, adic 45 ar fi numrul ei de ordine n serie. Cea de a doua locom otiv are : 1 osie alergtoare, 5 osii motoare (cuplare), 0 osii purttoare (nu are osii purttoare) i este a 75-a din serie, adic are numrul de ordine 75 n seria respectiv. Un alt sistem de denumire este acela c osiile alergtoare i purttoare se indic prin cifre, iar osiile motoare prin litere dela A...F. De exemplu, locom otivele ale cror serii au fost date mai sus, n acest sistem se pot scrie :231.045 = 2C1.045 150.075 = 1E0.075.

Mai snt i alte denumiri mai amnunite care arat dac aburul este saturat sau supranclzit, expansiune simpl sau fracionat, pentru tren rapid, personal sau m arf etc.9

o locom otiv Pacific tip C.F.R. n acest sistem are denumirea : M V. T.C.S. In Uniunea Sovietic locom otivelor puternice care s-au construit n anii Puterii Sovetice li s-au dat serii compuse din inialele marilor con ductori ai clasei muncitoare. Astfel locom otivei pentru trenurile de cl tori tip 142 i s-a dat seria IS, iniialele lui Iosif Stalin, locom otivei de marf tip 15 1 i s-a dat seria FD (Felix Djerjinski), iar locomotivei de marf tip 150, i s-a dat seria SO (Sergo Ordjonikidze).A stfel

2

c

5.

C a ra cteristicile

l o c o m o t iv e l o r

Oricare ar fi tipul i felul construciei locom otivelor, pentru a putea fi comparate din punct de vedere al rezultatelor ce se urmresc n ex ploatare, ele se caracterizeaz prin anumite mrimi, comune la toate, dintre care se vor indica numai cele mai importante. Aceste mrimi caracteristice mai importante ale locomotivelor s n t : greutatea, aderena, fora de traciune, puterea i tonajul remorcat. Greutatea locom otivei este greutatea ntregii locom otiv e; n stare de serviciu este greutatea proprie inclusiv greutatea apei a com bustibi lului i a ntregii ncrcturi necesare serviciului. Ea este cu att mai mare cu cit numrul osiilor este mai mare. O locom otiv seria 231.000, n stare de serviciu cntrete' peste 140 tone, fa de o locom otiv-tender mic, de manevr, care cntrete 20 30 tone. Din greutatea locomotivei, fr tender, cea mai mare parte trebuie s fie repartizat pe roile motoare constituind greutatea aderent. Greutatea aderent este 70 100% din greutatea locomotivei. Locom otivele care n-au roi alergtoare i purt toare au ca greutate aderent ntreaga greutate, cum snt locomotivele seria 50.000 i majoritatea locom otivelor tender, mici.Aderena este fora de frecare ce se exercit ntre in i roi, cnd acestea nu patineaz. Ea se calculeaz astfel :

Fa = 1000 X a X Ga

in c a r e :Fa este fora de aderen n kg ; a. coeficientul de aderen : Ga, greutatea

aderent in tone. de viiar se

Coeficientul de aderen sau de frecare este variabil i el depinde starea de curenie i de umezeal a roilor i a sinilor, precum i de eza locomotivei. Astfel la pornire (dem araj) el este n medie de 0,28, a^viteza de 30 km/h se micoreaz la 0,20. Coeficientul de aderen mrete prin punerea de nisip ntre in i roi.

Exemplu : Aderenta unei locomotive care are greutatea aderent Ga 30 tone i coeficientul de aderen a = 0,28 la pornire, este;

Fa = 1000 X 0,28 X 80 = 22 400 kg.Fora de traciune. Fora de traciune este fora care produce mi carea locom otivei i a convoiului de vagoane. Ea se produce numai atunci 10

cnd exist aderen intre roile locom otivei i in. Pentru ca s nu se produc patinarea roilor trebuie ca fora de traciune la bandajul rotii s nu fie ma mare ca aderena, altfel locom otiva nu naintetaz. Deci forta de traciune maxim a unei locom otive nu poate depi fora de aderent, care este maxim cnd se d nisip la roi. La limit se poate s crie :F t --= Fa ; Ft fiind fora d'e traciune.

De obicei fora de traciune este mai mic dect aderena, mai ales la trenurile de cltori, pentru ca pornirea s se fac fr 'smucituri.Puterea locom otivei. Puterea pe care o dezvolt o locom otiv depinde de fora de traciune i de viteza cu care se mic. Aa cum se tie dela m ecanic i fizic, cnd o for Ft se mic cu viteza V, puterea ce se dezvolt este :

n n care :

Ft X V

270

P este puterea dezvoltat de locomotiv, n CP.F t, fora de traciune, n kg. V, viteza n km/h.Exemplu : Puterea dezvoltat de o locomotiv care trage cu o for de traciune Ft = 12000 kg la viteza de 40 krn'h, este : 12 000 X 40 270 = 1777 CP.

Locomotivele moderne dezvolt puteri pn la 4 000 CP i chiar mai mult. Tonajul rem orcat. Tonajul trenului care poate fi remorcat de o loco m otiv depinde de fora de traciune, de greutatea locom otivei n stare de serviciu i de rezisten la rulare a locom otivei i vagoanelor. Tonajul se calculeaz a s tfe l: _F t G (W o + t ) Wi + i

In aceast form ul s-a n o ta t : Q, tonajul remorcat n to n e ; F t , fora de traciune n kg ; G . greutatea n stare de serviciu a locom otivei n tone ; H o,rezistena specific de rulare a locom otivei considerat ca vehicul, pe o linie dreapt i orizontal, in kg/t. W i.rezistena specific a vagoanelor, n aceleai condiii n k g /t; i, rezistena total a rampei i curbei de pe seciunea respectiv p care circul trenul, n kg/t. Aceast form ul se deduce pe baza urmtorului raionam ent: cnd tre nul este remorcat n ramp cu vitez constant, fora de traciune este egal cu rezistena ntregului tren, care se compune din rezistena loco

1 1

motivei i rezistena vagoanelor. Prin urmare se va obine numai rezistena vagoanelor, scznd din rezistena ntregului tren, rezistena locomotivei care este G (W o + 4 ). Aceast scdere se face la numrtorul form ulei, mprind rezistena tuturor vagoanelor cu rezistena opus de fiecare ton din tren, adic cu W i + i , se va gsi cte tone poate avea trenul, adic se va determina Q.E x e m p l u : tonajul remorcat de o . locomotiv G = 1 3 0 t o n e ; W o 2,3 ; W i 1,8 i e s te ; pentru care Ft=

18 300

k g ;.

18 300 130 (2,3 -4- 6) Q = ----------------------- -------- 1 ------ = 2 300 tone-

1,8 + 6

Mecanicii fruntai n munc folosesc metodele mecancilor stahanovisti sovietici, utiliznd cu mult pricepere fora vie a trenului, reuind s' nving rezistena rampei i a curbei, astfel c ei pot remorca tonaje i mai mari. Pentru exemplul de mai sus, dac mecanicul atac rampa cu viteza de 55 km/h i o sfrete cu 16 km/h, utiliznd fora vie a trenului, el poate remorca un tonaj cu 1 670 t. mai mare. Alte caracteristici ale locom otivei, cum snt acele ale cazanului i mainii cu abur, vor fi tratate mai departe.i

N T R E B R I 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

PENTRU

V E R IF IC A R E A

C U N O T IN E L O R

Cum se grupeaz locomotivele dup modul cum snt propulsate ? se nelege prin locomotiv termo-electric ? Ce deosebire este ntre locomotiva Eiesel-electric i locotractorul Diesel ? Care snt prile principale ale locomotiv'ei cu abur ? Ce este gabaritul ? Ce se nelege prin ecartament ? Cum se clasific locomotivele ? Cum se denumesc locomotivele ? Care este cea mai utilizat denumire ? Care snt caracteristicile locomotivelor ? Ce se nelege prin for aderent ? Dar prin for de traciune ? Ce se nelege prin tonaj remorcat ? Cum se calculeaz puterea locomotivei necesar remorcrii unui tren ?

Ce

CAPITOLUL I%

C A Z A N U L

1.

Prile

p rin cip a le

ale

caza n ulu i

Cazanul este generatorul de abur al locom otivei. El trebuie s asigure cantitatea de abur necesar funcionrii mainii cu abur a locomotivei. La locom otivele moderne cazanul de abur produce 15 00020 000 kg abur pe or ceea ce face ca i consumul de combustibil s fie foarte mare. Din aceast cauz construcia cazanelor se execut cu mare ngrijire, avind n vedere i solicitrile la care snt supuse piesele n micare cu mare vitez a loco motivei pe in.

Cazaneie sint cu presiune medie de 12 16 kg/cm 2 i cu presiune nalt 60 120 kg'cm s. Locomotivele cu presiune nalt snt puine la numr, se gsesc nc n faza experimental i nu sint nc utilizate la C.F.R. Pre siunea de lucru a cazanului se numete timbrul cazanului. Timbrul caza nului nu poate fi depit. Prile principale din care este form at cazanul s n t: focarul sau cu tia de foc, ai crei perei formeaz cazanul vertical, corpul cilindric sau cazanul longitudinal i camera de fum (fig. 3).

C azanul se construiete din tataie de oel moale, avind grosimea de 1220 mm, legate prin custuri de nituri sau prin sudur electric. Nituirea se face pe un singur rnd, pe dou sau pe patru rnduri. Nevoia de a se construi locom otive tot mai puternice a fcut ca vo lumul cazanului s creasc i fiindc gabaritul nu a permis creteri la terale importante, ele au crescut n lungime. Adesea lungimea unei l o comotive este legat de lungimea cazanului. Astzi se construiesc cazane care au o lungime de 14 m.

2. Cutia de fo c

sau foca ru l

Focarul este form at dintr-o cutie interioar sau cutie de fo c numit i focar, care este aezat constructiv ntr-o a doua cutie numit 1 mantaua focarului. Focarul ese form at din doi perei laterali, din peretele dinainte sau placa txibular i din peretele dinapoi sau placa portal, iar deasupra pla fonul sau cerul focarului (fig. 4).'Jaco tu b u i o ro

Fig. 4.

