Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów/II

	<<< Dane tekstu >>>
Autor	Jan Pietraszek
Tytuł	Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów i ich pomocników na drogach żelaznych
Wydawca	Towarzystwo Dróg Żelaznych Warszawsko-Wiedeńskiéj i Warszawsko-Bydgoskiéj
Data wyd.	1873
Druk	J. Berger
Miejsce wyd.	Warszawa
Źródło	Skany na Commons
Inne	Cały tekst; Pobierz jako: EPUB • PDF • MOBI
	Indeks stron

›››

ROZDZIAŁ II.

Opisanie parowozu i tendra, oraz ich części składowych.

37. Co to jest parowóz?

Parowóz czyli lokomotywa, jest to maszyna wysokiego ciśnienia, spoczywająca na osiach i kołach, mogąca nie tylko swój własny ciężar poruszać, ale także ciągnąć za sobą jako téż i pchać przed sobą: tender i pewną ilość obładowanych wozów, czyli wagonów po kolei żelaznéj.

38. Jakie są główne części składowe lokomotywy?

Główne części składowe lokomotywy są następne:

1°	Wóz.
2°	Kocioł parowy z ogniskiem, dymnicą i kominem.
3°	Maszyna parowa.

Wóz składa się z prostokątnej ramy, osi, kół i pewnej liczby sprężyn czyli resorów.
Rama zbudowaną jest z dwóch żelaznych belek podłużnych i dwóch poprzecznych, opatrzonych widłami osiowémi (Achsgabeln) i buforami.
Koła są mocno osadzone na osiach i razem z niemi się obracają.
Na osiach spoczywają tak zwane widły osiowe a na nich resory; na końcach resorów zawieszona jest rama.
[113] Maźnice czyli panwie osiowe, są ruchome w widłach osiowych ramy, w kierunku pionowym.
Kocioł parowy składa się z cylindra blaszanego zewnętrznego i przyrządu ogniowego znajdującego się wewnątrz. Palenie odbywa się w czworokątnéj skrzyni pospolicie miedzianéj, w tak nazwaném ognisku albo palenisku; gazy powstałe z procesu palenia, uchodzą ztamtąd rurami płomiennemi do dymnicy, zkąd kominem wydostają się na zewnątrz.
Dla obudzenia potrzebnego ciągu, para uchodząca z maszyny wprowadza się do komina za pomocą rury odchodowéj, czyli tak zwanéj dmuchawki, gdzie skutkiem znacznéj chyżości jaką jeszcze posiada, rozrzedza tam dym i gorące gazy i sprawia mocny ciąg.
Główne części składowe maszyny parowej są następujące:

1)	Cylindry z pokrywami, buksami pakunkowemi i skrzynkami stawidłowemi (szybrowemi).
2)	Tłoki parowe.
3)	Trzony tłokowe (Kolbenstangen).
4)	Krzyżulce (Kreuzköpfe).
5)	Przewodniki (Führungslineale).
6)	Trzony korbowe czyli korbsztangi i trzony łączące (Schüb und Kuppelstangen).
7)	Korby.
8)	Osie i koła pociągowe (Triebachseu und Triebrädern).
9)	Mechanizm kierowniczy (Steuerung).

Cylindry mają położenie poziome albo ukośne i przytwierdzone są do ramy z przodu na zewnątrz albo wewnątrz ramy.
Tłok odbiera ciśnienie pary i przesyła takowe korbom za pomocą trzonów tłokowych, trzonów korbowych i łączących, przez co uskutecznia się ruch obrotowy osi pociągowych.
Maszyna parowa ze względu na swoją budowę, jest maszyną parową dwucylindrową, wysokiego ciśnienia.
Korby dla osiągnięcia o ile można jednostajnego działania, ustawiają się pod kątem 90°.
[114] Rama, kocioł i maszyna stanowią nierozdzielną całość, przy łączeniu których należy mieć wzgląd na wielkie różnice temperatury, którym podlegają ich pojedyncze części składowe.
Ze względu na wzajemne położenie cylindrów, ramy i kół, parowozy dzielą się jak następuje:

1)	Parowozy z wewnętrznemi cylindrami i wewnętrznemi ramami.
2)	Parowozy z wewnętrznemi cylindrami i zewnętrznemi ramami.
3)	Parowozy z zewnętrznemi cylindrami i zewnętrznemi ramami.
4)	Parowozy z zewnętrzem! cylindrami i wewnętrznemi ramami.

Co do siły pociągowej dzielą się parowozy jak następuje:

1)	Parowozy dla pociągów pośpiesznych i osobowych.
2)	Parowozy dla pociągów mieszanych.
3)	Parowozy dla pociągów towarowych.

Wymiary trzech ostatnich gatunków różnią się pomiędzy sobą liczbą osi pociągowych, rozmaitością stosunków średnicy kół pociągowych do wielkości skoku i grubością pojedynczych części. Na drogach równych, maszyny pośpieszne mają tylko jedne oś pociągową; silniejsze zaś osobowe i towarowe, dwie; a ciężkie maszyny towarowe, trzy osie pociągowe. Inne osie parowozu nie będące pociągowemi, nazywają się biegowemi.

39. Jaką ma formę i jakie urządzenie kocioł
parowozu?

Ponieważ główném zadaniem kotła parowozowego, jest produkcya wielkiéj ilości pary w jak najkrótszym czasie i w jak najmniejszéj przestrzeni, dla tego kotły tego rodzaju przy małych swoich rozmiarach, powinny posiadać bardzo wielką powierzchnię ogrzewalną.
[115] Kocioł parowy składa się z kotła głównego cylindrowego BB (fig. 36 i 37) od 10 do 14 stóp długiego, a 3 do 4 stóp średnicy; z tak zwanéj skrzyni ogniowéj czyli paleniska A, z dymnicy D, gdzie gromadzi się dym i gorące gazy, oraz z komina E, którym dym i gorące gazy wychodzą na zewnątrz.
Ognisko czyli palenisko buduje się z grubéj blachy, pospolicie miedzianéj, w kształcie czworokątnéj skrzyni 3 stopy szerokiéj, 3 do 4 stóp długiéj, a na 3½ stopy głębokiéj. Na dnie owéj skrzynki znajdują się ruszta a, na których odbywa się palenie. Ognisko miedziane bb okryte jest tak zwanym płaszczem z blachy żelaznéj cc w odległości 3 cali, połączonym z ogniskiem za pomocą tybli miedzianych (Steifbolzen, Stehbolzen,-entre-toises) dd wśrubowanych w ściany płaszcza i ogniska, i oprócz tego od zewnątrz zanitowanych. Ta trzycalowa przestrzeń między ogniskiem a płaszczem, napełniona jest wodą. Podniebienie ogniska e wzmocnione ankrami f i pionowemi ściągaczami, pokryte być winno wodą przynajmniéj na 4 cale. Dla powiększenia powierzchni ogrzewalnéj, do skrzynki ogniowéj pionowéj, dopasowany jest kocioł cylindrowy B w kierunku poziomym, zbudowany z blachy żelaznéj albo stalowéj, obejmujący w sobie 100 do 300 rur CCC... tak zwanych płomiennych, mających 1½ do 2 cali średnicy i przechodzących przez całą długość kotła. Rury płomienne są również wodą oblane i przedstawiają znakomitą część pośredniéj powierzchni ogrzewalnej kotła.

Całkowita zatem powierzchnia ogrzewalna kotła parowozu, składa się z dwóch części; część pierwszą stanowi powierzchnia ogniska i zowie się powierzchnią ogrzewalną bezpośrednią; część drugą stanowią rury płomienne i powierzchnia ta zowie się pośrednią. W tylnéj ścianie ogniska znajdują się dzwiczki g do nakładania paliwa; dymnica zamyka się wielkiemi drzwiami, dającemi do niéj przystęp i do rur płomiennych. Komin E znitowany z blachy żelaznéj kutej, znajduje się nad dymnicą i posiada długości od 4—5 stóp, a średnicę od 1 do 2 stóp. Miewa formę cylindryczną lub odwróconego stożka, przynitowany jest do pokrywy dymnicy.

Fig. 36.

Fig. 37.

Na fig. 36 przedstawiającéj przecięcie podłużne kotła, widzimy zbiornik pary D a w nim przepustnicę parową (Drosselklappe) E, poruszaną za pomocą korby ik, drążków kl i lE, [118]wprowadzającą parę ze zbiornika do rury parowéj FF, która prowadzi ją daléj kanałami GG do stawideł czyli szybrów HH i cylindrów KK, widzialnych na przekroju poprzecznym (fig. 37). Para zużyta z cylindrów uchodzi rurami LL do dmuchawki M zakończonej stożkiem, a następnie do komina i w powietrze, oo są to kraniki służące do wyparowania cylindrów czyli do wypędzenia z nich skondensowanéj pary, mogących się otwierać i zamykać drążkiem p z pokładu maszynisty.
Na figurze 36 przedstawiającéj przecięcie podłużne kotła, widzimy jeszcze na zbiorniku klapę bezpieczeństwa N z drążkiem i przeciwwagą sprężynową Q, oraz świstawkę parową S, tudzież pokład maszynisty R. Kocioł podłużny jak również ognisko i zbiornik pary D, okryte są płaszczem h z cieńkiéj blachy żelaznéj, (zbiornik pary okryty bywa także blachą mosiężną), który to płaszcz odstaje od kotła na 1 do 1½ cala.
Przestrzeń próżna pomiędzy płaszczem i kotłem, wypełnia się złym jakim przewodnikiem ciepła, np. drzewem, filcem, wełną i t. p.

40. Jak się mocują rury płomienne w ścianach
szczytowych kotła parowego?

Rury płomienne, które się robią z blachy mosiężnéj albo téż stalowéj, jednym końcem mocują się w ścianie ogniskowéj, drugim zaś końcem w ścianie komory dymowéj. Przy rurach mosiężnych, mocowanie czyli utwierdzanie w ścianach kotła, uskutecznia się z pomocą stalowych obrączek, które się w środek rur wbijają (fig. 38), zaś rury żelazne, mocują się w ścianie w taki sposób jak figura 39 wskazuje; to jest guzują się z tyłu ściany, a z przodu nitują, przez co bardzo wielką szczelność osiągnąć można.
Ściany rurowe mocują się jeszcze dla większego bezpieczeństwa, za pomocą ankrów czyli ściągaczy żelaznych, ażeby para wysokiego ciśnienia nie osłabiała połączenia rur ze ścianami kotła.
[119]

Fig. 38.

Fig. 39.

41. Co rozumiemy przez armaturę kotła?

Przez armaturę czyli uzbrojenie kotła rozumiemy takie części kotłów, które są koniecznemi dla bezpieczeństwa i dobrego ich funkcyonowania.
Do tego rodzaju przyrządów należą takie, które służą: 1) do wprowadzania pary do maszyny, 2) do zastąpienia wyparowanéj wody, świeżą wodą, 3) do obserwowania stanu wody w kotle, 4) do całkowitego wypróżnienia i oczyszczenia kotła i 5) do obserwowania ciśnienia pary.

42. Jakie są szczegółowe części składowe parowozu?

Figury 40 i 40a przedstawiają nam lokomotywę z cylindrami zewnątrz leżącymi; mianowicie figura 40 widok zewnętrzny, a figura 40a przecięcie podłużne.

AA (fig. 40) są to dwa cylindry, leżące na zewnątrz dymnicy, umocowane na ramie; są one nieco do poziomu nachylone. Trzon tłokowy B każdego cylindra, za pośrednictwem krzyżulca a posuwa się w przewodniku, złączony jest następnie z trzonem korbowym C, a ten z korbą D. Korby te znajdują się na piastach kół pociągowych (rozpędowych) E i osadzone są

Fig. 40.

Fig. 40a.

względem siebie jak najdokładniéj pod kątem prostym, tak samo jak przy maszynach statkowych. Oś pociągowa jest prosta, ponieważ korby znajdują się na zewnątrz, jest zatem do odkucia łatwiejszą od osi łamanéj, kiedy cylindry znajdują się wewnątrz ramy.

