Совет 1: Что внутри у паровоза

Еще несколько десятилетий назад составы по железным дорогам тянули только паровозы. По своей сути паровоз представляет собой самодвижущуюся машину, предназначенную для перемещения вагонов и оснащенную паросиловой установкой. Это самый старый тип локомотива, который всецело господствовал на железных дорогах всего мира в XIX веке. Как же устроен паровоз?

Общее устройство паровоза



За многолетнюю историю развития железнодорожных самодвижущихся установок конструкция и размеры паровозов не раз менялись. Совершенствовались отдельные узлы и агрегаты, повышалась мощность паросиловой установки. Но в целом внутреннее устройство паровоза во все времена оставалось одним и тем же. В библиотеках и сегодня можно отыскать детальные описания принципов работы машин, приводимых в движение паром («Как устроен и работает паровоз», В.А. Дробинский, 1955).

Традиционно паровоз включает в свой состав паровой котел, паровую машину, экипаж, а иногда и тендер. Все эти части очень тесно связаны между собой и по отдельности практически ничего не значат. В котле вырабатывается сжатый пар. Машина является потребителем пара и превращает его тепловую энергию в механическую, которая, в свою очередь, приводит в действие колеса паровоза.
Экипаж преобразует вращение колес в поступательное движение всей конструкции, а также передает тяговое усилие тендеру и всему составу.


Что находится внутри паровоза?



Паровой котел очень прост по своему устройству. В нем есть топка, где сжигается топливо. При этом образуются раскаленные газы. В резервуаре нагревается вода, что способствует получению сжатого пара. Имеется также камера с трубой, через которую продукты сгорания отводятся из пространства топки.

Паровая машина предназначена для единственной цели: с максимальной выгодой преобразовывать энергию перегретого пара, создаваемого в котле, в другой вид энергии. Ведь только механическая энергия способна обеспечить вращение колес паровоза. Главные элементы паровой машины – это цилиндры. Обычно каждый паровоз имеет пару цилиндров, которые помещают в передней части рамы локомотива.
Паровая машина работает по принципу сдвоенного действия. Пар при ее работе впускается попеременно с обеих сторон поршня.


Пар поступает в цилиндры далеко не сразу. Вначале он проходит через золотниковые коробки. Золотники – устройства, распределяющие пар. Через них свежий пар попадает в цилиндр, а отработанный выпускается наружу. Золотники движутся в точном соответствии с движением поршней, что достигается посредством особого парораспределительного механизма.

И, наконец, экипаж. Он выполняет несущую функцию: на нем находится паровой котел и паровая машина. Эта часть внутренней конструкции паровоза при взаимодействии с рельсовым путем трансформирует механическую энергию паровой машины в энергию поступательного движения локомотива. Иначе говоря, экипаж жизненно важен для перемещения локомотива по рельсам.

Совет 2: Как нарисовать паровозик

Паровозик – любимая игрушка всех детей, особенно мальчиков. Попробуйте нарисовать простой паровозик для ребенка. Покажите малышу, как правильно держать карандаш, доверьте заштриховать некоторые детали.
Инструкция
1
Выберите вид спереди, немного сбоку и сверху. В левой части листа нарисуйте небольшой овал. Нарисуйте еще один овал вокруг первого чуть большего размера. Важно чтобы дальняя линия второго овала плавно соединилась с линией первого овала, поскольку вы выбрали вид немного сбоку, и та часть просто не будет видна.
2
От верхней и нижней линий проведите две линии в сторону, изобразив конусную часть паровозика. Соедините линии полуовалом. Из центральной верхней части конуса нарисуйте дымоходную трубу. Верхнюю ее часть немного закруглите, чтобы показать ту часть трубы, которая видна изнутри.
3
Нарисуйте за конусом вертикальный прямоугольник, чтобы изобразить экипажную часть паровозика. От нижней части прямоугольника проведите линию в сторону, немного вверх. Проведите линию той же длины из обеих верхних точек прямоугольника. Соедините верхние линии между собой и из полученной точки проведите линию вниз до нижней части. Спереди и сбоку, в верхней части, нарисуйте два окна в виде прямоугольников, параллельно верхним линиям.
4
Так как паровозик у вас простой, не нужно рисовать пять колес, как на настоящем паровозе. Нарисуйте одну колесную пару. Чтобы нарисовать переднее колесо, изобразите овал. Нарисуйте еще один овал чуть больше первого. И так же, как при изображении передней конусной части, дальняя линия второго овала должна плавно соединиться с линией первого овала. Второе колесо нарисуйте немного большего размера под экипажной частью по тому же принципу. Учтите, что половина переднего колеса с другой стороны паровозика немного видна. Нарисуйте его тоже.
5
Нарисуйте сцепное дышло, то есть металлическое соединение между колесами, приводящее их в движение. Для этого проведите двойную линию от нижней части переднего колеса к верхней части заднего колеса. В местах соединения с колесами линии немного закруглите. В середине закругления сделайте небольшой кружок. Сотрите лишние линии. Паровозик готов.
Видео по теме