Cutia

de foc

sau

focarul locomotivei

Placa tubular fixeaz evile de fum ale cazanului longitudinal, iar ln placa portal se afl montat ua focarului. In partea de jos se afl Sptarul i cenuarul. Mantaua focarului este la fel form at dintr-un perete portal, doi pe rei laterali, un plafon i o plac de racordare. Placa de racordare leag cutia de foc de corpul cilindric al locomotivei. Spaiul cuprins ntre focar i mantaua focarului este ocupat de ap i formeaz cazanul vertical al locomotivei. Focarul i mantaua focarului snt legate n partea de jos printr-un cadru rigid de oel moale numit cadrul focarului sau cadrul mare.

Pereii focarului i ai mantalei focarului snt supui la fore de sute de mii de kg, nct ei nu ar rezista dac ar fi consolidai mpreun prin uruburi de plafon, tiranii, ancore i antretoaze. Un metru patrat din suprafaa pereilor focarului la presiunea de 16 kg/cm 2, este supus la o for de 100 000 kg, astfel c fr consolidri tabla de oel s-ar deforma i s-ar rupe.

a

fo c a r ngust;

Fig. 5. Formele focarului : b fo ca r lat; c foca r

d ebordant

La unele locom otive de construcie mai veche, pereii focarului sint construii din tabl de aram.Forma focarului. Mrimea cazanului locom otivei a fcut necesar m rirea focarului, respectiv a grtarului. Pentru a se putea mri focarul s-a cutat s i se dea diferite forme, trecndu-se dela focarul ngust dela locom otivele mici. vechi, la focarul lat i apoi la focarul debordant (fig. 5). Focarul ngust are grtarul cuprins ntre roile locomotivei, focarul lat are grtarul mai lat dect distana dintre roile locomotivei, deaceia

grtarul se gsete deasupra roilor, iar focarul debordant i mai lat, astfel c pereii focarului sint nclinai n afar. ,

are grtarul

M rindu-se forma focarului, respectiv lungimea i limea grtarului, s-a reuit s se treac dela 23 m 2 la 10 i chiar 12 m 2 de suprafa de grtar.n t r e b r i pentru v e r if ic a r e a c u n o t in e l o r

1. Care snt prile principale ale cazanului 7 2. Din ce este format cazanul vertical ? 3. Din ce material se confecioneaz pereii focarului ? 4. E'ar al mantalei focarului ? 5. La ce servete cadrul mare al focarului ? 6. Dece s-a modificat forma fornriilni ?

Consolidrile

focarului

Una din problemele im portante ce se pun atelierului de cazangerie i are ocup cea mai mare parte a .muncitorilor acestui atelier, o constituie consolidrile focarului sau ale cutiei de foc.Cadrul focarului este pie sa prin intermediul creia f 02 arul se leag cu mantaua, in partea de jos a focarului. El se confecioneaz din oel forjat sau turnat. La locom o tivele mici se folosesc i ca dre din fier U sau Z i n urele cazuri s-a fcut i nituirea direct a mantalei cu fo rarul interior.

Deoarec'e la colurile ca drului nu se poate pstra dis tana ntre nituri i deci nu se poate realiza o bun etanare a mantalei cu cadrul, se execut un rnd de nituri in plus mai jos, printr-un clci al cadrului sau se folosesic nituri prezoane, avnd un cap nurubat n cadru cum se aNituirea cadrului focarului la colturi rat n fig. 6 i 7. Cadrul focarului se frezeaz i se gurete cu ngrijire, pentru a se ealiza att etaneitatea ct i o legtur rezistent. Cadrul uii focarului constituie o alt consolidare a peretelui portal frontal al focarului. Legtura acestor perei se face fie prin cadru, fie direct, aa cum se vede in fig. 8. La partea inferioar a cadrului uii focarului se pre vede o plac de protecie care apr niturile contra lo viturilor lo^eii de alimentare cu crbuni sau a vtraiului de curit focarul. Aceast plac de protecie se numeteFig. 7. Cadrul focarului :cadrul cu fie r U b , cad ru l cu fier Z ; c nituirea, direct a m antalei d e foca ru l interior.

paravtrai. Antretoazele

sint piese sau din "l lPru, care consolideaz pereii laterali, plani, ai cutiei de foc, evitnd irduirea sau ruperea lor. Antretoazele. de cupru nu ruginesc i capetele

lor din focar rezist mai bine n contact cu flcrile. Cele din oel rugi nesc, crap i se pot rupe.

\ >b)

C )

It J n ti1!HJTig.a portale d e placa frontal.

d>

l

8. Cadrul uii focarului i legtura plcii port ale de placa frontal : cad ru l uii focaru lui; b, c, d, nituirea direct a plcii

Fig.

9. Antretoaze :

a gurit num ai la capete; 6 gurit n to t corpul

Antretoazele (fig. 9) au cele dou capete filetate i se nurubeaz n peretele focarului i n peretele mantalei. Filetul este n continuare pentru c a nurubarea s se fac dintr-o dat in ambii perei. Dup nurubare la antretoaze se face cap de nit la ambele capete, pentru a mbunti att etanarea ct i rezistena, deoarece filetul ar putea ceda.

Pentru ca mecanicul s observe imediat c are o antretoaz rupt, ele se guresc fie numai la capete, fie n tot lungul corpului, astfel c la rupere apa este aruncat afar. Cnd se rup mai multe antretoaze n ace iai regiune, peretele focarului se burduete. La locom otivele moderne se construiesc cazanele cu antretoazele nefi letate i sudate electric (fig. 10). Practica exploatrii locomotivelor cuMontatorul de locomotive. Voi. I

J7

sudate a artat c la antretoazele corect este exclus.antretoaze

sudate, curgerea

uruburile de plafon. Lega rea mantalei cutiei de fo c cu plafonul focarului se face prin antretoaze lungi, numite uru buri de plafon sau ancore. Ele se monteaz ca i antretoazele, fie prin filet, fie sudate. uruburile de plafon ca t antretoazele snt supuse la ten siuni i ncovoieri mari, mal ales ctre marginile custurii de nituri i primul rnd de ancore.

Consolidarea plcii frontale . Placa frontal se consolideaz cu placa portal prin antretoaze. Deoarece suprafa plcii portale este mai mic decit aceea a plcii frontale, o parte destul de mare din suprafaa plcii frontale rmne neconsolida t. Aceast parte este situat deasupra cerului focarului, pe toat poriunea dintre ce rul focarului i plafonul mantalei. Fr consolidri, n aceast regiune placa frontal s-ar burdui i ar crpa.

Cu cit este mai mare dis tana dintre marginea custurii i primul rnd de ancore, cu atit Fig. 11. V ederea uruburilor de plafon i a este mai mic riscul de a aprea ancorelor m obile crpturi n aceast parte a cu tiei de foc. innd seama de aceast situaie, constructorii; caut s dispun primul rnd de ancore fixe ct mai departe de marginea plcii tubulare, n lo cul lor montnd ancore mobile: (fig. 11). Ancorele mobile s-au cons truit in dife.ite forme, cu ar ticulaii, ancore curbe etc. uruburile de plafon au1 mult de suferit cnd cazanul rmne fr ap, adic atunci cnd cerul focarului nu mai este rcit de ap. In acest caz se produce curgerea urubului, burduirea plafonului i chiar explozia cazanului. Deasupra plafonului trebuie s existe n permanen ap pe o nlim e de cel puin 100 mm.Ancorarea plcii tubulare

Consolidrile se fac prin tirani (fig. 13) sau printr-o tol orizontal, nituit, le gat de pereii laterali ai mantalei, realiznd astfel i o consolidare a pereilor late rali ai mantalei (fig. 14). Mai snt i alte ancorri prin Fig. 14. Consolidarea plcii frontale prin tole grinzi transversale, sisteme mixte, cu tirani i tole etc. Aceleai dispozitive snt ntrebuinate i pentru consolidarea pereilor laterali ai mantalei, pe poriunea de deasupra cerului dela focar (fig. 14). n t r e b r i p e n t r u v e r i f ic a r e a c u n o t in e l o r

]. 2. 3. 4. 5. 6'. 7. 8.

Pentru ce se execu t consolidrile cu t'ei foca ru lu i? Ce snt antretoazele i din ce se confecioneaz ele ? Care snt avantajele antretoazelor sudate ? Cum se consolideaz plafonul sau., cerul focarului ? Pentru ce se ntrebuineaz i ancore m obile ? Care perete sceonsolideaz prin tirani ? Ce se ntm pl dac cerul focarului rm ne fr ap ? Ce este paravtraiul ? .

Ua focarului, grtarut, cenuarul i bolta Ua focarului. Ua focarului se monteaz de cadrul uii care conso lideaz placa portal. de placa frontal i le etaneaz. Dimensiunile des chiderii pentru u au nlimea de 280330 mm i limea de 37 500 mm. Pragul uii focarului trebuie s fe la o nlime de circa 300 mm pentru a da posibilitate fochistului s fac uor alimentarea cu crbun a focului Ua se construiete din dou table paralele, groase de cel puin 8 mm distana ntre ele de 50 mm i legate prin nituri care snt trecute prir manoane distaniere, (fig. 15). Placa interioar protejeaz pe cea exterioar, de aceia ea se schimb mai des. Totodat ea face ca placa exterioar s nu ia o temperatur pre ridicat care ar stingheri n munc pe mecanic i pe fochist

se ealizeaz prin evile de fum, mari i mici, iar n partea in 13. C onsolidarea plcii fron tale prin ferioar prin antretoaze, care o tirani leag de placa de racordare. Intre rndul cel rmi de jos al evilor de fum i rndul cel mai de sus al antretoa^elor rmne o por iune destul de mare din plac, ce trebuie s fie consolidat. Ancorarea se face prin agrafe (fig. 12). 18

c

Sethune c o

Fig.

15.

Ua

focarului

Fig.

16.