Stawidła odbierają ruch odmimośrodów F i Fʼ osadzonych na osi pociągowéj, a to za pomocą trzonów G i Gʼ, z których F i G do ruchu przodowego, a Fʼ i Gʼ do ruchu tylnego służą. Oko b widełkowate trzona G na figurze 40a opiera się na czopie H na figurze 40 widzialnym, i chwyta trzon szybrowy K. Za pomocą więc połączenia między sobą części F, G, b i H stawidło L poruszane jest mimośrodem F; a cały taki sam przyrząd Fʼ Gʼ bʼ porusza się wtedy luźno czyli bezużytecznie i dopiéro zaczyna działać, kiedy przerwiemy komunikacyę między F G b a H, a oko bʼ z H połączymy; wtedy to stawidło L posuwa się w tył czyli w odwrotnym kierunku, a zatém i tłok poruszać się będzie w odwrotnym kierunku, albowiem mimośród Fʼ stoi naprzeciwko mimośrodu F Luzowanie i zahaczanie trzonów G i Gʼ uskutecznia się za pomocą drążka kątowego cde, którego punkt obrotu znajduje się w d, a którego głowa e złączona jest z obóma trzodami G i Gʼ (fig. 40a.). Od punktu c wychodzi sztanga ff ukośnie i idzie aż na pokład maszynisty (Standort), gdzie opatrzona jest silną korbą, czyli lewarem, mogącym się ustawiać w grzebieniu, w miejscu gdzie maszynista za stosowne uważa. Kiedy lewar stoi na środku grzebienia, stawidła są zamknięte i maszyna stoi; kiedy lewar jest na prawym krańcu, maszyna idzie z największą swoją siłą naprzód; kiedy lewar stoi na krańcu lewym grzebienia, maszyna idzie z największą swoją siłą nazad. Kiedy lewar stoi w środku, dla wszelkiéj pewności, należy także regulator parowy T zamknąć.
M ognisko zwane także fajerbuksem, g drzwi ogniskowe, N kocioł parowy cylindrowy opatrzony 125 rurkami płomiennemi, O zbiornik, albo tum parowy, P rura parowa, którą para ze zbiornika udaje się do skrzynek stawidłowych L, a następnie [123]upustami do cylindrów parowych. QQ dmuchawka, którą maszynista przymyka albo otwiera za pomocą drążka ZW. RR dwie klapy bezpieczeństwa z wagami sprężynowemi SS. TU regulator parowy. T korba od regulatora do wypuszczania, pary do rury parowéj PP. V grabka lub zgarniaczka do śniegu i odrzucania wszelkich zawad leżących na szynach. Oprócz tego rysunki przedstawiają widok ramy, na któréj cały mechanizm spoczywa, pompę zasilającą p, poruszaną za pomocą krzyżulca w punkcie m; cztery koła biegowe, komin i bufory.

Fig. 41.

Regulator motylowy czyli przepustnica (Drosselklape) figura 41), jest to tarcza opatrzona otworami i mogąca się przesuwać na takiejże drugiej tarczy, również otworami opatrzonéj. Jeżeli tarcza ruchoma znajduje się w takiém położeniu, że zakrywa otwory tarczy za nią będącéj, w takim razie komunikacya między kotłem a stawidłami (szybrami) zupełnie jest przeciętą; jeżeli przeciwnie, tarcza ruchoma znajduje się w takiém położeniu, że jéj otwory znajdują się nad otworami tarczy za nią będącéj, w takim razie otwiera się komunikacyę parze między kotłem a stawidłami. Rękojeść korby jest tak ustawiona, że maszynista ze swego pomostu może nią z wszelką łatwością regulować odpływ pary z kotła do cylindrów.

43. Jaki stosunek zachodzi między objętością przestrzeni parowéj kotła a objętością cylindrów parowych?

Kotły parowozów powinny przynajmniéj taką, przestrzeń parową posiadać, któraby wyrównywała 18 napełnieniom cylindrów. Im większą jest przestrzeń parowa, tém suchszą jest odchodząca para i jednostajniejsze jéj działanie.
Mosiężny albo żelazny zbiornik pary O (fig. 40a) przez swoją wysokość i zwiększenie przestrzeni parowéj, wpływa niemało na otrzymywanie suchéj pary. Para wilgotna bardzo wiele traci na swéj skuteczności i bywa przyczyną zepsucia się nieraz maszyneryi.

44. Jakim sposobem oddaje się kotłu utraconą wodę przez wyparowanie?

Oddaje się ją za pomocą pomp zasilających.
Dwa są rodzaje pomp zasilających:
1) Zwyczajne pompy ssąco-tłoczące, poruszane maszyną parową, znajdujące się jeszcze na dawnych parowozach.
2) Inżektory czyli smoczki Giffarda (Dampf strahlpumpe, Injecteur) działające bezpośrednio za pomocą pary kotłowéj. Smoczki Giffarda (znacznie uproszczone) znajdują się na wszystkich nowszych lokomotywach, i w tém mają wielką swą zasługę, że działać mogą nieustannie, w czasie nawet spoczynku maszyny, kiedy pompy mogą zasilać kocioł tylko podczas działania maszyny, to jest podczas jazdy.

45. Jaki jest skład zwyczajnej pompy ssąco-tłoczącéj?

Zwyczajna pompa ssąco-tłocząca składa się z cylindra (fig. 42) metalowego A, w którym porusza się tłok tam i napowrót.
[125]

Fig. 42.

Cylinder połączony jest ze zbiornikiem wody w tendrze za pomocą rury E, a za pomocą rury zasilającéj F z przestrzenią wodną kotła parowego. Przy ujściach rury ssącéj i tłoczącéj czyli zasilającéj, znajdują się wentyle C i D kuliste, osadzone w odpowiednich koszykach, z których pierwszy nazywa się wentylem ssącym, a drugi tłoczącym. Oprócz wentyla D znajduje się na końcu rury zasilającéj, jeszcze jeden wentyl, aby na przypadek zepsucia się pompy, woda z kotła nie mogła się cofać.
W rurze ssącéj oprócz wentyla C umieszcza się jeszcze kurek, którym się przypływ wody reguluje, albo komunikacyę między zbiornikiem wody a pompą zupełnie przecina. Pomiędzy wentylami tłoczącymi czyli zasilającymi, daje się jeszcze tak zwany kurek probierczy, służący do przekonania się w każdéj chwili, czy pompa należycie działa. Przy parowozach tłok pompy złączony jest w punkcie B za pomocą trzona z mimośrodem, osadzonym na osi koła pociągowego albo téż z krzyżulcem. Śruby G i H służą do odjęcia pokryw, jeżeli chcemy dostać się do wentyli C i D i takowe zrewidować.

46. Jak sobie nożnamożna wyobrazić działanie pompy
tłoczącéj?

Wyciągając tłok z cylindra, tworzy się w nim przestrzeń próżna, w skutek któréj otwiera się wentyl ssący C; woda ze [126]zbiornika przypływa wtedy do cylindra i takowy napełnia. Kiedy tłok wpychamy napowrót, zamyka się wentyl ssący, woda znajdująca się pod tłokiem starając się ujść z cylindra, otwiera sobie wentyl zasilający D i tym sposobem wepchniętą zostaje do kotła lub do innego naczynia.

47. W jaki sposób urządzony jest smoczek, czyli inżektor Giffarda i w jaki sposób odbywa się jego działanie?

Ostatniemi czasy pomiędzy przyrządami kotłowymi, mianowicie też na lokomotywach, ukazał się Inżektor Giffarda, który my nazywać będziemy: smoczkiem Giffarda. Skład i działanie tego dowcipnego i zarazem użytecznego przyrządu są następujące:
Cylinder (fig. 43) zewnętrzny, opatrzony jest z jednéj strony rurą parową A, z drugiej zaś rurą ssącą F. Tłok B dzieli cylinder wewnętrzny (N) na dwa przedziały, z których jeden a stanowi przestrzeń parową, zaś drugi C przestrzeń wodną. Tłokiem B wchodzi para wewnątrz do cylindra przez znaczną liczbę otworków przy a widzialnych. Tłok ten zakończony jest dyzą, mogącą się otwierać albo téż przymykać za pomocą czopa, korbą M poruszanego. Korba O wraz z śrubą, na któréj jest umocowaną, służą do przesuwania tłoka, a tém samém do regulowania dyzy. Cieńkie wrzeciono, czyli stożek N znajdujący się wewnątrz tłoka, przy pomocy korby M może rzeczoną dyzę mniéj albo więcéj przymykać, a tém samém przypływ pary regulować.
Aby przyrząd uruchomić, ustawia się regulator za pomocą korby O w taki sposób, aby para rurą A przypływająca, napełniać mogła cylinder wewnętrzny; następnie przy pomocy korby M otwiera się cokolwiek dyzę: tym sposobem wpływać może para do przestrzeni C i do rury ssącéj F, gdzie zabiera z sobą znajdujące się tamże powietrze i gdzie tworzy próżnię, [127]

Fig. 43.

która w téj chwili napełnia się wodą. Jak tylko rozpoczęło się ssanie, wyciąga się w górę stożek N coraz to więcéj, aby coraz [128]więcéj pary przypływać mogło. Para ta skondensowana, zamienia się na wodę gorącą, wpływa do rury K, otwiera wentyl V i wchodzi do kotła rurą L jako woda zasilająca.
Główny warunek téj metody zasilania polega na tém, aby ilość wpływającéj wody, wystarczała do zupełnéj kondensacyi wpływającéj ilości pary. Zupełna kondensacya pary, potrzebną jest do utrzymania ciągłéj próżni wewnątrz owego przyrządu, gdyż przez to uskutecznia się ciągłe ssanie wody. Niedostateczna albo opóźniona kondensacya, pociąga za sobą niedostateczne zasilanie kotła, albo téż zupełną przerwę w zasilaniu. Im ciśnienie pary jest wyższe, tém stosunek zużytéj pary do zasilającéj wody bywa niekorzystniejszym. Okoliczność ta ma także miejsce, przy wszystkich pompach parowych. Przy ciśnieniu 10 atmosfer, smoczek Giffarda z zimną wodą działa jeszcze dobrze, co stwierdzoném zostało licznemi doświadczeniami. Ponieważ zaś wyższego ciśnienia nad 10 atmosfer, do dnia dzisiejszego w praktyce, nie używa się nigdzie, można więc z wszelką utrzymywać słusznością, że ze względu na wysokie ciśnienie pary, smoczek Giffarda, wszelkim wymaganiom praktyki, zadosyć czyni.
Temperatura wody wciąganéj do smoczka, nie powinna przekraczać pewnych granic, to jest nie powinna być do tego stopnia ogrzaną, aby kondensacya nie mogła się już odbywać.
Następująca tablica przedstawia dla różnych wartości ciśnienia pary, największą możliwą temperaturę wody, przed rozpoczęciem zasilania kotła.

Ciśnienie względne pary
w atmosferach:	½	–	1	–	1½	–	2	–	3	–	6.
Temperatura wody ssanéj
w stopniach Réaumura:	52°	–	47°	–	43°	–	41°	–	40°	–	35°.