Совет 3: Усталость металла: что это и как можно ей противостоять

Усталостью металла называют процесс постепенного накопления под воздействием внешних факторов в металлической конструкции микроскопических повреждений, которые в дальнейшем прогрессируют во все более крупные. Это частое явление, могущее привести к весьма плачевным итогам.

Обнаружение и описание явления



Первооткрывателем явления стал немецкий горный инженер Вильгельм Альберт, в 1829 году описавший по результатам своих экспериментов износ металла на примере повторяющихся изгибов звеньев цепей рудничных подъемников на разработанной им опытной машине. Однако термин «усталость металла» был введен лишь в 1839 году французским ученым Жаном-Виктором Понселе, описавшим уменьшение прочности стальных конструкций под воздействием циклических напряжений.

Еще чуть позже вклад в теорию усталости металла, а также проектирования металлических конструкций, подвергающихся циклическим напряжениям, внес немецкий инженер Август Вёллер, опубликовав в 1858—1870 годах результаты опытов с железом и сталью в условиях повторного растяжения-сжатия. Результаты его исследований в 1874 году графически представил в виде таблиц немецкий архитектор Льюис Шпангенберг. С тех пор наглядное представление полученной зависимости между амплитудами напряжения цикла и числом циклов до разрушения металлической конструкции называют диаграммой Вёллера.

С тех пор явление усталости металла получило свое четкое определение, как процесс накопления с течением определенного времени повреждений металлической конструкции под действием переменных (обычно циклических) напряжений, которые приводят к изменению свойств конструкции, образованию в ней трещин, их прогрессивному развитию и последующему разрушению материала.

Последствия усталости металла



Прогрессирующая усталость металла может привести к разрушению металлических конструкций. Как правило это происходит во время их работы (когда осуществляется максимальная нагрузка на механизмы), что может привести к авариям и катастрофам, в том числе, с человеческими жертвами. Примеры некоторых известнейших происшествий:

- версальская железнодорожная катастрофа в 1842 году, в итоге которой погибло 55 человек (причиной послужил усталостной излом оси паровоза).
- крушение скоростного электропоезда ICE у коммуны Эшеде в Германии в 1998 году, по результатом которого погиб 101 человек и 88 ранены (на скорости 200 км/ч у поезда лопнул бандаж колеса).
- авария на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году (причиной стали усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата станции, в том числе и крышки турбины).

Профилактика усталости металла



Усталость металла обычно предотвращают путем модификации частей металлической конструкции, дабы исключить циклические нагрузки, либо путем замены используемых в ней материалов на менее склонные к усталости. Также ощутимое увеличение выносливости конструкции дают некоторые способы химико-термической обработки металлов (азотирование, нитроцементация и т.д.). Еще одним методом профилактики усталости металла является газотермическое напыление, которое создает напряжение сжатия на поверхности материала, что способствует защите металлических деталей от разрушения.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500