Grtarul

cutiei

de foc

Deasupra uii focarului se aeaz o plac mic orizontal, cu marginea puin ndoit, care servete ca poli pentru cni mici de uns, pentru a menine uleiul nclzit pe timpul iernii. Uile fcoarului se deschid n trei fe lu r i: prin deschidere inafar, prin deschidere lateral sau culisant i prin deschidere spre interiorul focarului. Uile culisante snt form ate din dou buci, care culiseas una spre dreapta i alta spre stnga. Uile cu deschidere interioar snt basculante n jurul unui ax orizontal, au deschidere parial i se nchid prin cdere. Pen tru ca bascularea s se fac uor, ua este echili brat prin contragreuti. Grtarul. Grtarul for meaz pardoseala cutiei de foc interioare, servind ca suport pentru combustibi lul care arde (fig. 16). El este form at din bare de font sau de oel, distan ate, prin care trece aerul necesar arderii. Barele de grtar trebuie s fie n aa fel dispuse, nct s se evite pierderea combustibilului printre ele, nainte ca acesta s fi ars. Distana dintre ele depinde de felul combustibilului i de granulaia lui . Pentru a permite o uoar*curire a focarului la unele locomotive, n special la cele mari, se prevd grtare basculante (mobile) fig. 17. Alte grtare au dispozitive de scuturare, pentru a alege combustibilul nears, lsnd cenua s cad n cenuar. S-au construit i grtare cu bare, avnd o construcie special, cu aripioare, prin interiorul crora circul ap. In modul acesta barele au o temperatur mai mic. snt mai durabile i pot servi i la prenclzirea apei.Cenuarul. Sub grtar, locom otivele snt prevzute cu un cenuiar, cutie n care se strnge cenua i m icile buci de sgur. In acelai timp cenuarul servete la conducerea aerului necesar arderii, prin grtar. Cenuarul este form at dintr-o cutie de tabl din fier sau din oel moale, avnd grosimea de 58 mm, avnd un cadru rigid din cornier sau alte profile de fier. Prin cadrul su, cenuarul este fixat de cadrul sau de .jercul de npreunare al focarului. La cenuare snt pregtite n partea dinainte i de dinapoi clape (ui) mobile, de tabl de fier, ntrite cu fier lat, care oscileaz n jurul unor axe orizontale, permind s fie nchise i deschise din cabina mecanicului 21

(fig. 18). Ele ajut la reglarea tirajului n special n mers. Suprafaa cla pelor este de 1/6 la cea dinainte i 1/8 la cea dinapoi, din suprafaa grta rului. Unele locom otive au cenuare prevzute cu clape laterale sau cu ui laterale, iar altele pe fund. La locom otivele la cafe ua focarului este prea mic i nu poate intra an om prin ea n cutia de foc, se prevede Ia fundul cenuarului o deschi dere prevzut cu capac i zvor, permind intrarea unui om (fig. 19). Cenuarul mpiedec s cad crbunii aprini i sgura pe traversele cii ferate, n lungul cii, aprinznd traversele sau producnd incendii i per mite descrcarea cenuii n anumite locuri special amenajate cu canal.

Fig.

19.

Cenuar cu clape i

pe fund

Fig.

20. Bolt sprijinit tuburi de ap

pe

Bolta focarului. Pentru a apra placa tubular de aerul rece care intr prin ua focarului i prin grtar, la locom otivele care ard crbuni i pen tru a feri bordurile evilor contra lovirii directe de ctre flacr, la loco motivele care ard combustibil lichid, se construiesc boli n cutia de foc.

Bolile absorb cldura ridicndu-se temperatura pn la 1 OOOoc, pe care o cedeaz cnd se arunc crbuni proaspei pe grtar, meninnd astfel o temperatur favorabil arderii i evitnd rcirea plcii tubulare. Bolile se construiesc din crmid j^fractar i snt sprijinite pe supori din fier lat, fixai n locaurile antretoazelor. Pentru a le da o mai mare rezisten la trepidaii, bolile au o form curbat, mai ridicat n partea din m ijloc. In unele cazuri bolile, se sprijin pe evi cu ap (fig. 20), care trec prin focar. Tuburile cu ap servesc n acelai timp i la mbuntirea cir culaiei apei in cazan. Focarele prevzute cu boli se rcesc mai greu i fac ca splrile loco motivelor s se execute numai cu ap cald sau trebuie ateptat un timp mai lung pentru rcire.N T R E B R I P E N T R U V E R IF IC A R E A 1. 2. 34. o. 6. 7. C U N O T IN E L O R

Cum este construit usa focarului ? In cite feluri se deschid uile focarelor ? Pentru ce se prevd contragreuti la uile basculante ? La ce servete grtarul cutiei de foc ? Din ce snt confecionate barele grtarului ? Dece se construiesc grtare mobile, basculante ? Cum este construit cenuarul ?

'

.

22

8 . Pentruce snt prevzute clapele la cenuar ? 3 . Unde trebuie s se fac descrcarea cenuarelor ? 10. Ha ce servete bolta focarului ? 1 1 . Ce form are bolta pentru a fi mai rezistent?

3.

Corpul

cilindric

sau

cazanul

longitudinal

Corpul cilindric sau cazanul longitudinal se compune din dou pn la patru buci cilindrice numite virole, legate prin nituire. Virolele snt fa bricate din tabl de 12 20 mm grosime, fiecare virol fiind alctuit d in tr-o tabl sau din dou, cusute longitudinal, prin nituire. Virolele pot avea acelai diametru i n acest caz ele se leag prin acoperirea cu benzi acoperitoare numitte eclise (fig. 21) sau pot fi cu cu diametre diferite, nct in tr una ntr-alta, n care caz nituirea se face prin acoperire direct (fig. 22).

Fig. 21. Nituirea cu acoperire indirect prin benzi sau eclise circulare

Custura longitudinal a unei virole se face n special prin eclise, cu acoperire simpl sau dubl. La acoperirea dubl se prevede o eclis interioar i alta exterioar. Eclisa exterioar este mai ngust dect eclisa interioar pentru a putea temui mai bine marginile, evitnd pierderile de abur. Custurile viralelor se aeaz n partea superioar a . corpului cilindric, pentru a nu fi acoperite de nmolul care se separ din apa din cazan. Ele nu snt ns pe aceeai linie, pentru a putea perm ite executarea custuri lor prin nituri (fig. 23).Placa tubular din camera de fum . Peretele cu care se termin corpul cilindric, spre partea din fa a locomotivei, este tot o plac tubular nu m it placa tubular din camera de fum. Aceast plac face desprirea ca zanului longitudinal de camera de fum. Ea este strbtut, ca i placa tubular din cutia de foc, de evile de fum mari i mici. Placa tubular din camera de fum se confecioneaz din tabl de oel de 2530 mm grosime. Ea se consolideaz de placa tubular din cutia de fo c prin evile de fum , precum i prin eclise i corniere, cate fac an corarea. 23

Exist trei metode de distribuire a evilor fierbtoare: in rinduri ori zontale, in rinduri verticale i in rnduri verticale i orizontale aa cum se arat in fig. 27. Montarea evilor fierbtoare i a evilor de fum se face prin mandrinare i borduire (bercluire). Operaiile de mandrinare i borduire snt des crise n partea Il-a a cursului, mpreun cu aparatele respective. Gurile pentru evile fierbtoare din placa tubular a cutiei de foc au dimensiuni mai mici dect cele din placa tubular a camerei de fum. In plcile tubulare din cutiile de foc se dau guri cu 6 mm mai mici dect diametral exterior al evilor, iar capetele evilor se strng la acest diametru redus. Se procedeaz n acest mod pentru a creea o rezerv de alezare a gurilor, cu ocazia schimbrii evilor.

Gurile din placa tubular a camerei de fum se fac ns cu 34 mm mai mari, pentru a permite scoaterea din cazan a evilor ngroate de piatr, cu ocazia nlocuirii lor. Pentru o mai bun fixare n placa tubular din cutia de foc, se face la evi un umr pe partea dinspre ap i se prevede o bucea de) aram de 2 mm grosime, in orificiul plcii (fig. 28). Domul de abur. Domul de abur este un rezervor cilindric, montat n general pe prima virol n care se colecteaz aburul mai uscat i n care se afl capul regulator, adic aparatul care nchide i deschide trecerea aburului spre maina cu abur a locomotivei. El se confecioneaz din oel, avnd form a din fig. 29 i se fixeaz de corpul cilindric prin nituire. Este mprit in dou jumti, legate prin26

-flane strnse cu buloane, pentru a permite o mai uuam 1CVUiiv c* regulator. Pentru a se realiza o mai bun separare a aburului de ap, n dom se gsete i separatorul de ap. Separatorul de ap este format din mici ta ble dispuse n form de jaluzele, care oblig aburul s-i schimbe des di recia, cnd urc spre capul regulator, fcndu-1 astfel s-i piard din picturile de ap pe care Ie antrenase. Snt diferite soluii pentru construc ia separatoarelor de p.N T R E B R I P E N T R U V E R IF IC A R E A C U N O T IN E L O R 1. Ce este o virol ? 2. Din cte virole se compune corpul cilindric ? 3. De cte feluri este nituirea la virole evile fierbtoare i ce snt i corpul cilindric ? 4. Ce snt evile de fum ?

5. Cum se monteaz ele ? 6. Cum se consolideaz placa tubular din camera de fum ? 7. Care este dispoziia de montare a evilor n placa tubular ? 8. Care snt diametrele i lungimile obinuite ale evilor ? 9. Dece gurile pentru evi din placa^ tubular a camerei de fum mari dect gurile din placa tubular din cutia de foc ? 10. La ce servete domul ? 11. Unde se afl montat capul regulator i care este rolul Iul ? 12. Ce snt separatorii de ap ? snt x.ii,

4. C a m era

de fum

Camera de fum formeaz partea din fa a cazanului i este spaiu cuprins intre placa tubular din fa a cazanului i ua dinspre botul lo com otivei. Ea servete pentru conducerea fumului i a gazelor arse ieit* din evile de fum i din evile fierbtoare spre co i de aci n atmosfer Tot aci se strng i bucile m ici de crbuni nearse (frezilul) sau aprinse antrenate de tirajul puternic al locomotivei, mai ales la pornire (la de m araj) i nu snt lsate s ias afar. In camera de fum se a fl : capul sau colectorul supranclzitorulu capul de emisie, suflerul, parascnteiul, stropitorul i In partea superioar coul (fig. 30). Camera de fum are form cilindric, cu diametrul ceva mai mare deci al virolei de care se leag. Lungimea este de 0,6 0,8 rn la locomotivei mici i vechi, ajungnd la 34 m la locom otivele moderne. Tabla din care se confecioneaz camera de fum este mai subire dec a viralelor de la cazanul longitudinal, fiindc n interiorul ei nu mai exisl abur sub presiune. Legtura camerei de fum cu prima virol a cazanuli se face prin nituire. Stropitorul este o eav prevzut cu guri mici prin care, din cabir mecanicului, deschiznd un robinet se stropests cu ap crbunii (frezilu din camera de fum ca s mpiedice arderea lor. Dac nu se face uz de str

Fig.