Przy maszynach parowych kondensacyjnych, niedogodne jest użycie tego przyrządu, gdyż woda w kondensatorze posiada bardzo wysoką temperaturę, a woda gorąca w ogólności, daje [129]się ssać tylko z wielką trudnością. Przy bardzo nizkiém ciśnieniu pary, wysokość ssania bywa bardzo małą, mianowicie na początku działania przyrządu. Od 3ch atmosfer, można dopiero aparat ustawiać o 3,^m5 głębiéj od wody znajdującéj się w kotle, tak, że między poziomem wody zasilającéj w zbiorniku, a poziomem wody kotłowéj, dopuszczalna jest różnica 5 metrów. W ogólności można przyjąć za zasadę, iż niedogodnie jest ustawiać aparat niżéj od kotła.
Co się dotyczy skutku smoczka, to ten w porównaniu z pompą, nie bardzo jest wielki; kiedy bowiem przy zwyczajnych pompach parowych, 1 funt pary wystarcza do wypompowania 100 do 200 funtów wody, to smoczek Giffarda w tych samych warunkach, 1-ym funtem pary, zaledwie 10 do 20 funtów wody dostarczyć może. Ale choćby smoczek Giffarda, nie przedstawiał żadnéj oszczędności w materyale opałowym, to przecież ma swoje inne bardzo wielkie zalety. Przyrząd ten daje się ustawić w dowolnym kierunku, niezależnie od maszyny, tańszym jest od pompy, a koszta jego utrzymania, prawie za żadne uważać można. Mechanizm maszyny parowéj, przez usunięcie pomp zasilających, nadzwyczajnie się upraszcza; zasilanie kotła odbywać się może przy słabém ciśnieniu pary, któreby do uruchomienia maszyny nie wystarczało. Na parowozach, smoczek Giffarda zastępuje całkiem pompy zasilające zwyczajne i pompę parową, a działanie jego jest zupełnie od maszyny niezależne. Tym sposobem za pomocą smoczka, usuwa się wielką liczbę przeszkód w ruchu, spowodowanych w zimie przez zamarznięcie lub uszkodzenie się pomp zasilających. Następnie, przez ciągłe zasilanie kotła ciepłą wodą, oszczędza się bardzo kocioł, zmniejsza się cieknięcie rur i łatwiejszém jest do utrzymania jednostajne ciśnienie pary.
Na pokładzie statku parowego, smoczek Giffarda znajduje bardzo korzystne zastósowanie, bo zajmując bardzo mało miejsca i będąc bardzo lekkim, w porównaniu z dotychczasowemu pompami, oprócz zasilania kotła wodą, przy maszynach [130]pracujących bez kondensacyi, może jeszcze pompować wodę zbierającą się na dnie parostatku, i zarazem służyć jako sikawka parowa, na przypadek pożaru.
Wszędzie, gdzie tylko mamy ciepłą wodę do pompowania, smoczek Giffarda z wielką korzyścią daje się użyć, jak np. w łazienkach, farbierniach i innych licznych przemysłowych zakładach. W takich okolicach gdzie paliwo nie ma prawie żadnéj ceny, a utrzymanie maszyn jest bardzo kosztowne, jak w kopalniach węgla, tam smoczek Giffarda może również bardzo wielkie oddawać usługi, przy pompowaniu wody z kopalni.
Pierwotna konstrukcya smoczka Giffarda, uległa już bardzo licznym zmianom i poprawkom, jak to widzieć możemy dokładnie z broszury Alexandra Friedmana, wydanéj w Wiedniu 1870 r. pod tytułem: „Abhandlungen über die stufenweise Entwickelung der Dampfstrahlpumpen,“ które to ulepszenia uskutecznili: Schau, Friedmann, Turck, Krauss i inni technicy; lecz my wspomnimy tylko o dwóch najgłówniejszych, to jest o smoczkach Turck’a i Krauss’a, dziś bardzo upowszechnionych.
Smoczek systemu p. Turck, Inżyn. kolei żelaznéj zachodn. we Francyi.
Smoczek téj nowéj konstrukcyi, nie potrzebuje żadnych pakunków. Przy zwyczajnych aparatach część tłoka A (figura 44) leżąca między przestrzenią parową i wodną, uszczelniona jest pakunkiem konopnym albo metalowym. Pakunki te, zwłaszcza przy wysokiém ciśnieniu, rzadko bywają parotrwałymi, chociaż od ich szczelności użyteczność tego przyrządu zawisła. W poprawnéj konstrukcyi Turck’a, dyza B i zewnątrz leżący regulator wodny A są niezależnie od siebie przesuwalnemi, regulator znajduje się całkiem w przestrzeni wodnéj C i z parą nie ma żadnego związku; z żadnéj strony nie odbiera ciśnienia od pary, nie może więc ani pary, ani powietrza przepuszczać. Dyza B stanowiąca tutaj jednocześnie tylko koniec rury parowéj E, połączona jest z tąż rurą tak samo jak płaszcz I [131]

Fig. 44.

w jedném i tém samém miejscu. Para więc odciętą jest zupełnie od komory wodnéj i może tylko z nią komunikować za pomocą dyzy, jeżeli stożek G odkręcimy od góry, to jest: jeżeli przyrząd uruchomiamy.
Na regulatorze wodnym znajduje się sztanga zębata, poruszać się mogąca z pomocą kółka zębatego H; tym sposobem stożkowy koniec regulatora wodnego, można mniéj lub więcéj do kominka D przybliżać, a tém samém regulować wielkość otworu ssącego, stósownie do ciśnienia pary. Na osi trybika H, znajduje się mały drążek z podziolonym łukiem, który za pomocą klamki ze sprężyną, może być ustawiony odpowiednio do potrzeby. Regulowanie więc wody i pary, może się jedno od drugiego niezależnie odbywać.
Ponieważ regulator wodny A, komorę wodną w zupełności odosabnia, przeto znajdująca się w niéj woda, nie ma najmniejszego związku z dyzą parową B. Co więcéj, pomiędzy regulatorem wodnym i dyzą parową, znajduje się przestrzeń [132]próżna N, niedopuszczająca zarówno ogrzania się wody, jak i oziębienia się pary.

Fig. 45.

Urządzenie takie jest wielkiéj wartości, wywiera ono bowiem stanowczy wpływ na wysokość ssania i temperaturę wody wciąganéj, na granicę prężeń wewnątrz, w których aparat pracować może, na ilość i regulowanie wody zasilającéj, na łatwość uruchomienia przyrządu, nakoniec, na szybkość i pewność działania przyrządu.
Smoczek systemu Kraussʼa (fig. 45), odznacza się szczególniéj swoją prostotą, używany téż bywa na parowozach. Woda przypływa do niego z tendra. Nie posiada żadnych pakunków ani téż wrzeciona parowego, i z tego powodu ssać wody z dołu nie może. Dyzy, wodna i parowa, oraz komin pod wentylem, mają względem siebie stanowisko niezmienne. Para wchodzi rurą Q, a woda kranem H. Przyrząd ten raz uregulowany, nie odmawia już swojéj usługi, albowiem zepsuć się nie może. Smoczek ten ustawia się zwykle pod pokładem maszynisty, jak figura 46 wskazuje i wkręca się gwintem g do kotła, pod paleniskiem. Puszczając w ruch przyrząd, otwiera się [133]najprzód kran wodny H, za pomocą korby na pokładzie będącéj, a następnie wpuszcza się powoli parę. Regulowanie odbywa się kranem wodnym dotąd, dopóki woda zbyteczna nie przestanie odpływać rurą P, do tego celu przeznaczoną.

Fig. 46.

Prawo, na zasadzie którego odbywa się działanie tego aparatu, jest nader ciekawe, a przytém nadzwyczaj proste, dlatego objaśniamy go tutaj.
Przypuśćmy, że ciśnienie pary w kotle równa się 4 atmosferom; zatém wysokość kolumny wody równającéj się temu ciśnieniu, będzie wynosić 4×10,^m33, czyli że chyżość z jakąby woda z kotła wypływała, będzie równą $V={\sqrt {2\cdot g\cdot h}}$ gdzie g [134]oznacza przyspieszenie ciężkości ziemskiéj, to jest chyżość, jaką ciało wolno spadające, w ciągu pierwszéj sekundy nabyło i na końcu tejże posiada. Z doświadczenia wiadomo, że g w rozmaitych miejscach na ziemi, jest rozmaite, a w naszych okolicach wynosi około 9,81 metrów, h oznacza tutaj ciśnienie pary, pod jakiém woda wypływa, czyli wysokość kolumny równą czterem atmosferom, czyli 4×10,33 metrów, (albo w stopach francuzkich 4×31,8); wstawiwszy wartości liczebne w powyższą formułę i wyciągnąwszy pierwiastek kwadratowy z całego tego iloczynu, otrzymamy: ${\sqrt {2\times 9,81\times 4\times 10,33}}=28$ metrów, to jest, że woda wypływa z kotła do smoczka, z chyżością 28 metrów, w jednéj sekundzie czasu ^[1].
Para wodna pod ciśnieniem jednéj atmosfery, wypływa do przestrzeni próżnéj z chyżością 580 metrów w jednéj sekundzie czasu, a pod ciśnieniem 4ch atmosfer, teoretycznie rzecz biorąc, wypływa do przestrzeni próżnéj smoczka, z chyżością 615 metrów, gdzie się zagęszcza, czyli kondensuje.
Przypuśćmy, że para z taką właśnie chyżością płynąca, uderza o wodę skondensowaną. Kiedy woda będzie zimną, 6 jéj kilogramów wystarczy do skondensowania 1 kilogramu pary; całkowita więc ilość chyżości w massie 1 zawarta, rozdzieli się teraz na 6+1=7 części; czyli, że massa 7 złożona z 6 części wody i 1 części skondensowanej pary, będzie obecnie posiadała chyżość ⅐ pierwotnéj chyżości pary, czyli: ${\frac {615}{7}}=87,9$ metrów na sekundę; – co znaczy, że woda skondensowana wpływająca ze smoczka do kotła, płynie z chyżością 87,9 metrów na sekundę, zaś woda płynąca z kotła na jéj spotkanie, pod ciśnieniem 4ch atmosfer, płynie z chyżością 28 metrów na sekundę; przewyżka [135]więc chyżości 87,9–28=59,9 metrów na sekundę, stanowi przyczynę działania smoczka Giffarda, to jest: ponieważ chyżość skondensowanéj wody, jest większą od chyżości wody wypływającéj z kotła, zatém woda skondensowana, przezwyciężywszy opór wody kotła, płynąć będzie daléj z ową różnicą chyżości do kotła. Co zresztą łatwe jest do pojęcia.
W naszym rachunku pomijamy tarcie pary, wody, wysokość ssania wody i inne opory bierne, wszelako widzimy tutaj, iż aparat o tyle będzie skuteczniejszy, im temperatura wody w tendrze będzie niższą i im mniejsze będzie ciśnienie wody kotłowéj.

48. W któréj części lokomotywy, przytwierdzone są
pompy zasilające?

Każda lokomotywa ma po jednéj pompie z każdéj swojéj strony; ich rury zasilające wprowadzone są do kotła od strony dymnicy, gdzie pogrążone są w przestrzeni wodnéj. Kurek probierczy pompy tłoczącéj, jako téż kranik wtryskowy smoczka Giffardʼa, winny być tak umieszczone, aby mogły być dostępnymi dla maszynisty.
Pompy, każdą z osobna biorąc, powinny być tak wielkiemi, aby były w możności dostarczać dostateczną ilość wody do kotła; dla tego zawsze tylko jedna pompa znajduje się w ruchu, a druga bywa pomocniczą, na przypadek zepsucia się pierwszéj.
Oprócz dwóch pomp powyższych, znajduje się jeszcze trzecia pompa parowa (Petit cheval), stanowiąca niejako osobną maszynkę parową, służącą do zasilania kotła parowego wtedy, gdy lokomotywa znajduje się w spoczynku. Przy smoczku Giffard’a, ta trzecia pompa staje się już niepotrzebną, albowiem smoczek działać może podczas ruchu i podczas spoczynku.

49. Dla czego należy regulować przypływ wody zasilającéj?

Ponieważ maszyna stósownie do szybkości jazdy, nie zawsze tę samą ilość pary, a tém samém nie zawsze tę samą ilość [136]wody zużywa; wielkość zatém i działalność pomp jest tak urządzoną, że każda z osobna, powinna tyle wody dostarczyć, ile jéj oba cylindry w najszybszym ruchu pod postacią pary zużywają, i ile jéj wypuszczą klapy bezpieczeństwa, przy zawysokiém ciśnieniu, oraz świstawka parowa, podczas dawania sygnałów.
Czynność pomp odbywa się ciągle podczas jazdy, dla tego winna być wciąż według potrzeb regulowana kranami ssącymi, przy pompach tłoczących, lub kranami wtryskowymi, przy smoczkach Giffard’a.

50. Jakie mamy środki, dla obserwowania wysokości wody w kotle?

Ponieważ jest bardzo ważną rzeczą, aby woda w kotle, ciągle całkowitą powierzchnię ogrzewalną kotła zakrywała, a podług przepisów policyjnych o „bezpieczeństwie kotłów“ ^[2] taż woda, zawsze przynajmniéj 4 cale nad linią ogniową znajdować się powinna; przy każdym przeto kotle lokomotywy, znajduje się wodoskaz szklanny z kurkami probierczymi.
Wodoskaz składa się z rurki szklannéj pionowéj A (figura 47) ¼–½ cala średnicy w świetle, 5 do 12 cali długiéj, osadzonéj w buksach B i C, komunikującéj obiema końcami z kotłem parowym za pomocą kranów h i h. Parotrwały pakunek takich rurek szklannych, stanowią obrączki gumowe, przyciskane do nich odpowiedniemi mutrami. W kolanie górném, znajduje się kurek parowy h, a w dolném kurek wodny h, tak, że komunikacya rurki szklannéj z kotłem, w każdéj chwili, może być otwartą albo zamkniętą. Jeżeli ta komunikacya jest otwartą, to w szkiełku pokazuje się natychmiast woda w takiéj wysokości, w jakiéj znajduje się w kotle. Słup wody [137]

Fig. 47.

w szkiełku, z powodu ciągłego ruchu wody w kotle, nigdy nie stoi spokojnie, ale podnosi się i opada ciągle, dopóki kocioł jest w ruchu. Jeżeli się zatka rurka szklanna, woda w niéj będąca, przestaje także oscylować, co bywa dowodem nieużyteczności takiego wodoskazu. Ażeby się rurka szklanna nie zapchała, należy ją od czasu do czasu parować. Zamyka się wtedy kran wodny, a otwiera się parowy, tudzież kurek c do wyparowania, czyli wyczyszczenia szkiełka służący. Jeżeli to nie pomoże, należy zamknąć kurek parowy i wodny hh; mutrę górną b odkręcić, kurek c otworzyć i drutem szkiełko z kamienia kotłowego oczyścić. Jeżeli się szkło rozbije, należy wtedy zamknąć najprzód kurek wodny a potém parowy, ażeby się nie oparzyć. Potém otwiera się śruby D i D, wyrzuca się szkło rozbite lub pęknięte i nowe zakłada. Zakładanie nowego szkiełka, winno się odbywać szybko, ażebyśmy znowu byli w możności, stan wody w kotle obserwować dokładnie.
Na przypadek zepsucia się wodoskazu szklannego, na każdym kotle lokomotywy, znajdują się jeszcze trzy kurki ggg, tak zwane probiercze. Te kurki ustawione są nad sobą w odległości 4 cali jeden od drugiego i komunikują albo bezpośrednio z kotłem za pomocą rur mosiężnych, lub téż umieszczone są na rurze pionowéj EE, jak to ma miejsce przy kotłach stałych.
[138] Ta rura pionowa komunikuje z przestrzenią, parową kotła, za pomocą rury pozioméj L, a z przestrzenią wodną, za pomocą rury M. Krany hh otwierają się za pomocą drążków G i F połączonych z sobą drążkiem pionowym H. Jeżeli kurki hh mają być zamknięte, należy drążkiem H pociągnąć na dół, wtedy drążki G i F zrobią ¼ obrotu i przybiorą położenie kropkowane.
Najniższy kranik probierczy, znajduje się na poziomie linii ogniowéj, środkowy, na normalnéj wysokości linii wodnéj, a najwyższy, komunikuje się z przestrzenią parową kotła. Otwierając owe kurki, to najniższy pokazywać będzie wodę, środkowy parę pomięszaną z wodą, a górny zaś czystą parę.
Jeżeli najwyższym kurkiem pokazuje się woda zamiast pary, jest to najlepszym dowodem, że w kotle jest za dużo wody; jeżeli zaś najniższym kurkiem wychodzi para, zamiast wody, wtedy w kotle jest za mało wody; a ponieważ powierzchnia ogniowa kotła jest zupełnie odsłonięta, niebezpieczeństwo pęknięcia kotła jest bardzo blizkie, które można tylko usunąć, przez natychmiastowe wyrzucenie ognia z paleniska. Kurki probiercze należy często parować i czyścić.
Wodoskaz i kurki probiercze umieszczone są na ścianie szczytowéj kotła, zatém łatwo widzialne i w każdéj chwili dla maszynisty dostępne.
Drugim przyrządem do pokazywania wody w kotle, jest dzisiaj bardzo upowszechniony Wodoskaz magnetyczny Pinelʼa.
Na wystawie powszechnéj w Londynie 1851, a w Paryżu 1855 roku, ukazał się po raz pierwszy przyrząd p. Lethuillier-Pinel, inżyniera-mechanika z Rouen, pod nazwiskiem wodoskazu magnetycznego, jak go figura 48 w widoku bocznym i w przekroju podłużnym przedstawia. Zaleca się ścisłością, prostotą, łatwością przytwierdzenia, dokładnością w działaniu, trwałością i tém, że mało wymaga uwagi, aby go utrzymać w stanie zdolnym do działania.
Pływak ten składa się: z rury pionowéj BC z lanego żelaza, u góry zakończonéj puszką mosiężną F przecięcia

Fig. 48.

kwadratowego, a na wierzchu znachodzi się manometr sprężynowy Bourdon’a D, do wskazywania ciśnienia pary w kotle. Część dolna B stanowi także klapę bezpieczeństwa; w téjże saméj części znachodzi się i świstawka parowa E, ostrzegająca maszynistę o braku wody w kotle parowym. Na samym dole wodoskazu znachodzi się kula z blachy żelaznéj wewnątrz pusta A, pływająca w wodzie kotła parowego. Kula ta przed założeniem, próbuje się zwykle na ciśnienie dwa razy większe od ciśnienia pary, pod jakiém kocioł pracuje; przytwierdzona jest do drążka piónowego AGF, który opatrzony jest palcem G do otwierania świstawki, jeżeli pływak A opadnie poniżéj przepisanéj sobie wysokości, na jakiéj ciągłe stać powinien; w górnym końcu owego drążka z jednéj strony, znajduje się sprężynka, przyciskająca podkowę magnetyczną z przeciwnéj strony umieszczoną, któréj bieguny zagięte są pod kątem prostym do samego magnesu, podnoszącego się lub opadającego w puszce mosiężnéj F, w miarę wznoszenia się pływaka A do góry, lub opadania tegoż na dół. Na zewnętrznéj stronie puszki, znajduje się odosobniona igiełka żelazna poruszana w górę albo na dół przez przyciąganie magnesu, naśladując wszystkie jego poruszenia. Wznosząc się do góry po nad zero pokazuje, iż wody za dużo, opadając niżéj zera pokazuje, iż jéj jest w kotle za mało; a jeżeli maszynista lub jego pomocnik, nie zwrócili uwagi na igiełkę magnesową, a brak wody w kotle zagrażać może niebezpieczeństwem, w takim razie palec G otwiera parową świstawkę E i przeraźliwym swym świstem, daje znak o braku wody nietylko maszyniście, ale wszystkim osobom, znajdującym się podówczas w zakładzie.

Posiadając taki przyrząd w stanie należytym, nie można się obawiać o pęknięcie kotła, dla braku wody, gdyż zawsze ktoś świstawkę usłyszy, i puści w ruch pompę zasilającą lub smoczek Giffard’a. Bok puszki, po którym przebiega igiełka, jest posrebrzany i podzielony na stopnie; cyfry na dole poniżéj zera będące, oznaczają brak wody w kotle, – a cyfry idące od zera do góry, oznaczają, że jéj jest za dużo. Podziałki czyli [141]stopnie znajdują się po nad sobą w odległości po 2 centymetry; można więc w liczbach wyrazić, ile brakuje wody, lub, ile jej kocioł posiada za dużo.
Użycie tych pływaków bardzo jest upowszechnione po wszystkich większych przemysłowych zakładach, a szczególniej téż w cukrowniach, – i może dziś nie ma ani jednéj fabryki cukru w Królestwie Polskiém, na Podolu, Wołyniu i Ukrainie, gdzieby wodoskazów, czyli pływaków magnetycznych Pinell’a nie było. Pływaki magnetyczne Pinell’a, założone w paryzkiej mennicy wr. 1855 podczas wystawy powszechnéj, przez 5 lat prawie nie były ruszane,- albowiem bez żadnéj poprawki, przez ten przeciąg czasu, dobrze funkcyonowały.

51. Jakich przyrządów używa się do bezpiecznego funkcyonowania kotłów?

Bezpieczeństwo kotłów zagrożone z jednéj strony zamocném ciśnieniem pary od wewnątrz, działającéhm na rozerwanie; z drugiéj strony ciśnieniem powietrza zewnętrznego, działającém na zgniecenie próżnych kotłów, otrzymuje się za pomocą płyt topliwych, złożonych z cyny, bizmutu i ołowiu ^[3], osłoniętych kratą żelazną przeciwko ciśnieniu pary i umieszczonych w odpowiednich otworach podniebienia ogniska. Jeżeli skutkiem opadnięcia wody, podniebienie odsłoniętem zostanie, wtedy płyty natychmiast się topią, a powstałymi tym sposobem otworami para wpadając z gwałtownością do ogniska, gasi w niém znajdujący się ogień i niebezpieczeństwo usuwa.
Lepszymi jednak w tym względzie są przyrządy, czyli korki Black’a (figura 49), których budowa jest następująca:
A jest to korek stożkowy, topiący się w lOO°C. Rura BCD przy B jest zamknięta, a dolnym końcem D otwartym, [142]

Fig. 49.

zanurza się kilka cali w wodzie. Przyrząd E utrzymujący korek, jest świstawką parową. Wentyl F mający kształt tłoka, służy do przecięcia komunikacyi otworu korka z rurą miedzianą. Dopóki stan wody w kotle jest dostatecznie wysoki, ciśnienie pary utrzymuje wodę w rurze DCB skręconéj spiralnie dla oszczędności miejsca. Woda w rurze będąca, z powodu ciągłego stygnięcia przez promieniowanie cieplika na zewnątrz, posiada temperaturę 40 do 50°C. Jeżeli stan wody w kotle, opadnie pod dolny otwór rury D, woda spływa natychmiast do kotła, a jéj miejsce zastępuje para, która skutkiem wysokiéj swéj temperatury, topi korek A, wydostaje się przyrządem E na zewnątrz i przeraźliwie świszczę. Świstanie to, jest właśnie wskazówką, że nie ma wprawdzie jeszcze niebezpieczeństwa, ale że się rozpoczyna. Wtedy wentylem F za pomocą drążka H, zamyka się komunikacyą z E i jednocześnie pompę zasilającą w ruch puszcza. PP. Watremez i Kloth, wyrabiający rzeczone aparaty w Akwizgranie, liczne posiadają świadectwa, przekonywające, iż takowe aparaty ochroniły już nie [143]jeden przemysłowy zakład, od bardzo wielkiego nieszczęścia. Żałować tylko przychodzi, iż aparaty te nie upowszechniły się więcéj.
Klapy bezpieczeństwa, których każdy większy kocioł zwykle dwie posiada, służą do upuszczania pary na zewnątrz, gdy jéj prężenie stało się wyższém od przepisanego; a zatém do przywracania parze normalnego ciśnienia. Klapa bezpieczeństwa jest to wentyl (grzybek) obciążony od zewnątrz ciężarem. Wentyl ten zamyka pewien otwór kotła i może się ku zewnątrz podnosić, ilekroć razy ciśnienie pary wewnątrz kotła, przekracza dozwoloną granicę.
Oznaczenie ciężaru przyciskającego bezpośrednio ów wentyl, czyli grzybek albo klapę bezpieczeństwa, jest nadzwyczaj łatwe. Przypuśćmy, że średnica jego wynosi 3½ cali, ciśnienie pary na każdy cal kwadratowy 4 atmosfery, czyli 60 funtów. Powierzchnia wentyla mającego średnicę 3½, czyli 3,5 cali,wynosi 9,621 cali kwadratowych, a zatém obciążenie wentyla powinno wynosić: 9,621×60=577,26 funtów, aby para ciśnienia 4ch atmosfer, mogła być produkowaną w kotle, to jest, aby z niego nie mogła uchodzić, dopóki jéj rozprężliwość nie przekroczy 60 funtów na cal kwadratowy. Ale wstawianie tak ciężkiego wentyla, ważącego 577¼ funtów, w otwór kotła 3½ calowy, byłoby wcale niewygodnym, a zatém i niepraktyczném. Mechanicy przeto budujący kotły, przyśli na pomysł szczęśliwy, nie obciążania bezpośrednio klapy bezpieczeństwa, ale za pośrednictwem drążka odpowiedniéj długości, na końcu którego zawieszają ciężar bardzo mały, jednakże żądany skutek sprawiający. Obliczenie tego ciężaru, jest cokolwiek od powyższego trudniejsze, ale każdy maszynista znać go dokładnie powinien, aby w każdej chwili i w każdéj potrzebie, mógł swoje klapy bezpieczeństwa zregulować, gdyż od nich głównie bezpieczeństwo kotła zawisło.
Obliczenie obciążenia klapy za pomocą drążka, czyli obciążenia pośredniego, odbywa się w sposób następujący: Wentyl [144]ab (figura 50) posiada np. średnicę 1¾, czyli w miarach dziesiętnych 1,75 cali, a zatém powierzchnia jego wynosi 2,405 cali kwadratowych. Ciśnienie pary w kotle wynosi wprawdzie 4 atmosfery, a że ciśnienie powietrza zewnętrznego wynosi 1

Fig. 50.

atmosferę, względne więc czyli rzeczywiste ciśnienie pary w kotle, wynosić będzie tylko 3 atmosfery czyli 45 funtów na cal kwadratowy, zatém całkowite ciśnienie pary na wentyl będzie:

2,405×45=108 funtów.