30.

Camera

d e

fum

pitori arderea crbunilor adui aci de tiraj ar nroi virola camerei de fum i ar deteriora capetele evilor din placa tubular precum i usa camerei de fum.Ua camerei de fu m este fixat de cadrul ei ,pies rezistent, circular, legat de virola respectiv. Ea este confecionat din tabl, din dou plci; o plac interioar care poate fi schimbat i o plac ambutisat avnd o form sferic sau conic, cu profil aerodinamic, pentru ca rezistena ae rului s fie ct mai mic. atunci cnd locom otiva circul cu vitez mare (fig. 31). nchiderea uii se face cu dispozitive i cu zvoare pentru a fi ct mai etan. Neetanarea uii camerei de fum mpiedic tirajul n focar, m icornd randamentul cazanului. Deschiderea uii trebuie s fie suficient de mare pentru ca s se poat manipula cu uurin evile de fum la scoaterea i la introducerea lor n cazanul longitudinal. Capul de emisie. Aburul dup ce a lucrat n cilindrii mainii cu abur a locom otivei, este emis n atmosfer. Emisia aburului este ns folosit pentru a mbunti tirajul cazanului. Fr m ijloace artificiale de mrire a tirajului, coul ar trebui s fie prea nalt, lucru care nu este permis la gabaritul de trecere.

Fig.

32.

Cap de emisie fix ,

cu sufler

Aburul de emisie iese in camera de fum printr-o pies numit cap de emisiune montat sub co i centrat precis cu el, astfel ca axele lor s fie n prelungire. In modul acesta aburul ieind cu vitez din capul de emisie, iese direct pe co, antrennd gazele arse din camera de fum i mrind ast fel tirajul (fig. 32). S-au realizat diferite form e de capete de emisie cu ieire reglabil, mai nalt sau mai joas, la toate urmrindu-se un tiraj ct mai bun.

Fg. 33. Suflerul cu eava $,e aducere a aburului viu

Fig.

34. Farascntei ou corpuri tronconice

dou

A

Fig.

35. Coul locomotivei : a co scurt; b co lung

Suflerul. Cind locom otiva st pe loc, nu mai are abur de emisie i dec tirajul nu ar mai putea fi meninut dac nu s-ar face uz de un alt aparat numit sufler. Suflerul este montat deasupra capului de emisie, are forma circular i este prevzut cu mai multe orificii prin care iese abur viu formnd un con care se ridic spre co. Aburul mrete viteza gazelor care ies prin co, mrind astfel tirajul (fig. 33). Suflerul este com andat de fochist din cabina mecanicului, prin des chiderea unui robinet. El este folosit nu numai cind locomotiva st pe loc, ci i atunci cind circul cu regulatorul nchis, pentru a menine focu: i a ridica fumul deasupra coului spre a permite mecanicului s observe semnalele, mai ales la intrarea in staii. Parascnteiul. Crbunii mruni, antrenai de tiraj din cutia de foc sint oprii de a iei pe co de ctre un dispozitiv numit parascntei Aceasta are loc mai ales cind locom otiva este solicitat mai puternic urcnd o ramp, cu un tren mai greu. cnd tirajul fiind puternic, crbunii ieii pe co ar putea s incendieze lanuri i pduri. Parascnteiul are form a tronconic i este confecionat din stit m eta lic montat pe un schelet de fier lat, prin care se leag de co. S-au realizat diferite form e de parascntei, care s realizeze o ct mai bun oprire a crbunilor n camera de fum fr a mpiedica tirajul (fig. 34). Coul de fum . Coul are rolul de a ajuta tirajul cazanelor, dirijnd ga zele arse la ieirea n atmosfer. El este montat deasupra virolei' camere: de fum, avnd axa centrat cu axa capului de emisie. Coul se confecioneaz din font cu pereii groi de 8 12 mm sai din tabl groas de 4 8 mm. Courile snt scurte i lungi (fig. 35) cele scurte fiind montate n special la locom otivele moderne care au un volun mare, diametrul viralelor mare fapt cate, din cauza gabaritului face ce lungimea coului s fie mic. Dac notm cu h nlimea de la capul de emisie pn la -gura supe rioar a coului i cu d diametrul capului de emisie, trebuie s fie satisf cut relaia :

Ad

= 1 4 -1 5 .

De aceast relaie este legat lungimea coului. Forma coului esti conic, cu o racordare n partea inferioar care i mrete seciunea Aceast form permite o uoar scurgere a gazelor arse i o mrire vitezei lor, mbuntindu-se astfel tirajul. Coul este prevzut cu un capac ce se poate nchide cind locomotiv este rece i neremizat, pentru a mpiedica cderea nuntru, a apei d ploaie i a altor murdrii.N T R E B R I P E N TR U V E R IF IC A R E A C U N O T IN E L O R 1. Care este camera de fum la un cazan ? 2. Care snt aparatele care se gsesc n camera de fu m ? 3. Ce form are i din ce este confecionat virola camerei de fum ?

4. La ce servete stropitorul ? 5. Cum este construit el ? 6. De ce trebue s fie etan ua camerei de fum ? 7. De ce ua camerei de fum are form conic. 8. La ce servete capul de emisie ? 9. Cum se monteaz 10. Ce este suflerul ? el fat de co ?

11. Cum este construit isufIerul i unde este montat 7 12. Cum se comand suflerul i de ctre cine ? 13. La ce servete parascnteiul ? 14. Cum este construit el ? 15. Ce pot provoca locomotivele fr parascntei ? 16. Ce form are coul ? 17. De ce coul are aceast form ? 18. Lin ce se confecioneaz coul ?

5. S u p ra fa a de n clzire a ca za n u lu i

Cldura care se obine prin arderea combustibilului n focar se trans mite apei prin pereii cutiei de foc i prin pereii evilor fierbtoare i a evilor de fum. Pentru ca gazele arse s cedeze apei din cazan o parte ct mai mare din cldura lor, ele trebuie s parcurg un drum cit mai lung pentru ca astfel s vin in contact cu o suprafa ct mai mare scldat de apa. Venind n contact cu aceast suprafa, gazele cedeaz cldura lor apei care se transform n abur. Aceast suprafa prin care se transmite cldura, apei se numete : suprafaa de nclzire a cazanului. Suprafaa de nclzire se compune din : suprafaa de nclzire direct care este form aM din suprafaa interioar a pereilor cutiei de foc i din suprafaa de nclzire indirect format din suprafaa interioar a evilor fierbtoare i a evilor de fum. Suprafaa de nclzire direct este btut direct de flcri i o mare parte din cldur o primete prin radiaie, pe cnd suprafaa de nclzire indirect nu este nclzit dect de gazele arse. Suprafaa de nclzire direct formeaz 20 30% din suprafaa de n clzire total a cazanului, iar cea indirect 7080%. Suprafaa de ncl zire direct dei mai mic totui transmite apei o important parte din cldur. Experiena a artat c prin fiecare metru patrat din pereii cutiei de foc se transmit apei circa 20 000 calorii pe or, pe cnd prin suprafaa evilor fierbtoare i de fum, n prima parte de lng placa tubular din cutia de fo c se transmit pe metru patrat numai 1 060 calorii pe or, iar in ultima parte a evilor numai 250 calorii pe or. Cantitatea de cldur mare transmis prin pereii cutiei de foc este datorit fenomenului de radiaie, de aceia se caut s se mreasc ct mai mult suprafaa de ncl zire a cutiei de foc. Cantitatea de cldur este cu att mai mare cu cit cantitatea de crbuni ari pe grtar este mai mare, adic cu ct suprafaa grtarului este mai mare.

Dac se noteaz cu H suprafaa total de nclzire a cazanului si cu R suprafaa grtarului se obin urmtoarele rapoarte rezultate din con strucia locom otivelor : = R = R

50 la locom otivele moderne ;

80 100 la locom otivele vechi.

Se observ c la locom otivele moderne prin mrirea suprafeei grta rului s-a mrit suprafaa de nclzire direct, deci s-a cutat s se obin c t mai mult nclzire prin radiaie. Cnd pe grtar se ard 300400 kg de crbuni pe metru patrat i or, producia de abur pe metru ptrat de suprafa de nclzire este de 3040 kg. Dac arderea este mai vie 600 800 kg crbuni pe metru patrat i or din suprafaa grtarului producia de abur crete la 5080 kg abur pe metru ptrat i or pe suprafa de nclzire. Cantitatea de abur pe care o produce cazanul n medie pe or, pe fiecare metru ptrat din suprafaa de nclzire se numete solicitarea ca zanului sau vaporizarea specific. Aceast solicitare a cazanului difer de la cazan la cazan, dup felul construciei i dup solicitarea grtarului. Solicitarea grtarului este cantitatea de crbuni ars pe m2 de grtar i or. Pentru a ne da mai bine seama de mrimea suprafeelor de nclzire, direct, indirect i total i de suprafaa cazanului, se d ca exemplu o locom otiv din parcul C.F.R. seria 142.000. La aceast locom otiv r vem : .suprafaa suprafaa suprafaa suprafaa ............................................................. * 18,70 ; de nclzire direct de nclzire i n d i r e c t ................................................................................ 243,30 m2 ; de nclzire total. . . . . . . . . . 262,00 m ; grtarului, ............................................................................................4 >72 m - ;

Fcnd calculul cu formula care s-a dat mai sus se obine : -, = ------------= b o , 4 .R

H

262,00 4,72

v

Acest raport corespunde tipului de locom otiv modern. Puternicile locom otive sovietice, construcii recente au aceste valori i mai bune. Locomotivele < 1 (FD ) i MC (IS) ajung la o producie de J> 80 kg pe m 2 i or.n t r e b r i pentru v e r if ic a r e a

CU N O STIN TE LO F.

1. 2. 3. 4. 5.

Care este suprafaa de nclzire a cazanului de locomotiv ? Care este suprafaa de nclzire direct ? Dar cea indirect ? De ce la locomotivele moderne s -a mrit cutia de foc " Ce se nelege prin solicitarea cazanului ? la locomotivele sovietice seria

6. Dar solicitarea grtarului ? 7. Care este solicitarea cazanului

s we aiMontatorul de locomotive.