Obecnie odważam wentyl; jego ciężar wynosi np. 3 funty. Daléj oznaczam ciśnienie, jakie drążek wywiera na wentyl; w tym celu wyszukuję najprzód środek ciężkości owego drążka, to jest ustawiam go na ostrzu w ten sposób, aby się mógł równoważyć; odległość środka ciężkości od punktu przyczepienia F, niechaj wynosi np. 9 cali. Teraz mierzę jak najdokładniéj odległość punktu D działającego na wentyl, od punktu przyczepienia F, odległość ta wynosi np. 2 cale. Daléj ważę drążek, którego [145]ciężar wynosi np. funtów 4. Ciśnienie drążka w punkcie D na wentyl, znajdziemy w następujący sposób $=2\times {9 \over 2}=$ 18 funtów; co razem z ciężarem wentyla, 21 funtów wyniesie. Należałoby więc obciążyć wentyl 108—21=87 funtami. Ale ciężar ma być zawieszony nie na klapie, ale na końcu drążka EF w punkcie E. Zmierzmy zatém odległość tego punktu E od punktu F przyczepienia drążka. Wielkość ciężaru, mającego się w punkcie E zawiesić, otrzymamy wtedy, jeżeli znajdziemy stosunek zachodzący między EF i FD i przez ten stosunek podzielimy powyżéj znaleziony ciężar 87 funtów. Przypuśćmy, że EF=20 cali, FD=3 cale, zatém ${EF \over FD}={20 \over 2}={10 \over 1;}$ zatém ${87 \over 10}=$ 8,7 funtów = 8 funt. 22½ łutów jest ciężarem szukanym, jaki powiesić należy na końcu drążka EF w punkcie E.
Podług przepisów belgijskich z roku 1864: Règlement de Police et Instructions, średnica klapy bezpieczeństwa, wynajduje się z następującej formuły:

(1)

d=2,6{\sqrt {\frac {S}{n-o,412}}}

,

gdzie S oznacza powierzchnię ogrzewalną kotła parowego w metrach kwadratowych, n liczbę atmosfer ciśnienia pary w kotle.
Jeżeli np. kocioł parowy jest 10-konny, ma 15 metrów kwadr. powierzchni ogrzewalnéj i ma funkcyonować pod ciśnieniem 5 atmosfer, to średnica klapy podług powyższego wzoru będzie =4,7 centymetrów ^[4].

Formuła podług jakiéj Francuzi i Belgijczycy wynajdują ciężar mający być zawieszony na końcu drążka klapy bezpieczeństwa, jest następująca (fig. 50):

(2)

{\frac {P\times FE}{FD}}+{\frac {p\times m}{FD}}+p'=Q

;

gdzie P oznacza ciężar szukany. Przypuśćmy, że długość drążka FE=60 cm., FDFD=6 cm., ciężar drążka p=l,5 kilogr., ciężar klapy pʼ=0,5 kilogr., odległość od F do środka ciężkości drążka, czyli m=25 cm., a ciśnienie względne pary w kotle na klapę, to jest, Q=116,81 kilogramów, (gdy na 1 cm. □ ciśnie 4x1,033=4,132 kil.). — Wyciągnąwszy wartość na P z równania (2), otrzymamy:

(3)

P={\frac {FD(Q-p')-p\times m}{FE}}

Wstawiając w to wyrażenie powyższe wartości liczebne, otrzymamy:
$P={\frac {6(116,81-0,5)-1,5\times 25}{60}}=11,006$ kilogramów.
Na lokomotywach jednak nie używa się takich samych wentyli bezpieczeństwa, jak przy kotłach lądowych, których drążki obciążają się gwichtami; gdyż z powodu ciągłego a nieuniknionego drgania parowozu, obciążenie wentyli ciężarami byłoby bardzo niedogodne; dlatego wentyle bezpieczeństwa obciążają się tu zwykle sprężynami. Na lokomotywach, tak samo jak i na kotłach lądowych, daje się po dwie klapy bezpieczeństwa; jedna umieszcza się nad ogniskiem i dostępną jest dla maszynisty, a druga znajduje się zwykle z przodu kotła za kominem, z którą maszynista w czasie jazdy, nie ma żadnego stosunku. Figury 51 i 52 przedstawiają nam bardzo używane klapy bezpieczeństwa.
Wentyl A umieszczony jest na żelaznym kapeluszu BB, przyśrubowanym do kotła; przyciskany jest na dół drążkiem CDE obciążonym wagą sprężynową EFGH. Ta ostatnia złożona jest z dwóch cylindrów suwających się po sobie, których końce złączone są z sobą sprężyną spiralną, tak, że dolny cylinder przymocowany jest do kotła w punkcie H, śruba FFʼ [147]przymocowana do GF siłą sprężyny, pociąganą jest na dół. Wielkość tój ściągającej siły, pokazuje skala umieszczona na GF i to

Fig. 51.

Fig. 52.

za pomocą skazówki I umieszczonéj na cylindrze wewnętrznym, a kursującéj w podłużnym otworze cylindra zewnętrznego, opatrzonego stósownemi podziałami. Podziałka ta czyli skala, wskazuje ciśnienie pary na jednostkę powierzchni, na które oddziaływa ciśnienie pary na wentyl. W normalnym stanie ciśnienia, oba te ciśnienia znajdują się w równowadze.
[148] Za pomocą mutry E na śrubie FFʼ bardzo drobnym gwintem opatrzonéj, można ciśnienie dowolnie zwiększać lub pomniejszać.
Obciążanie wentyli za pomocą sprężyn ma tę niedogodność, że w miarę unoszenia się wentyla, zwiększa się i ciśnienie na takowy działające, przez co para, któréj prężenie jest właśnie w możności uskutecznić podniesienie się wentyla, tamowaną będzie przy wypływaniu. Téj niedogodności zapobiega przyrząd Meggenhoffenʼa, przedstawiony na fig. 53 i 54.

Fig. 53.		Fig. 54.

Figura 53 przedstawia nam przyrząd, kiedy wentyl jest zamknięty, fig. 51 kiedy jest otwarty.
Drążek bon obciążony jest wagą sprężynową. Sposób połączenia wagi sprężynowéj z drążkiem wentylowym jest tego rodzaju, że wywarte na nią działanie w każdém położeniu drążka, [149]zawsze jest jedno i to samo. Prężenie wagi przenosi się na drążek bon za pomocą drążka kątowego dba. Ten jednak drążek kątowy, za pomocą kierownika ca, (którego punkt przyczepienia a może być regulowanym), przy podnoszeniu się wentyla przesuwa się w taki sposób, że na punkt o działa zawsze jednakowe ciśnienie. Waga więc sprężynowa, działa tutaj jak zwyczajny ciężar.

52. W jaki sposób wypróżnia się i oczyszcza kocioł?

Rozmaite małe otwory 2 do 3 cali średnicy mające, na dnie kotła umieszczone, zwane otworami szlamowymi, służą pospolicie do parowania i czyszczenia kotłów. Otwory te umieszczają się w tych miejscach, gdzie się najwięcéj kamienia kotłowego osadza i którędy najłatwiéj go usunąć.
Do wchodzenia w kocioł, służy otwór manlochem zwykle nazywany (Manloch; trou d’homme); ma on formę podłużnie okrągłą czyli eliptyczną, 12 cali szerokości a 18 cali długości.
Figura 55 przedstawia pokrywę manlochu. Złożona jest jak widzimy z dwóch blach żelaznych kutych AA, z sobą

Fig. 55.

znitowanych; opatrzona jest uchem E również żelazném, kutem, do trzymania jéj ręką w czasie zamykania, lub otwierania manlochu. Opatrzona jest nadto czopem F, zakończonym gwintem. Dla zamknięcia kotła, wkłada się pokrywę wewnątrz manlochu, przyciąga się ją uchem E do ścian kotła BB; wkłada się strzemię czyli jarzmo DD na czop F, a końce jego o ścianę kotła opiera, i mutrą dotąd dokręca, dopóki pokrywa AA szczelnie do ściany kotła B nie przylega. W czasie parowania wody w kotle, daje się najlepiéj widzieć, czy manloch dobrze zamkniętym został; jeżeli para uchodzi, dokręca się jarzmo dotąd mutrą, dopóki manloch nie przestanie parować.

Na pakunek manlochowy używa się warkocza konopnego lub bawełnianego, namoczonego w gorącym łoju, lub téż kauczuku wulkanizowanego,.
Aby kotły zabezpieczyć od zgniecenia przez otaczające go powietrze, kiedy się w nim utworzy próżnia przez kondensacyą pary, używa się tak zwanych wentyli powietrznych (Luftwentil; soupape â air).
Figura 56 przedstawia nam taki wentyl w przecięciu pionowem. A jest to wentyl osadzony na pręcie pionowym, łączącym

Fig. 56.

się ruchomo w punkcie c z drążkiem C. Punkt obrotowy drążka, znajduje się w nadlaném siodełku, stanowiącém jego podporę. W skutek małego przeciwciężaru, zawieszonego na końcu owego drążka, wentyl zawsze jest zamknięty, a do tego ciśnięty jest przez parę, dopóki ta znajduje się w kotle. Jeżeli jednak zmniejsza się coraz więcéj prężenie pary wewnątrz kotła, [151]w skutek oziębienia się onego i kondensacyi pary, powietrze zewnętrzne zyskuje podówczas przewagę, a cisnąc na wentyl, otwiera takowy i wchodzi do kotła, dopóki ten jest otwarty i dopóki między ciśnieniem wewnętrzném kotła, a ciśnieniem zewnętrznego powietrza nie nastąpi równowaga, – poczém wentyl powietrzny w skutek przeciwciężaru, znowu się zamyka.
Wentyl powietrzny nie potrzebuje być wielkim; średnica 2 cale dla największego nawet kotła, jest wystarczającą. Usunięcie tego wentyla, spowodowało już nieraz zgniecenie kotła. Jeżeli kocioł jest cylindrowy i posiada dostateczną grubość blachy, nie ma obawy o jego zgniecenie; ale kotły na statkach parowych nizkiego ciśnienia, mające kształt kufrów, zbudowane z cieńkiéj blachy, oraz kotły używane po gorzelniach, a budowane bez żadnéj kontroli, przez kotlarzy nie znających przepisów o budowie kotłów, winny być bezwarunkowo zaopatrzonymi w wentyle tego rodzaju.

53. W jaki sposób mierzy się ciśnienie pary zamkniętej w kotle?

Manometrem czyli paromierzem. Manometry dzisiaj najwięcéj używane na parowozach i w ogólności przy kotłach pracujących pod wysokiém ciśnieniem, są manometrami sprężynowymi czyli metalowymi.
Najważniejszymi z pomiędzy nich są: Bourdona, oraz Schäffera i Budenberga. Funkcyonowanie ich polega na zmianie formy rurek metalicznych, sprawionéj w skutek działania ciśnienia pary na ich ściany wewnętrzne albo zewnętrzne. Nie bardzo dawno wynalezione, a już uległy rozmaitym zmianom i poprawkom. Opiszemy tu główniejsze.
1°) Figura 57 przedstawia manometr metaliczny, wynaleziony przez Francuza, inżyniera Eugeniusza Bourdona. Główną część składową tego przyrządu stanowi rurka miedziana [152]zagięta F, do środka któréj wpuszcza się parę z kotła; rurką AB i kranikiem C mogącym się otwierać albo zamykać, za pomocą trzonka czyli rękojeści D.