6

P o z iia

co rp u lu i

c ilin d r ic

fa

de

ca z a n u l

vertical,

D ila ta rea

ca z a n u lu i

i m b r c m in t e a

ca za n u lu i

Corpul cilindric fa de cazanul vertical se monteaz n aa fel incit plafonul mantalei focarului s se gseasc la aceiai nlime cu partea superioar a virolelor. Cu alte cuvinte, plafonul mantalei este n conti nuare cu cazanul longitudinal diferena de nlime fiind numai aceia a grosimii tablei mantalei i a grosimii tablei virolelor (fig. 36).

Axul longitudinal al corpului cilindric, care determin nlimea caza nului fa de ine trebuie s fie cit mai sus posibil, innd seama i de condiiile puse de gabarit, pentruc cu cit nlimea axului cazanului este mai mare, cu atita numrul oscilaiilor locom otivei este mai mic. Aceast nlime nu poate fi ns prea mare fiindc la trecerea locom otivei cu viteze mari prin curbe accentuate s-ar mri pericolul de rsturnare. Poziia corpului cilindric fa de cazanul vertical mai este legat t de crearea spaiilor de ap i de abur necesare unei funcionri ct mai bune a cazanului. In cazanul vertical trebuie s existe o nlime suficient de mare de ap deasupra cerului focarului, pentru a se evita pericolul ar derii lui prin rminerea fr ap i a face alimentrile cazanului n limite mai mari ale variaiei nlimii apei. Totodat, in cazanul longitudinal spa iul de abur trebuie s fie ct mai mare ca nlime i volum, pentru ca aburul s ajung n dom i la capul de regulator ct mai uscat, adic pe ct posibil mai separat de ap. nlim ea minim de ap care trebuie asigurat deasupra cerului fo carului este de 100 mm. nlimea spaiului de alimentare cu ap trebuie s fie 120 180 mm iar grosimea stratului de ap deasupra cerului focarului, n funcionarea normal trebuie s varieze n tre: 100+120 = 220 m m ; 100+180 = 280 m m .* 3/.

nlim ea spaiului rezervat aburului in cazanul longitudinal trebuie se

fie de pn la din diametrul corpului cilindric la locomotivele fr5 6

dom i de pin la din diametrul corpului cilindric, la locomotivele6 7

cu dom. De exemplu la locom otiva cu dom care are corpul cilindric 1 500 mm diametru, nlimea spaiului de abur va fi cuprins ntre1500 6 1500 7 adica 2o0...21o mm.

nlim ea de la cerul focarului pn la plafonul mantalei cazanului vertical, va trebui s fie d e c i :I= X + S+ R,

n care :X este nlimea minim de ap deasupra cerului foca ru lu i:

S este nlimea spaiului de alimentare cu ap ; R este nlimea spaiului de abur. De exemplu pentru o locom otiv cu diametrul corpului cilindric d< 1 500 mm, aceast nlime e s te :J = 100 + J50 - f 250 = 500 mm.

Dilatarea cazanului. In partea din fa, n dreptul camerei de fum cazanul este rigid legat de asiul (frem ul) locomotivei. Prin nclzire caza nul se dilat mult, innd seama de lungimea lui mare de 614 m, de aceea este prevzut cu supori de dilatare, legai cu cutia de foc La locom otivele de tipuri vechi, cazanul se sprijin pe asiu prin colare speciale de sprijin, fixate prin prizoane de pereii mantalei. Cnd are loc dilatarea, colarele alunec pe asiu i pentru ca alunecarea s se fac mai uor se prevd pe suprafeele de sprijin ale colarelor, gar nituri sau adause din tabl de cupru. La locom otivele moderne al cror focar nu este aezat ntre lonjeroanele asiului, ci se sprijin pe asiu, se prevd patine de alunecare cu adause de cupru. Locomotivele sovi'etice de construcie recent seria (FD) i MC (IS) au suporii de dilataie de o construcie special, cu plci de oel flexibile avnd grosimea de 13 mm. Este de mare importan pentru funcionarea n bune condiii a pati nelor suporilor de dilatare ca acestea s fie unse regulat fiindc nepe nirea patinelor provoac tensiuni mari suplimentare n asiul locomotivei, o deformare periculoas a cazanului, deranjarea custurilor nituite. In afar de sprijinirea cazanului pe supori de dilatare i pe chesonul de sprijin al camerei de fum, corpul cilindric se sprijin pe unul, doi sau mai muli supori, form ai din consolidrile transversale ale asiului, prelungite n sus. Aceti supori suplimentari snt confecionai din tabl

jjg

20 30 mm grosime, care prin nlimea mare pe care o au snt flexibili si permit micrile datorite dilataiei cazanuluit:vr a provoca tensiuni su plimentare. mbrcmintea cazanului. Pentru a feri cazanul de rcire din cauza curenilor de aer, mai ales cnd se afl n plin vitez, i pentru a reduce pierderile de cldur, cazanul vertical i cazanul longitudinal se izoleaz termic prin acoperirea cu un material izolant peste care se monteaz m brcmintea cazanului. Stratul izolant poate fi format fie din vat de sticl, azbest, vulcanit etc, fie chiar din aer. Cnd ntre virole i mbrc minte nu exist nimic, adic atunci cnd stratul izolant este aerul, pier derile de cldur se reduc la circa 5 0 % , iar cnd se face uz de materiale speciale izolante, pierderile se reduc la 65 7 5 % din pierderile de cl dur ale cazanului. m brcm intea cazanului se confecioneaz din tabl i este astfel montat nct s se poat demonta uor, fr s fie nevoie s se dem on teze cabina mecanicului, robineii sau alte aparate. Camera de fum nu se mbrac, deoarece pierderile din camera de fum tiu intereseaz, gazele arse i aburul de emisie trebuind s ias pe co in atmosfer. mbrcmintea se fixeaz de-a lungul custurilor longitudinale prin uruburi, iar la cele transversale prin benzi sau cercuri de fier strnse prin buloane.N T R E B R I P E N T R U V E R IF IC A R E A C U N O TIN ELO R

1. Care este poziia corpului cilindric fa de cazanul vertical ? 2. Ce desavantaje prezint nlimea prea mare isau prea mic a corpului cilindric fa de in ? 3. Care este nlimea minim a apei deasupra cerului focarului '> 4. Care este nlimea spaiului de alimentare ? 5. Care este nlim ea spaiului de abur ? 6. Cum se asigur micarea longitudinal datorit dilatrii cazanului ? 7. Ce se poate ntm pla unui cazan care are suporii de dilatare neuni i cu rezistene mari ? 8. L a ce servete mbrcmintea cazanului ? 9. Din ce se confecioneaz " >

7.

S u p ra n c lz ito ru l

Cazanul de locom otiv produce abur saturat, adic abur umed, n ^are^ plutesc m ici picturi de ap. Pentru a face aburul ct mai uscat, adic pentru a-I face s capete ct mai mult calitile unui gaz, este supus unei nclziri separate, care i ridic mult temperatura, adic se face supranclzirea lui. Aparatele care servesc la transformarea aburului saturat din cazan in abur supranclzit se numesc supranclzitoare de abur. ^ Pentru a ne da seama mai bine de rolul i de funcionarea suprancalzitoarelor este necesar s se enumere proprietile aburului supran clzit. 1. Aburui saturat poate fi supranclzit numai dup ce a fost separat de ap

2. Temperatura aburului nclzit nm d o indicaie cu privire la pre siunea lui ; la aceiai presiune aburul poate s fie supranclzit pn la ori ce temperatur, cu m odificarea corespunztoare a volumului. 3. La rcire, aburul supranclzit nu se condenseaz nainte de a se transforma n abur saturat. 4. La temperaturi mari aburul supranclzit se prezint ca i un gaz de ap i urmeaz legile fizice valabile pentru gaze. 5. Raportul dintre presiunea aburului supranclzit i volumul acestuia este determinat de legea lui Boyle-M ariotte ; 6. La presiuni egale, volumul ocupat de un kg de abur supranclzit este mai mare dect acela al aceleai cantiti de abur saturat. 7. Greutatea specific a aburului supranclzit estte mai mic dect a aceluia saturat, la aceiai presiune ; din aceast cauz, aburul supranclzit este mai uor, mai fluid i mai mobil, permind micri mai rapide n maina cu abur a locomotivei. 8. Cu toate c temperatura lui este mai ridicat, ea fiind cuprinsa ntre 300400oc, aburul supranclzit conine mai puin cldur dect aburul saturat, la aceiai presiune i volum. 9. Prin supranclzire, la aceiai presiune, volumul aburului crete cu ___________ _ circa 2050%. ^ T n T lm p u i funcionrii locom otivei, aburul urmeaz urmtorul drum : iese din cazan prin capul regulator, trece prin eava de comunicaie D, ajunge n spaiul B al supranclzitorului, trece prin elementele de supra nclzire E, se napoiaz n spaiul C al supranclzitorului, de unde por nete spre cilindrii mainii cu abur prin evile de admisie (fig. 37). Spaiile B i C formeaz colectorul de abur al spranclzitorului, care este m pr it n dou camere ; camera B a aburului saturat i camera C a aburului supran clzit.Tipurile de supranclzitoare. Pentru a se realiza supranclzirea aburului la loco Fig. 37. Circulaia aburului motive s-au construit diferite tipuri de sula supranclzire pranclzitoare, care pot fi grupate n pa tru grupe. ' 1. Supranclzitoare care se monteaz n camera de fum a locomotivei. 2. Supranclzitoare montate in corpul cilindric al cazanului, n inte riorul evilor fierbtoare. 3. Supranclzitoare care se introduc n evile mari de fum. 4. Supranclzitoare care se aeaz n afara cazanului longitudinal n tuburi speciale care leag focarul cu camera de fum. Cele mai utilizate supranclzitoare la locom otivele C.F.R. snt c ele din grupa treia. Acestea se compun din fascicole de evi cu diametrul mic, care se introduc pe o mare lungime n evile mari de fum, fiecare fascicol fiind legat cu unul din capete la camera de abur saturat a colectorului de abur i cu cellalt la camera de abur supranclzit. Dintre toate tipurile din aceast grup cea mai mare extindere o au supranclzitoarele Schmidt.37

d e r n e p d e Supro/hco/z/re

/ c ^ec^o r o ^

Fig.

38.

Supranclzitor

SchmLH

Fig. 39. Detaliul unui cot de element de supranclzire

Sedf/uoe Cozs>

a -

O

0OFig. 40. Supranclzitorul

Elesco

38

Supranclzite arele Schimdt. In fig. 38 se poate urmri modul de func ionare i construcia supranclzitorului S c h m id t: aburul trece din eava de com unicaie D, n camera colectorului B, de unde pornete n elemen tele de supranclzire E, unde se supranclzete, din acestea se napoiaz la coltector n camera C, de unde iese i prin eava de admisie F, merge ctre maina de abur a locomotivei. In fiecare element de supranclzire, aburul face dou duceri i dou ntoarceri nainte de a iei, fiindc eava de dimetru mic din care este confecionat elementul intr n eava mare de fum pn ctre placa tubular din cutia de foc, se napoiaz pin n cam era de fum unde face un cot curb, intr din nou n eava de fum i apoi se ntoarce, iese din eava de fum i se leag la colector la camera C, de abur supranclzit. Elementele de supranclzire ptrund n evile de fum pe lungimea mare de 3...6 m, dup lungimea cazanului, n aa fel incit pn la placa tubular din cutia de foc s mai rmn 500 600 mm. Se las aceast distan pentru a reduce ct mai mult arderea coturilor ele m entelor de supranclzire, care dac ar fi mai mult mpinse spre focar ar fi n btaia direct a flcrilor. Tot din cauza arderii evilor din care se confecioneaz, elementele de supranclzire nu snt simplu ndoite_ n acest punct ci se taie i se leag prin coturi speciale groase avnd partea din spre foc mult ngroat. Snt diferite procedee de a confeciona aceste coturi i anume prin turnare, presare, sudur etc. In fig. 39 se arat de taliul legturii cotului cu eava elementului de supranclzire precum i fazele de fabricaie ale coturilor. Fabricarea coturilor a constituit o pro blem serioas deoarece consumul lor este destul de nsemnat. Prin lungimea mare i prin numrul mare al elementelor de supra nclzire s-au realizat suprafee mari la supranclzitoare, fr s se re duc din suprafaa de nclzire a cazanului. Astfel supranclzitorul loco m otivelor seria 142 000 are suprafaa de 98,50 m 2. In general, evile au diametre mici 27'34 mm. Colectorul supranclzitorului se confecioneaz prin turnare din font sau din oel i n unele cazuri din plci de oel sudate. El se sprijin pe console form ate din corniere nituite pe virola camerei de fum i este fixat prin buloane. Alte tipuri de supranclzitoare din aceast grup snt : supranclzitorul Ciuisov i supiamclzitorul Elesco, Inventatorul sovietic Ciuisov a m odif> cat i mbuntit supranclzitorul Schimdt, ntrebuinnd evi de dia metru mic 18/24 mm i n fiecare eav de fum nu aeaz elemente din patru evi, ci trei perechi de elemente cu cte un singur circuit ntr-o eav de fum. Se obine astfel o mai bun cedare a cldurii gazelor arse ctre aburul care se supranclzete i pierderea de presiune este mai mic. Supranclzitorul Elesco are elementul format dintr-un singur circuit 39

Totui, din cercetrile profesorului sovietic Srmiatnicov rezult c din punct de vedere termotehnic supranclzitorul american Elesco este in ferior att supranclzitorului Ciuisov, ct i supranclzitorului Schimdt fiindc cere suprafee de nclzire mult mai mari.

S ecfavneo c -c f

Fig.

41.

Aparatul

de

comand

al

clapelor

Reglarea tirajului i manevrarea clapelor. Montarea supranclzitorului la locomotive aduce mari mbuntiri n folosirea cldurii ns pune pro bleme n plus n privina tirajului. Tirajul prin evile de fum mari n care se afl elementele de supranclzire se poate face numai atunci cind lo comotiva este n micare cu regulatorul deschis, fiindc atunci se afl abur n evile elementelor de supranclzire ; altfel acestea se ard lund o tem peratur prea ridicat. Pentru a se evita aceast situaie, supranclzitorul i toate ieirile din evile de fum snt nchise ntr-o cutie prevzut cu clapete. Aceste clapete regleaz tirajul fiind inute deschise prin fora aburu lui att timp ct regulatorul este deschis, iar prin nchiderea regulatorului ele snt aduse n poziia de nchidere prin resoarte sau contragreuti, oprind tirajul prin evile de fum mari n care se afl elementele de supra nclzire.

Clapele pot fi com andate i de ctre personalul de locomotiv, prin n chideri sau deschideri pariale atunci cnd regulatorul este deschis (fig. 41). Aparatul automat de manevr al clapelor const dintr-un cilindru duu n care se mic un piston dublu i este montat pe partea stn^ a ca merei de fum.40

La locom otivele de manevr, care deschid des regulatorul i la acelea care ntrebuineaz abur de emisie pentru preinclzirea apei nu snt pre vzute clape pentru reglarea tirajului n evile de fum.n t r e b r i pentru v e r if ic a r e a c u n o t in e l o r

1. Care snt proprietile aburului supranclzit ? 2. Care este rolul supranclzitorului ? 3. Unde se m onteaz supranclzitorul ? 4. Cte tipuri de supranclzitoare snt ? 5. Cum este construit supranclzitorul Sehmidt ? * 6. Ce deosebire este ntre supranclzitorul Sehmidt, zitorul Ciuisov ? 7. Cum snt construite elementele 8. La ce servesc clapele ? 9. Cnd nu este nevoie de clape ? de supranclzire ?

Elesco

i

euprancl

8. Alimentarea cazanului. Injectoarele i pompele de alimem'are Cind locom otiva se gsete n complet stare de funcionare i remorc un tren greu, consum 15 000 20 000 kg abur pe or i chiar mai mult, astfel c este necesar ca n'cazan s se introduc aceeai cantitate de ap n fiecare or. Alimentarea cazanului este o operaie care trebuie s fie executat cy cea mai mare siguran n funcionare altfel, pe ling riscul c trenul se poate opri n cale curent, exist i pericolul de a rmne ca zanul fr ap, provocnd arderea i burduirea plafonului i pereilor cu tiei de foc sau chiar explozia cazanului. Pentru a avea o siguran deplin n alimentarea cazanului, locom o tiva este nzestrat cu cel puin dou aparate de alimentare : dou injectoare, un injector i o pomp de alimentare sau dou pompe de alimentare. In modul acesta cnd se defecteaz unul din aparate se pune n funcie cellalt. Injectoarele. principiu) de funcionare al injectoarelor este bazat pe transformarea energiei cinetice a aburului (en ergie-de vi tez), n energie de presiune, odat cu con densarea com plet a aburului n apa de ali mentare. Schema de construcie i funcio nare a injectorului este artat n (fig. 42). Fig. 42. Schema In interiorul unei cutii cilindrice, avnd injectorului don ram ificaii i deschis la ambele ca pete, snt aezate trei trom p ete: 1, 2 i 3, ale cror axe se gsesc Pe aceiai dreapt care este axa cutiei cilindrice. Primele dou trompete snt orientate n aceiai direcie, iar cea de a treia n direcie opus. Prin eava A. aburul din cazan intr n prima trompet i de acolo n camera B. In camera B vine i apa din tender prin eava C. Din camera B amestecul de abur cu ap trece n trompeta 2. din aceasta n trompeta 3 i de aci prin conducta F intr n cazanul locomotivei. Intrnd n camera B, aburul care Vine de la cazan se ntlnete cu apa rece care vine de la tender, dup ce ajunsese la o anumit vitez n trompeta 1.

La punerea n funcie a injectorului, presiunea exercitat de abur nu poate s nving din primul moment presiunea din cazan i la nc*put abu rul antrennd apa din camera B, trece n camera D i se scurge afar prin eava E. Viteza obinut de abur prin trecerea prin trompeta 1 face ca imestecul de abur i ap s aib o vitez tot mai sporit astfel c trecnd orin trompeta 2 aceast vitez crete, apa nu mai trece n camera D, ci jontinu n trompeta 3 din care ieind, viteza ei se micoreaz transformniu-se n presiune, astfel c prin eava F poate s intre n cazan.

Admisia bu ru lu i

ile n ii d er e in e r e

S c n pre z&

cond - d e re fo fe r e

.r o b in e f d e g a Hre

robinef desps^p rea p lin

aspirh'eFig. 43'. Injectorul standardizat

ndat ce debitarea apei n cazan nceteaz dintr-o cauz oarecare, :a trece din trompeta 2 n camera D ieind prin conducta E. De aceea. mducta E se numete i eava de prea plin. ' Pentru o ct mai bun funcionare a injectorului trebuie ca apa din nder s fie cit mai rece. In cazul cnd apa este cald 60-700C, nu se oduce absorbia n camera B, deoarece datorit presiunii sczute apa i incepe s fiarb i s se evaporeze, umplnd cu abur camera B. n loc J ap. In afar de aceasta nici condensarea aburului care vine prin ompeta l nu se va mai face complet. In acest caz nici nu se poate ce punerea n funcie (amorsarea) a injectorului.Injectoarele difer intre ele prin mrimea lor, exprimat prin nu-

ere. Numrul unui injector este determinat de diametrul ajutajului Dmpetei de ap. Injectorul a crui trom pet are diametrul de 7 mm iar a numrul 7 ; cel a crui trompet are diametrul de 9 mm poart imarul 9 etc. Debitul injectorului depinde nu numai de diametrul ajutajului ci e presiunea aburului din cazan. La o presiune de 4 kg/cm - n cazan, 7 ^ rie^ man T 11 debiteaz 70 litri pe minut ; Ia presiunea /cm- debitul su crete pn la 137 1/min, iar la 14 k g'cm 2, debiajunge pn la 190 1/min. irp UP^ *elul cum lucreaz injectoarele ele se mpart in dou grupe