Fig. 57.

Koniec rurki F jest zamknięty, a za pomocą stawu ruchomego GL złączony jest ze skazówką KZ. Skazówka porusza się około punktu K i na cyferblacie H wskazuje ciśnienie pary w atmosferach. Ruch końca rurki sprawiany ciśnieniem pary, polega na tém, że rurka ma przekrój nie okrągły, ale owalowaty. Przekrój ten zmienia swoją formę przez ciśnienie pary w kształt więcéj okrągły, a która to zmiana daje się postrzegać na cyferblacie, za pomocą skazówki.

Fig. 58.

2°) Drugi rodzaj manometru Bourdon’a, podobny zresztą do pierwszego, składa się, jak fig. 58 przedstawia, ze skazówki i podziałki. Za skazówką, znajduje się pusta, zgięta rurka ABC, któréj jeden koniec zamknięty, a drugi otwarty i z przestrzenią parową złączony. Wpuściwszy w nią parę, to w miarę słabszego lub większego jéj prężenia, będzie się starała tę rurkę mniéj albo więcéj przedłużyć, a tym sposobem skazówkę na skali przedstawiającéj funty albo atmosfery, mniéj lub [153]więcéj posuwać. Każda zmiana rurki przenosi się na łuk zębaty ik,a tém samém na skazówkę za pomocą drążków AE i CD. Słaba sprężynka spiralna hh, oddziaływa wstecznie na ruchy punktów E i D, aby tym sposobem położenie skazówki ustalić.
Manometrów tego rodzaju używa się także czasem do mierzenia próżni w kondensatorach i dlatego przyrządy tego rodzaju nazywać się również zwykły: Vacuummetrami czyli próżniomierzami.
3°) Manometr Schäffera i Budenberga, jak nam go figura 59 przedstawia, składa się z falowatéj czyli pokarbowanéj płyty stalowéj a, utwierdzonéj między dwoma kołnierzami szyjki

Fig. 59.

Fig. 60.

manometru, a zabezpieczonéj od wilgoci za pomocą tarczy kauczukowéj b. Para działająca od b, wygina płytę falowatą mniéj lub więcéj do góry, w miarę mniejszego albo większego jéj [154]prężenia. To mniejsze albo większe prężenie pary, pokazuje na cyferblacie ee skazówka d.
Figura 60 przedstawia część dolną manometru z dwiema falowatemi płytami, wynalezionego przez Gäblera i Veitshaus'a. Tutaj dwie płyty stalowe falowato wygięte, są ze sobą połączone, a górna z przestrzenią AA jest parotrwale złączona. Para okrąża obie płyty, niejako tabakierkę stanowiące i ściska je coraz mocniéj w miarę zwiększenia się ciśnienia pary, lub téż coraz słabiéj w miarę słabnięcia w kotle prężności pary. Na dolnéj płycie zawieszony jest pręt B wskazujący każdą zmianę formy tabakierki na cyferblacie, podobnie jak i na poprzednim manometrze. Użycie dwóch płyt falowatych, czyni manometr daleko czulszym, niż kiedy ten, tylko jednę płytę posiada.
Ponieważ manometr umieszcza się zawsze na tylnéj szczytowéj ścianie kotła, przeto maszynista w każdéj chwili ze stanu jego skazówki wnioskować może, o wysokości ciśnienia pary wewnątrz kotła zamkniętéj. Że zaś ciśnienie pary nie może być nigdy jednostajném, z tego téż powodu skazówka manometrowa, wciąż małe oscylacye czyli wahania odbywa. Jeśli skazówka po otwarciu kurka parowego, nie zmieni swojego miejsca, to z pewnością powiedzieć można, że manometr nie znajduje się w porządku, a w takim razie należy go zaraz dobrym manometrem zastąpić. Jak tylko klapy beypieczeństwabezpieczeństwa przepuszczają parę, manometr powinien wtedy z wszelką dokładnością pokazywać normalne czyli dozwolone ciśnienie pary. Jeżeli między kotłem a manometrem za pomocą kurka przetniemy komunikacyę, lub jeżeli kocioł ostygnie, wtedy skazówka na manometrze powinna się znajdować na 0 (zero); a co zawsze będzie miało miejsce, gdy manometr jest dobry.
Do mierzenia jednak pary nizkiego ciśnienia, używanéj do maszyn kondensacyjnych, np. na statkach parowych, używa się manometrów rtęciowych czyli merkuryalnych. Figura 61 przedstawia taki manometr na 3 atmosfery ciśnienia, a rura [155]parowa, b kurek, do którego przytwierdza się rura cde.

Fig. 61.

Ramiona c i d aż do linii pozioméj przez b przechodzącéj, napełnione są rtęcią; długość ich wynosi po 54"; tak samo długie jest i ramię e, w które wchodzi merkuryusz i które na swym górnym końcu, posiada żelazną skrzyneczkę f. Celem téj skrzyneczki jest, zatrzymywać merkuryusz, gdyby ten w skutek mocnego ciśnienia pary lub innéj przyczyny, miał być z rurki e wyrzuconym. Przez kółeczko g przechodzi lniany lub jedwabny sznurek, mający na jednym końcu zawieszony pływak ¼" średnicy a 3" długości, na drugim zaś końcu skazówkę, posuwającą się na tablicy h, podzielonéj na 45 funtów, czyli na 3 atmosfery. Jeśli kocioł jest zimny, czyli nie posiada żadnego ciśnienia pary, to skazówka pokazuje 0 (zero), a merkuryusz znajduje się w rurkach c i d na jednéj płaszczyźnie pozioméj. Od 0 do 45 lub od 0 do 3, przeniesionych jest 45 cali angielskich, które pozwalają w każdéj chwili czytać jakie jest ciśnienie pary w funtach na cal kwadratowy. Każde 15 funtów odpowiada 1 atmosferze (czyli 760m/m); i te atmosfery notowane są na tejże tabliczce, po lewéj stronie. Bardzo jest dobrze w blizkości b, umieścić kurek a, którymby można było wypuszczać na zewnątrz parę, skondensowaną na wodę. Wtedy to odpływa sobie woda swobodnie, nie wywierając żadnego wpływu na merkuryusz.
[156] Przedłużywszy tylko odpowiednie ramię fed do góry, to manometru tego można także i do wyższego ciśnienia pary używać niż 3 atmosfery, ale do zbyt wysokiego okazały się niedogodnemi, gdyż ramię to, musiałoby być nadzwyczajnie wysokie. Dla tego téż manometry rtęciowe, zastąpione zostały sprężynowymi, czyli metalicznymi Bourdona przy maszynach stałych, a przy parowozach i lokomobilach, użycie merkuryalnych byłoby całkiem niepodobném; dla tego téż wszędzie na maszynach parowych przenośnych, tylko manometry sprężynowe Bourdona lub Schäffera i Budenberga, widzieć się dają.
Ale przed niedawnym czasem, do sprawdzania dobroci manometrów i do mierzenia wysokiego ciśnienia pary przy maszynach stałych, niejaki Galy-Cazalat wynalazł manometr tłokowy merkuryalny, który przy niewielkiéj wysokości słupka merkuryuszu, może wysokie pokazywać ciśnienie pary lub wody.

Fig. 62.

W naczyniu ABC (fig. 62) zakończoném otwartą rurką CE poruszają się dwa tłoki dd i ff nie równéj średnicy; na tłok mniejszy dd działa od dołu ciśnienie pary płynącéj rurą D; na tłok znowu większy ff działa ciśnienie słupa merkuryuszu ffE. Jeżeli się ciśnienie pary powiększa, to tłoki posuwać się będą w górę, słup rtęci w rurze CE stanie się większym, a przez tę większą wysokość, powiększa się i ciśnienie na tłok ff.

Oznaczywszy promień tłoka dd przez r; tłoka ff przez r₁, ciśnienie pary przez d, stan manometru, czyli wysokość słupa rtęci fE przez h, ciśnienie tegoż słupa na jednostkę powierzchni tłoka przez d₁, to między temi cisnącemi siłami, nastąpi wtedy równowaga, gdy:

\pi \ r^{2}\ d=\pi \ {r_{1}}^{2}\ d_{1}

, zatém:

h=\left({\frac {r}{r_{1}}}\right)^{2}{\frac {d}{d_{1}}}

.

Wziąwszy np. $r=1/3\ r_{1}$ tak, że $\left({\frac {r}{r_{1}}}\right)^{2}=1/9$ , to

h=1/9{\frac {d}{d_{1}}}

Jeżeli zatém ciśnienie pary d w kotle, równe będzie 1 atmosferze, czyli 28 cali paryz merkuryuszu, to stan manometru będzie h = 28/9 = 3⅑ cali, to jest, że przy takiém urządzeniu, ciśnienie jednéj atmosfery czyli 28 cali, może być oznaczone przez słupek merkuryuszu 3⅑ cali wysoki.

54. Co to jest świstawka parowa?

Fig. 63.

Świstawka parowa, służąca maszyniście do dawania sygnałów (figura 63), składa się z rurki zamykanéj kurkiem ab, któréj dolny koniec skomunikowany jest z przestrzenią parową kotła, zaś górny z półkulą pustą, opatrzoną ostrym kantem. Para wychodząca z rurki dostaje się do przestrzeni cc, otoczonéj płaszczem e, nad którą znajduje się ostro zakończony dzwonek d, tak, że wypływająca para na zewnątrz w kierunku narysowanych strzałek, trafiając na ostrze, wydaje głos krzykliwy i przeraźliwy. Kurek opatrzony jest rękojeścią drewnianą, połączoną sznurem ze wszystkiemi wagonami, aby świstawka nie tylko maszyniście ale i konduktorom prowadzącym pociąg, a nawet i pasażerom, służyć mogła w ważnych wypadkach, do dawania sygnałów.

55. Jak wysokie jest ciśnienie pary, pod jakiém dzisiejsze parowozy pracują?

Dawniejsze parowozy pracowały pod ciśnieniem pary, które bardzo rzadko przechodziło nad trzy atmosfery; dzisiejsze jednak pracują, pod ciśnieniem 5, 8, a nawet 10 atmosfer, czyli 150 funtów na cal kwadratowy powierzchni kotła.

56. Z jakich, głównych części składa się maszyna parowa?

Maszyna, w któréj prężenie pary wykonywa swe działanie składa się z następujących części:
1°) Z dwóch cylindrów parowych.
2°) Z kierownika (Steuerung; distribution).
3°) Z mechanizmu roboczego.

57. W jaki sposób budują się cylindry parowe?

Cylindry parowe budują się zwykle z żelaza lanego, długość ich wynosi 2 do 2½ stóp, a średnica w świetle 12 do 20 cali. Cylindry są wewnątrz gładkie i z wszelką dokładnością cylindrycznie wytoczone tak, aby w każdém miejscu swojéj wysokości, płaszczyzną prostopadłą do osi przecięte, stanowiły doskonałe koła jednéj i téj saméj średnicy.
Cylindry są po obu końcach żelaznemi lanemi pokrywami zamknięte. Umieszczone są albo po obu stronach dymnicy przy ramie, albo téż nad ramą, lub téż pod dymnicą ale wewnątrz ramy. Podług tego, rozróżniają się lokomotywy z cylindrami wewnątrz albo zewnątrz leżącymi.
[159] Cylindry ustawione są, poziomo, albo cokolwiek ukośnie; opatrzone są, na końcach kurkami probierczymi, którymi się wypuszcza wodę skondensowaną, utworzoną w czasie stania maszyny. W każdym takim cylindrze, znajduje się tłok szczelnie do ścian jego przystający i mogący się w nim naprzód i wstecz przesuwać, jak to figury 64 i 65 przedstawiają, gdzie eg

Fig. 64.