injectoare sub sarcin ; injectoare aspirante. Injectoare sub sarcin se monteaz dedesubtul podelei cabinei m eca nicului fiind sub nivelul apei din tender, astfel c apa din tender le ali menteaz prin cdere natural, datorit diferenei d'e nivel. Aceste in jectoare nu snt aa de sensibile fa de schimbrile de presiune din cazan i se defecteaz mai rar ; in schimb snt absolut inaccesibile n vederea revizuirii n timpul mersului i cteodat nghea n timpul mersului, ele neputnd fi supravegheate. Injectoarele aspirante se monteaz pe placa frontal a cazanului, n cabina mecanicului, deasupra nivelului apei din tender. Pentru punerea injectorului n funcie, se deschide la nceput puin ventilul pentru ca aburul s intre n camera B (fig. 42) sub form a unui jet subire. Vina de abur antreneaz aerul aflat n interiorul camerei B. producnd o deoresiune att n camera B ct i n eava C, astfel c apa din tender tinde s ocupe golul produs n eava C. Cnd apa a nceput s ias prin eava de prea plin este semn c injectorul este alimentat i se d drumul aburului complet de la robinet, care venind cu vitez mare d apei fora necesar pentru a ridica supapa de alimentare i pentru a intra n cazan. S-au realizat diferite construcii de injectoare, cu deosebire n forma pieselor ce le compun, toate funcionnd pe acelai principiu. Dintre aces tea citm : injectorul aspirant, injectorul standardizat (fig. 43), injectorul Natan montat pe locom otivele sovietice (FD) i HC (IS ), lucrnd sub sarcin i tipurile de injectoare Friedmann. La C.F.R., injectoarele Friedmann au o mare ntrebuinare. Dintre acestea este interesant s se cereceteze cum funcioneaz injectorul cu abur de emisie tip Friedmann seria LF. Acest injector permite s se fac econom ie de abur atunoi cnd locom otiva este n mers, fiindc poate fi amorsat i poate alimenta cazanul cu abur de emisie, adic cu abur care a lucrat mai nti n cilindrii mainii cu abur a locomotivei. La acest injector aburul de emisie sosete pe eava E i dup ce trece prin separatorul de ulei, intr n trompeta F cea mare. a aburului de emisie. Prin tija U se deplaseaz trompeta F, reglndu-se astfel debitul apei. Aburul viu vine prin supapa automat S, eava A, n trompeta de mare presiune. Apa vine din tender prin conducta B, trece prin corpul injectorului i prin ventilulut V trece la trompeta de aspiraie. Dup amorsarea injectorului, supapa de prea plin este apsat pe scau nul ei de un pistona. Dac nu exist abur de emisie (cnd regulatorul este nchis) el se n locuiete treptat cu aburul sub presiune redus care vine prin eava A de la supapa automat S, reductoare de presiune.Alimentarea cu regulatorul deschis, cu abur de em isie In conducta Q exist abur viu i supapa O este nchis, iar supapa q este deschis.^ Abu rul sub mare presiune ridicat supapa r de pe scaunul superior i des chide deci intrarea apei. Aburul de emisie venind prin eava E pune n funcie injectorul (fig. 44). Alimentarea cu regulatorul inchis, fr abur de emisie. In acest caz. in eava Q nu mai exist abur, deci supapa O este deschis i supapa q nchis. Aburul de emisie este nlocuit prin abur cu presiune redus care 43

44F ig 45., In,lectorul c u abur d e

Fi?.

44.

Friedmann,

injectorul c u abur d e emisie tip. Seria L : Alimentarea F c u regulatorul deschis (c u abur d emisie) e

Friedmann, Seriafilatorul nchis

L : Alimentarea F(fara abur d e

emisie tip c u reemisie)

vine prin conducta a. Aburul de mare presiune ridic supapa pe scaunul ei superior i deschide intrarea apei (fig. 45). pom pele de alimentare. La locom otivele care au prenclzitori de ap, apa de alimentare are temperatura ridicat astfel c alimentarea cazanului' nu mai poate fi fcut cu injectoare, deoarece acestea nu se mai pot amorsa i n acest caz se utilizeaz pompe de alimentare.

Fig. 46. Pompa de alimentare Knorr

Pompele de alimentare care se gsesc n serviciu la C F R snt de tipurile: Knorr, Nieleboctc-Knorr i K norr-Tolkien. Ultimele dou snt m odificri ale primei, n special sistemul de distribuie a aburului avnd o distribuie special care m ic sertarul principal care comand intrarea i eirea aburului. Pompa de alimentare Knorr se compune din cilindrul de abur A, in care lucreaz pistonul K , din cilindrul de ap B, n care lucreaz pistonul P i. din hidroforul c montat pe carcasa supapelor de aspiraie i de refu lare a apei D (fig. 46). Deasupra cilindrului A este montat sistemul de distribuie al aburu lui, care este comandat de tija legat de pistonul K. Aburul este introdus succesiv deasupra i dedesubtul pistonului K dndu-i o micare alternativ, n sus, i n jos. Aceasta este maina cu abur sau motorul care acioneaz pompa de ap.45

... * c*i pompei de ap, ..u can ca pistonul K. La fiecare curs n sus, pis tonul P aspir ap prin ventilul de aspiraie din dreapta i mpinge n acelai timp apa din camera de deasupra pistonului, prin ventilul de refu lare din sting, n hidrofor. La cursa de jos a pistonului lucreaz ventilul de aspiraie din stnga, m preun cu ventilul de refulare din dreapta. Hidroforul este o camer de aer, umplut parial cu ap. El are rolul de a ndulci ocurile date de ap n con Seciune C-D ducta de refulare. -El lucreaz a s tfe l: cnd pompa m pinge apa la prenclzitor i la ca zan, se ridic nivelul apei n Seciune A -B hidrofor, comprimnd a e ru l: cnd se schimb sensul de czn aa mers, aerul comprimat conti nu s mping apa n con ducta de refulare, astfel c presiunea apei de alimentare la intrarea n cazan nu scade Fig. 47. Capele de alimentare prea mult. Pe msur ce pom* pa funcioneaz, aerul din hidrofor trece In ap din cauza presiunii ri dicate, de aceea el trebuie s fie com pletat periodic. Debitul pompei Knorr este de circa 250 litri pe minut, la 4050 curse duble fcute n acelai timp, corespuznd debitului injectorilor aspirani. In mod normal pompa lucreaz ruvpt3 cu 20 30 curse duble pe m i nut. Snt i pompe cu debite mai mici ; 120, 60 i 25 litri pe minut n circa 50 curse duble. Consumul de abur, la de bitul m ijlociu este de 1,8 kg abur pentru 100 litri de ap. Pompa de alimentare cu ap i primete ungerea de la o pomp de ulei montat pe capacul cilindrului de aFig. 48. Intrarea apei n cazan bur, alturi de sistemul de distribuie. Capele de alimentare (fig. 47). Introducerea apei n cazan trebuie s s fac prin ventile care s asigure nchiderea etan, imediat ce s-a oprit uioducerea apei. Ele trebuie s lucreze automat att sub aciunea primiri? pei din conducta de refulare a injectorului sau pompei, ct i sub aciunea esiunii apei din cazan.

La alimentare presiunea apei din conducta de refulare este mai mare dect presiunea din cazan i deschide v en tilu l; cnd alimentarea s-a oprit, presiunea din cazan l nchide. Aceste ventile poart numele de capelede alimentare.

O locom otiv are attea capele de alimentare, cte injectoare sau pompe de alimentare are. Cum sistemul de alimentare de obicei este dublu, loco motiva are dou capele de alimentare, una pe partea dreapt i alta pe partea sting. Pentru a mpiedica mpingerea inafar a apei din cazan de ctre pre siunea aburului, n cazul defectrii pompei de alimentare, la ieirea din injector este prevzut o supap de reinere iar capela de alimentare este prevzut cu un ventil de nchidere care se acioneaz cu mina. Capelele de alimentare se monteaz pe virolele din fa ale cazanului, mai aproape de camera de fum , pentru ca apa s fie introdus n cazan, n regiunea unde temperatura apei din cazan este cea mai sczut, fcnd astfel ca diferena de temperatur s fie mic, pentru a nu provoca solici tri defavorabile la nituiri, la plcile tubulare i la evile fierbtoare i de fum. La unele locom otive se monteaz imediat dedesubtul deschiderilor ca pelelor de alimentare o serie de table ondulate pe care se separ nmolul i piatra din ap i se face un contact mai de lung durat ntre ap i tabelele nclzite sau apa este adus printr-o serie de camere P (fig. 48), de unde cade in straturi subiri n aburul care se urc, ajungnd astfel mai cald n cazan.N T R E B R I P E N T R U V E R IF IC A R E A C U N O TIN E LO R

1. Care snt aparatele cu care se face alimentarea cazanelor de locomotiv ? 2. Cum funcioneaz un injector ? 3. Ce deosebire este ntre injectorul isub sarcin i cel aspirant ? 4. Cte trompete are un injector ? 5. Cum se indic m rim ea unui injector ? 6. Unde se monteaz injectoarele sub sarcin ? 7. Dar cele aspirante ? 8. Cnd se ntrebuineaz la locomotive pompe de alimentare i nu i n jeetoare ? 9. Din ce se compune o pomp de alimentare ? 10. Cum funcioneaz pompa de alimentare ? 11. Care este rolul hidroforului ? 12. Ct abur consum pompa de alimentare pentru 100 litri ap ? 13. Ce este capela de alimentare ? 14. Cte capele de alimentare are locomotiva ? 15. Dece se monteaz capelele pe virola din fa a cazanului ?

9.

P re n c lz ito a re le de ap i de aer.

E pu ratoarele

Cnd locom otiva este n funcie elimin pe coul su, odat cu gazele arse, pn la 14% din cldura rezultat din arderea combustibilului in focar. O i mai mare pierdere de cldur care merge pn la 52%, din cldura dat de combustibilul ars se pierde tot pe co, odat cu aburul de emisie. Rezult astfel c n total se pierde pe coul locomotivei, fr folos, pn la 66% din cldura rezultat prin arderea din focar.

De pistonul K este legat printr-o tije pistonul P al pompei de ap, care va avea aceleai micri ca pistonul K. La fiecare curs n sus, pis tonul P aspir ap prin ventilul de aspiraie din dreapta i mpinge n acelai timp apa din camera de deasupra pistonului, prin ventilul de refu lare din sting, n hidrofor. La cursa de jos a pistonului lucreaz ventilul de aspiraie din stnga, m preun cu ventilul de refulare din dreapta. Hidroforul este o camer de aer, umplut parial cu ap. El are rolul de a ndulci ocurile date de ap n con Seciune C-D ducta de refulare. El lucreaz a s tfe l: cnd pompa mpinge apa la prenclzitor i la ca zan, se ridic nivelul apei n Seciu ne A -B hidrofor, comprimnd a e ru l: cnd se schimb sensul de cazan mers, aerul comprimat conti nu s mping apa n con ducta de refulare, astfel c presiunea apei de alimentare la intrarea n cazan nu scade Fig. 47. Capele de alimentare prea mult. Pe msur ce pom pa funcioneaz, aerul din hidrofor trece n ap din cauza presiunii ri dicate, de aceea el trebuie s fie com pletat periodic. Debitul pom pei Knorr este de circa 250 litri pe minut, la 4050 curse duble fcute n acelai timp, corespuznd debitului injectorilor aspirani. In ' mod normal pompa lucreaz cu 2030 curse duble pe m i nut. Snt i pom pe cu debite mai mici ; 120, 60 i 25 litri pe minut n circa 50 curse in tro d u duble.v cere^ presiunea de lucru din cazan. Trebuie notat c presiunea de lucru a aburului reprezint diferena dintre presiunea absolut" a aburului din cazan i presiunea atm osferic; de aceea pre siunea de lucru este cu 1 kg/cm? mai mic dect presiunea absolut. Manometrele cele mai utilizate la locom otive snt manometrele tip Bouron (fig. 57). Acest tip de manometru se compune dintr o cutie

Fig. 57. Manometrul cazanului

cilindric, prevzut cu un cadran, un resort i un ac indicator, care arat presiunea existent in cazan. Resortul manometrului comunic prin intermediul unui tub cu spaiul de abur al cazanului. Tubul are o form curbat i se deschide cu atit mai mult cu cit presiunea este mai mare i acioneaz acul indicator, prin intermediul unui sector dinat. La unele locom otive, in special la cele sovietice, se monteaz manometre care au cadrane pe ambele fee frontale ale cutiei lor i se m on teaz n aa fel nct indicaiile lor s poat fi observate atit de mecanic et i de fochist, fr ca acetia s se ridice de pe locurile lor. Pe cadranul oricrui manometru care se monteaz pe locomotiv se marcheaz cu o linie roie vizibil, presiunea maxim admis pentru cazan, presiune care nu trebuie depit n nici un caz. Pentru a se putea controla dac nu cumva personalul de locomotiv depete presiunea maxim admis, pe axul manometrului se monteaz un ac arttor liber, numit arttor de control. Acest ac este antrenat printr-un pinten al arttorului manometrului, m icndu-se odat cu aceasta n direcia in care indicaiile manometrului cresc. Cnd ns acul indicator se retrage, el nu antreneaz i acul de con trol, care rmne Re ioc i arat presiunea maxim la care s-a ajuns n cazan. Acul de control nu poate fi readus la 0 dect n depou dup ce s-a scos plumbul de control al manometrului. Dat fiind importana manometrului, el trebuie s fie controlat cel puin odat la trei luni, comparndu-1 cu un manometru de control. La55

sus de el i cazanul este alimentat, iar cnd iese aDur, nivelul este mai jos, cela ce nseamn c trebuie alimentat cazanul. Pentru ca apa care curge din robineii de probare, precum i aburul ce se condenseaz s nu ude podeaua cabinei m ecanicului, se monteaz un colector tubular h (fig. 55) nclinat, avnd trei tieturi O n dreptul fie crui robinet, prin care apa intr in tubul colector. Din tubul colector apa este condus printr-o eav in afara cabinei. Locomotivele mari au cte dou sticle de nivel, nlocuind astfel robi neii de probare. Locomotivele sovietice seria OZl (FD) i HC (13) au cte dou sticle de nivel i robinei de probare. Dopurile fuzibile. Dopurile fuzibile de control sau uruburile de sigu ran se m onteaz n tabla care formeaz plafonul cutiei de foc (cerul focarului), cte dou de fiecare locomotiv, iar la locom otivele de mare putere, cum snt locom otivele sovietice seria < Z (FD) i HC (IS) se monteaz I> I trei dopuri (fig. 56). Ele se monteaz pe axa longitudinal a plafonului, unul n fa lng placa tubular a cutiei de foc, iar cellalt n partea dinapoi a plafonului, lng placa portal, n T tre primul i al doilea rnd de uruburi de ancorare. Dopul fuzibil are forma i dim en siunile artate n fig. 56 i const dintr-un dop de aram sau de bronz, de form tronconic, nurubat n plafo Fig. 56. Dop fuzibil nul cutiei de foc, pe partea dinspre focar. Corpul dopului este gurit n lungul axului, iar n canalul form at se toarn un aliaj uor fuzibil sau plumb. La C.F.R., se ntrebuineaz num ai plumb. In cazul cnd, cu toate c exist sticla de nivel i robineii de probare, personalul nu a reuit sau a neglijat alim entarea cazanului, pn cnd nivelul apei din cazan a cobort sub nivelul minim, rmnnd un strat prea subire de ap deasupra cerului focarului sau chiar raemai rmnnd de loc, plumbul se topete, apa am estecat cu abur va n i prin gaura dopului fuzibil deschis in cutia de foc a locomotivei, avertizind perso najul locom otivei i chiar stingind focul. In asem enea cazuri este interzis s se trag ap n cazan, avnd n vedere c apa ar veni peste plafonul ncins, s-ar transforma imediat n abur, iar presiunea crescjnd brusc, ar putea provoca explozia cazanului, din cauza plafonului care ar putea crpa. Personalul de locomotiv, n cazul cnd plafonul rmne fr ap, iar dopul fuzibil s-a topit, arunc focul din focar, stingnd ori ce urm de foc i pregtete locomotiva pentru a fi dus n depou n stare rece. Aliajul folosit, pentru turnarea uruburilor de siguran, se compune din 90% plumb i 10% cositor. Temperatura de topire a aliajului trebuie s fie cel puin de 240oc i cel mult de 310QC. Pe urubul de siguran se poansoneaz numrul locomotivei, data turnrii i a nlocuirii i semnul depoului.

Manometrul. Presiunea aburului din cazan se msoar cu manome trul ; acesta indic n kg/cms presiunea de lucru din cazan. Trebuie notat c presiunea de lucru a aburului reprezint diferena dintre presiunea a b so lu t 'a aburului din cazan i presiunea atm osferic; de aceea pre siunea de lucru este cu 1 kg/cm- mai mic dect presiunea absolut. Manometrele cele mai utilizate la locom otive snt m anometrele tip Bouron (fig. 57). Acest tip de manometru se com pune dintro cutie

Fig. 57. Manometrul cazanului

cilindric, prevzut cu un cadran, un resort i un ac indicator, care arat presiunea existent in cazan. Resortul manometrului com unic prin interm ediul unui tub cu spaiul de abur al cazanului. Tubul are o form curbat i se deschide cu atit mai m ult cu cit presiunea este mai mare i acioneaz acul indicator, prin intermediul unui sector dinat. La unele locomotive, in special la cele sovietice, se monteaz manom etre care au cadrane pe ambele fee frontale ale cutiei lor i se m on teaz n aa fel nct indicaiile lor s poat fi observate atit de mecanic ct i de fochist, fr ca acetia s se ridice de pe locurile lor. Pe cadranul oricrui manometru care se monteaz pe locomotiv se m archeaz cu o linie roie vizibil, presiunea m axim admis pentru cazan presiune care nu trebuie depit n nici un caz. Pentru a se putea controla dac nu cumva personalul de locomotiva depete presiunea maxim admis, pe axul m anometrului se monteaz? un ac arttor liber, num it arttor de control. Acest ac este antrenat printr-un pinten al arttorului manometrului m icndu-se odat cu aceasta n direcia in care indicaiile manometrulu cresc. Cnd ns acul indicator se retrage, el nu antreneaz i acul de con trol, care rm ne pe loc i arat presiunea maxim la care s-a ajuns t cazan. Acul de control nu poate fi readus la 0 dect n depou dup ce s-s scos plumbul de control al manometrului. Dat fiind im portana manometrului, el trebuie s fie controlat ce puin odat la trei luni, comparndu-1 cu un manometru de control. Li

interval de un an i dup fiecare reparaie, manometrul se prezint servi ciului de control al statului. Supapele de siguran. Pentru a evita depirea presiunii, m axim e admise, fiecare cazan este prevzut cu supape de siguran. Cnd presiunea a depit presiunea maxim admis, supapa de siguran se deschide au tomat, lsnd surplusul de abur s ias n atm osfer cu mare sgom ot i avertizind personalul locom otivei. Supapa de siguran (fig. 58) este alctuit din dou piese prin cipale : corpul supapei, care se fixeaz pe cazan cu ajutorul unei flane i supapa propriu zis, prevzut cu aripioare d e ghidare, aezate pe scaunul su papei din corp, care face n chiderea etane. Aburul din ca zan m pinge n supap ; aceasta este contra echilibrat de un bra cu prghie avnd Ia cap O ' contra-greutate, i nu este ri dicat dup scaun dect atunci cnd presiunea din cazan, reu ete s ridice contragreutatea.. Prin calcul i exoerien se &ranjeaz ca acest lucru s nu se petreac dect atunci cntf presiunea din cazan a depit presiuriea maxim admis. In locul contragreutii,, care se poate mica n tim pul mersului din cauza trepidaiilor,, fcnd s scape aburul, s-a u construit supape cu resoarte. Fia. 58. Supap de siguran Dac se noteaz cu S, su prafaa supapei pe care aburul exercit presiunea ; cu p, presiunea din cazan ; cu l, lungimea braului contragreutii i cu G, greutatea contragreutii, dup form ulele d e echilibrare din m ecanic se poate scrie.P X S = G X l

din care se poate scoate fie G, fie l, considernd pe S i p, cunoscute, iar pe una din celelalte G sau l alese arbitrar ; d e c i:G =p

y si

i =-

p 'x s

Supapele se regleaz in aa fel in c i t : n m om entul cnd s-a atins presiunea maxim admis, ambele su pape s sufle, adic s se deschid : deschiderea nu ntrzie-m ai m ult dect la atingerea a 1 /1 0 din presiunea maxim admis : 56

cantitatea de abur eliberat trebuie s fie cit mai mare pentru ca deschiderea s fie de scurt d u r a t ; supapele trebuie s se nchid im ediat ce presiunea a sczut in cldare sub presiunea maxim admisibil : supapele trebuie s se aeze etan pe scaunele lor ; construcia lor trebuie s fie n aa fel realizat nct s evite blocarea n poziia nchis sau n poziia deschis. Toate aceste condiii snt ndeplinite de supapele m ontate la locom o tivele moderne dintre care supapa Ram sbottom , fig. 58,