Fig. 65.

oznacza cylinder parowy, K tłok, G trzon tłoka, S buks, czyli puszkę pakunkową, CE skrzynkę stawidłową, w któréj się para gromadzi; AB szufladę, czyli stawidło muszlowe do otwierania kanałów de i fg, którymi para wchodzi do cylindra, D rurę parową, którą para z kotła wpływa do skrzynki stawidłowéj, F trzon stawidłowy.
[160] Figura 64 pokazuje, że para wchodzi z przodu tłoka, a figura 65 wskazuje, że taż para wchodzi do cylindra z tylnéj części tłoka.

58. Jaka jest budowa tłoka parowego?

Siła pary wywiera swoje działanie na tłok zamknięty w cylindrze, a tłok oddaje znowu tę siłę na zewnątrz za pomocą trzona tłokowego. Tłok jest to doskonały cylinder, przystający szczelnie do wewnętrznych ścian cylindra parowego, i głównie składa się z trzech części, to jest: z tłoka, pakunku i pokrywy. W środku tłoka znajduje się hełża, stożkowo wewnątrz wytoczona, w któréj utwierdza się koniec trzona tłokowego, zatoczonego również stożkowo. Tłok i pokrywa są żelazne lane, a pakunek bywa albo konopny (Hanfliderung; garniture de chanvre), albo mosiężny, czyli metalowy (Metalliderung; garniture métalique).

Fig. 66.

Urządzenie tłoka z pakunkiem konopnym przedstawia fig. 66: AA tłok w części przecięty, a razem odkryty; BB pakunek konopny; CC pokrywa złączona z tłokiem za pomocą śrub EE ... i ściskająca pakunek; D trzon tłokowy zakończony stożkowo, opatrzony jest klinem F, przechodzącym przez hełżę tłoka i koniec trzona.
Pakunku konopnego nie używa się przy maszynach wysokiego ciśnienia, albowiem skutkiem zbyt gorącéj pary i wielkiego tarcia, ulegałby bardzo prędko zniszczeniu. Zamiast [161]pakunku konopnego używać się zwykło przy maszynach wysokiego ciśnienia, pakunku metalowego. Pakunków metalowych znajduje się bardzo wiele, składają się one głównie z obrączek metalowych dokładnie otoczonych, przyciskanych sprężynami do wewnętrznéj powierzchni cylindra parowego.
Figury 67 i 68 przedstawiają dwa różne urządzenia pakunków metalowych. Na obu figurach AA przedstawiają tłok, DD pokrywę, FG koniec trzona tłokowego, EE śruby łączące pokrywę z hełżą. Pakunek składa się z dwóch pierścieni

Fig. 67	Fig. 68

	Fig. 69.

metalowych BB i CC elastycznych i rozciętych, umieszczonych po nad sobą, przylegających szczelnie do ścian wewnętrznych [162]cylindra parowego. Na figurze 67 każdy z tych pierścieni przecięty jest w miejsca najwęższém, a rozpychany jest na zewnątrz za pomocą pierścienia stalowego R również przeciętego. W tłoku zaś na figurze 68, obrączki metalowe przecięte są w miejscach najszerszych, kliny zaś KK wsadzają się pomiędzy rozcięcia, a będąc same przyciskane sprężynami SS, utrzymują tém samém w ciągłém napięciu obrączki mosiężne. Bardzo prostéj konstrukcyi tłok Ramsbottomʼa, przedstawia figura 69. Pakunek składa się tutaj z 3ch a nawet 5ciu elastycznych obrączek stalowych, albo téż mosiężnych. Ażeby je sprężystemi uczynić, i aby dokładnie przylegały do ścian cylindra, wygina się je przed założeniem na tłok w kształt koła i daje się im średnicę większą, to jest o ^l⁄₁₀ od średnicy cylindra.
Tłok parowy Kraussʼa, składa się znowu z dwóch dubeltowych obrączek; wewnętrznéj, żelaznéj kutéj i zewnętrznéj z białego metalu (80 części cyny, 10 części antymonu i 10 części miedzi). Obrączki te przyciskane są do ścian tłoka za pomocą pary, stanowią więc pakunek automatyczny. Dla dokładnego odcięcia przestrzeni z jednéj i drugiéj strony tłoka, zasadzają się w wykrojach, czyli fugach obrączek zewnętrznych tak zwane języki Z, jak to figura 70 dokładnie objaśnia.

Fig. 70.

Trzon żelazny albo téż stalowy G (fig. 64, 65) przesyłający ruch tłoka K na zewnątrz, przechodzi przez buks pakunkowy S, znajdujący się w szyi pokrywy cylindra. Buks pakunkowy służy do parotrwałego zamknięcia cylindra, uszczelniony jest warkoczem konopnym albo bawełnianym i nasyconym gorącym łojem. Należy uważać, aby pokrywka buksa pakunkowego, ustawioną była zawsze równolegle do trzona, a jeśli pakunek pokazuje się nie szczelnym, to jest gdy przepuszcza parę, należy pokrywkę cokolwiek śrubami przykręcić.

[163]

59. Co to jest kierownik przy maszynach parowych, i ilorakie są jego rodzaje?

Kierownik (Steuerung, distribution) przy maszynach parowych, jest przyrządem wprowadzającym na przemian parę do cylindra parowego, raz z jednéj, drugi raz z drugiéj strony tłoka, a następnie zużytą parę przy maszynach bez zgęszczania, uprowadzającym w powietrze, lub przy maszynach działających ze zgęszczeniem, do zgęszczalnika, czyli do kondensatora.
Wpuszczanie i wypuszczanie pary odbywa się obydwoma kanałami parowymi de i fg (fig. 64, 65), z których jeden prowadzi parę do jednego, a drugi do drugiego końca cylindra. Zadaniem jest więc kierownika, za pomocą właściwych przyrządów w taki sposób otwierać wejścia rzeczonych kanałów, aby te raz z rurą parową D, a drugi raz z wolném powietrzem lub zgęszczalnikiem, komunikować się mogły. Przyrząd spełniający tę ostatnią czynność, nazywa się kierownikiem wewnętrznym; składa on się ze stawideł czyli szybrów, czasami z wentyli lub kurków, i dla tego nazywa się: kierownikiem stawidłowym, wentylowym, albo nakoniec kurkowym.
Takie części maszyny parowéj, które ruchy swoje wprost od maszyny biorą i powyższym przyrządom oddają, nazywamy kierownikiem zewnętrznym; te ostatnie dzielą się na odbywające ruch za pomocą tarcz mimośrodowych osadzonych na wale koła zamachowego lub pociągowego, lub téż za pomocą drążków oscylujących, złączonych z balansierem czyli wahadłem.
Najważniejszemi i najwięcéj upowszechnionemi są kierowniki stawidłowe. Stawidła tych ostatnich kierowników, są to pewnego rodzaju szufladki, opatrzone wewnątrz wydrążeniem muszlowém, czyli ceowém, ślizgające się tam i nazad po nad otworami upustów parowych.
[164] Dwa są. rodzaje kierowników stawidłowych:
1) Kierowniki z jedném stawidłem, i
2) Kierowniki z dwoma stawidłami.
Kierowniki zwykle tak się urządzają, iż nie wpuszczają pary do cylindra przez cały bieg tłoka, ale tylko przez pewien czas krótszy albo dłuższy, ale zawsze mniejszy od czasu, jakiego tłok potrzebuje do odbycia swojéj drogi, od jednego do drugiego końca cylindra. Gdy zamkniemy dalszy przypływ pary do cylindra, np. w ¼ części skoku tłoka, to takowa działać będzie daléj jedynie swojém rozszerzaniem, to jest rozprężliwością, czyli jak się mówić zwykło, swoją ekspansyą. To wcześniejsze lub późniejsze zamknięcie przypływu pary do cylindra, czyli mocniejsza lub słabsza ekspansya pary, daje się bardzo dobrze uskutecznić za pomocą jednego tylko stawidła, ale pokazało się, jak to niżéj obaczymy, że rozdział pary z pomocą jednego stawidła, w pewnych okolicznościach jest niekorzystnym, i dla tego to używa się także kierowników z podwójnemi stawidłami, umieszczając nad stawidłem rozdawczém (Vertheilungsschieber), jeszcze drugie tak zwane stawidło ekspansyjne (Expansionsschieber), które ma jedynie za cel, parę z kotła do skrzynki stawidłowéj wpuszczać i takową we właściwym czasie zamykać; drugie zaś stawidło pod spodem będące, tak zwane rozdawcze, takową parę wpuszczać kanałami, z jednéj lub drugiéj strony cylindra.
Ruch stawideł, z małym tylko wyjątkiem uskutecznia się za pomocą tak zwanych mimośrodów kołowych. Przy kierownikach jednostawidłowych, używa się jednego lub dwóch mimośrodów; jednego wtedy, gdy ruch obrotowy maszyny odbywa się tylko w jednym kierunku; dwóch zaś, gdy maszyna odbywa ruch raz w jednym, drugi raz w przeciwnym kierunku. Kierowniki tego drugiego rodzaju, używane są na parostatkach i parowozach i nazywają się kierownikami zwrotnymi (Umsteuerungen), a samo działanie nazywa się kierowaniem zwrotném (Umsteuern).
[165] Kierowniki dwustawidłowe opatrzone są 2-ma lub 3-ma mimośrodami; w pierwszym razie porusza jeden mimośród jedno, drugi zaś mimośród drugie stawidło: urządzenie takie spotykamy przy maszynach stałych, działających w jednym kierunku.
Jeżeli kierownik jest zwrotny i posiada dwa stawidła, to wtedy spotykamy przy maszynach dwa lub trzy mimośrody. Jeżeli są trzy mimośrody, w takim razie jeden z nich prowadzi stawidło ekspansyjne, zaś dwa pozostałe, stawidła rozdawcze, i wtedy jeden z tych ostatnich mimośrodów, służy do ruchu przodowego a drugi do ruchu wstecznego, choć zdarza się często, że i w tym wypadku używa się tylko dwóch mimośrodów.
Liczba mimośrodów nie może być braną za podstawę do rozróżniania między sobą kierowników, lecz gdybyśmy koniecznie pragnęli rozgatunkować kierowniki jedno i dwu-stawidłowe, to w takim razie należałoby przyjąć za podstawę rodzaj, oraz sposób ekspansyi, to jest że możnaby jeszcze przyjąć w tych rodzajach kierowników następujący podział:
a) kierowniki z ekspansyą stałą,
b) kierowniki z ekspansyą zmienną.

Przy kierownikach pierwszego rodzaju, zamykanie czyli odcinanie pary stawidłem, odbywa się zawsze na tém samém miejscu przebieżonéj drogi przez tłok parowy; a przy kierownikach z ekspansyą zmienną, zamknięcie to może następować stosownie do potrzeby i upodobania maszynisty wcześniéj, albo późniéj. W tych ostatnich kierownikach, możnaby jeszcze odróżnić, czy zmiana ekspansyi wymaga spoczynku maszyny, jak w maszynach stałych, lub czy ta zmiana da się uskutecznić w czasie jéj ruchu jak w żegludze i na kolejach żelaznych.

60. W jaki sposób działa kierownik stawidłowy z ekspansyą stałą?

Fig. 71.
Figura 71 wyobraża kierownik stawidłowy, jakiego używa się zwykle przy maszynach parowych stałych. Maszyna odbywa ruch ciągle w jednym kierunku, ekspansya jest stałą, a zamykanie pary odbywa się zawsze w jedném i tém samém miejscu skoku tłoka.
Stawidło S ślizga się tam i nazad po otworach O O₀ O₁ znajdujących się w płycie cylindra parowego. Kanały O i O₁ i prowadzą parę do końców cylindra, zaś kanał trzeci O₀ w powietrze lub do zgęszczalnika. Stanowisko stawidła przedstawione na téj figurze pokazuje, że para wychodzi ze skrzynki stawidłowéj K, udaje się kanałem O₁ do cylindra i dlatego tak tłok B jako i korba R poruszają się w kierunku strzałki. W tymże czasie wypływa zużyta para z tyłu tłoka kanałem O do przestrzeni próżnéj stawidła, następnie kanałem odchodowym O₀ ulatuje w [167]powietrze, lub wchodzi do zgęszczalnika. Jeżeli tłok, który już odbył drogę w jednym kierunku, ma takową odbyć w kierunku przeciwnym, wtedy należy tylko stawidło S o tyle na lewo posunąć, aby otwór O był wolnym; skutkiem tego posunięcia stawidła, będzie O kanałem wchodowym, a O₁ wychodowym.
Mimośród, jest to tarcza D zaklinowana mocno na wale korbowym, któréj wszakże środek nie przypada w środku wału. Ta odległość środka mimośrodu od środka wału, nazywa się jego ekscentrycznością, czyli mimośrodkowością. Tarcza mimośrodowa utwierdzona jest w ten sposób na wale, że linia łącząca ich środki, tworzy pewien kąt z kierunkiem korby, wielkość tego kąta, jako téż wielkość mimośrodkowości, mają główny wpływ na rodzaj i sposób rozdzielania pary.
Tarcza mimośrodowa otoczona jest pierścieniem mosiężnym albo téż żelaznym kutym, z dwóch części złożonym i łączącym się z jednym końcem trzona mimośrodu F, którego zaś drugi koniec złączony jest z trzonem stawidłowym, lub téż działa na jeden koniec drążka, którego drugi koniec bezpośrednio złączony jest z trzonem stawidłowym. Widoczną jest rzeczą, że skutkiem obrotu wału a tém samém mimośrodu, ruch stawidła odbywać się będzie zupełnie w ten sposób, jak gdyby ruch wychodził od korby na wale O osadzonéj, któréj długość równa się ekscentryczności.
Zatém ruch stawidła wykonywany za pomocą mimośrodu, odbywa się podług prawa, w skutek którego położenie stawidła w każdéj chwili, jest w zupełnym związku ze stanowiskami korby i tłoka, jakie w tejże saméj chwili mają. Oprócz rozmiaru ekscentryczności, oraz kierunku tejże względem korby, także i rozmiary stawidła, niemały wpływ wywierają na sposób rozdzielania do cylindra wchodzącéj pary.
Figura 72 przedstawia nam stawidło, jako téż i część cylindra z trzema kanałami parowymi. Oba kanały wchodowe O₁ i O oddzielone są od kanału wychodowego O₀ [168]ścianami AA; stawidło znajduje się właśnie na stanowisku środkowém.

Fig. 72.

Widzimy tutaj, że łapy stawidłowe w takiém położeniu jak rysunek przedstawia, nie tylko dobrze zamykają, obydwa kanały parowe, ale jeszcze sięgają, poza te kanały częściami swojemi e. Części te ee nazywają, się nakryciem zewnętrzném stawidła. Oprócz tego łapy stawidła zakrywają, także część ścian A i A na figurze literą, i oznaczone; te ostatnie części nazywaja się znowu nakryciem wewnętrzném stawidła. Wielkość zewnętrznego i wewnętrznego nakrycia i ich stosunek do szerokości kanałów O₁ O w obliczeniach ruchu stawidła, odgrywają, bardzo ważną, rolę, gdyż przez trafny wybór tych wielkości, posiadamy możność doprowadzenia ekspansyi pary do pewnéj granicy, to jest zamknięcia przypływu pary do cylindra wtedy, gdy tłok dopiéro pewną, część swojéj drogi przebiegł.

61. Co to jest przyspieszenie stawidła w ogólności, i w jaki sposób odbywa się przyśpieszone działanie stawidła rozdawczego?

Przyśpieszenie stawidła (Voreilen, avance du tiroir) i w nierozdzielnym związku będącą, z niém ekspansyę pary, można otrzymać, zmieniając tylko drogę stawidła, jaką ono wykonywa w czasie biegu tłoka.
Ta zmiana drogi stawidła, wynosi zwykle ⅟₁₆ do ¼ cala, to jest: że stawidło otworzyło już upust (kanał) wchodowy na ⅟₁₆ do ¼ cala, nim tłok bieg swój ukończył. Pod wyrazem [169]przyśpieszenie rozumiémy więc otwór jaki zrobiło stawidło, gdy tłok właśnie co swoją, drogę ukończył, jak również tę okoliczność, że stawidło zamyka przypływ pary do cylindra wcześniéj, nim tłok swoją drogę ukończy. Oba te warunki otrzymamy:
1) Ustawiając mimośród na wale korbowym pod kątem rozwartym do kierunku korby, to jest aby linia przechodząca przez środek wału i środek ekscentryczny, czyniła z tą korbą kąt rozwarty, a kąt stanowiący różnicę między kątem rozwartym i prostym nazywa się kątem przyspieszenia (Voreilungswinkel).
2) Tudzież dając stawidłu nakrycie (Deckung; recouvrement) t. j. dając mu długość większą od podwójnéj szerokości kanałów, wraz z odległością pomiędzy tymi otworami, i ta większa długość nazywa się znowu długością przyśpieszenia, czyli przyśpieszeniem linijném (Voreilungslänge). Daje się zwykle nakrycie wewnętrzne i zewnętrzne, t. j. przedłuża się powierzchnię nakrycia szybra na zewnątrz przez przedłużenie łap, a na wewnątrz przez wzmocnienie grubości ścian w przestrzeni próżnéj, zwanéj także przestrzenią muszlową albo ceową. Takimi jednak środkami, można tylko otrzymywać ekspansyę stałą, ponieważ raz ustawiony mimośród i stała długość stawidła, zmieniać się więcéj nie dadzą.
Ekspansyę zmienną, otrzymuje się właściwie tylko przez przesuwanie kulisy, za pomocą któréj zmieniać można drogę, oraz stopień przyśpieszenia stawidła parowego; a maszynista ze swego pokładu, posuwając tylko drążek czyli lewar kierownika na grzebieniu na przód lub w tył, może zmieniać dowolnie, to jest do swego upodobania, ekspansyą w cylindrze parowym.
Ekspansyi zmiennéj, otrzymanéj przyśpieszeniem i nakryciem z pomocą jednego stawidła, używa się zwykle na parowozach pośpiesznych czyli osobowych.
Figury 73—76 przedstawiają nam cztery rozmaite stanowiska stawidła. Na wszystkich figurach, A oznacza wał korbowy [170]korbowy, AD korbę, d środek tarczy ekscentrycznéj, poruszającéj stawidło; zatém Ad mimośrodkowość równą podwójnemu skokowi stawidła, df trzon mimośrodowy, połączony w punkcie f z trzonem stawidłowym.

Fig. 73–76.

Z powodu oszczędności miejsca, tak korba jak i trzon df etc. na rysunku krótszemi są jakby być powinny. Należy sobie wyobrazić, że wał korbowy powinien być równoległym od płaszczyzny przechodzącéj przez linię pionową yz.
[171] Na figurze 73 korba D znajduje się w punkcie martwym, zatém tłok parowy w końcu swego skoku. W takiém położeniu powinno już stawidło wpuszczać świeżą parę otworem ab do cylindra, a przeciwną parę otworem aʼ bʼ z cylindra wypuszczać. Stosunek zachodzący między szerokością tego otworu, a całym otworem, powinien być następujący:
dla wpuszczania pary: ${\tfrac {ab}{ac}}$ = ⅟₆₀ do ⅟₄₀
dla wypuszczania pary: ${\tfrac {a'b'}{a'c'}}$ = ⅟₁₅ do ⅟₂₀
Wypadki te osiągniemy wtedy, gdy kąt DAd (fig. 73) jest rozwarty.
Jeżeli poprowadzimy linię SA prostopadłą do AD, to kąt SADkąt SAd będzie kątem przyśpieszenia. W miarę jak stawidło upusty parowe ac i aʼ cʼ na zewnątrz mniéj albo więcéj zakrywa, będzie kąt przyśpieszenia większym albo mniejszym. Zwyczajnie jego wielkość wynosi 10 do 30 stopni.
Obracając korbę, aby przybrała położenie, jak figura 74 wskazuje, to d wchodzi na punkt martwy, a stawidło znajduje się wtedy na prawo w położeniu swojém najdalszém. Widzimy tutaj jak szybko przy tym obrocie otwierają się upusty ac i aʼ cʼ.
Obracając korbę daléj w położeniu figury 75, to stawidło posuwać się będzie w kierunku przeciwnym zwężając coraz to więcéj kanały parowe. Stawidło jest tu przedstawione w takiém położeniu, że para przy h przestaje wpływać do kanału. Poprowadźmy prostopadłą Dw do uv i uważajmy uv za skok tłoka parowego, to para wpływać będzie do cylindra, kiedy tłok drogę uw przebiega. Podczas drogi uv, para się rozszerza i działa w skutek ekspansyi. Zatém stosunek wu do uv jest stosunkiem ekspansyi.
[172] Na figurze 75 wynosi on 1:11. Można cokolwiek, ekspansyą zwiększyć, zwiększając nakrycie zewnętrzne stawidła, to jest odległość h hʼ.
Obracając korbę daléj w położeniu fig. 76, zamkniemy zupełnie otwór przy m. Spuszczając prostopadłą Dx na uʼ vʼ i biorąc uʼ vʼ za skok tłoka, to x v’ będzie drogą, w któréj przeciw-para, która z cylindra umknąć nie zdołała, na ściśnienie czyli kompressyą zostaje wystawioną. Droga ta powinna być zawsze małą, aby prężenie pary w ten sposób ściśnionéj nie było wielkiém. Na figurze 76 stosunek tego ściśnienia x vʼ : uʼ vʼ, ma się jak 1:17.
Aby się przekonać czy przy pewnéj konstrukcyi stawidła, wpływanie i wypływanie pary odbywa się należycie, nie koniecznie potrzeba rysować wszystkie pozycye stawidła i wału korbowego. Wycina się tylko stawidło z grubego papieru, obraca się korbę z jednego położenia w drugie, posuwa się stawidło cyrklem drążkowym na odpowiednią odległość i uważa się stanowisko stawidła do kąnałów parowych. Przy maszynach ekspansyjnych, można w tenże sam sposób próbować stanowiska i ruch stawideł ekspansyjnych.

62. Co to jest kierownik kulisowy działający z ekspansyą zmienną?

Kierowniki, przy których można stawidło w ten sposób poruszać, że wał korbowy może się obracać raz w jednym, drugi raz w przeciwnym kierunku, lub jak się mówić zwykło, że maszyna postępuje naprzód lub wstecz, nazywamy kierownikami zwrotnymi (Umsteuerungen).
Takie kierowniki zwrotne, mające swe zastósowanie na wszystkich parowozach i statkach parowych, urządzają się w rozmaity sposób; najważniejszymi jednak pomiędzy nimi są te, które dają ekspansyą zmienną, to jest takie, za pomocą których [173]można dowolnie przecinać przypływ pary do cylindra, wcześniéj albo późniéj jak się nam podoba, czy maszyna naprzód czy téż wstecz postępuje.
We wszystkich takich kierownikach, które w skutek odpowiedniego nastawienia lewaru, działać mogą z ekspansyą zmienną, odbywa się ruch stawidła za pomocą tak zwanéj kulisy, która znowu przy pomocy jednego lub dwóch ekscentryków, robi ruch oscyllacyjny czyli wahadłowy albo posuwisty tam i napowrót. Tego rodzaju kierowniki zmienne nazywają się kierownikami kulisowymi (Coulissensteuerungen; Coulisse de Stefenson).
Kierowniki kulisowe należą niezaprzeczenie do najdowcipniejszych mechanizmów ruchowych, jakie w budownictwie machin napotkać można; przez proste bowiem przestawienie drążka (lewaru) i z nim połączonych pojedyńczych części mechanizmu, nader zresztą prostego pod względem swojéj budowy, otrzymuje się przesunięcie stawidła, przez co maszyna parowa poruszać się może naprzód i w tył z upodobanym stopniem ekspansyi; jest to rezultat o którym inożnaby mniemać, iż tylko za pomocą bardzo skomplikowanego mechanizmu osiągniętym być może. Lecz o ile prostymi są w swójém działaniu kierowniki kulisowe dzisiaj używane, o tyle znów z drugiéj strony, biorąc rzecz teoretycznie, prawo podług którego stawidło swój ruch uskutecznia, pokazuje się nadzwyczajnie zawiłém. Zostawiając jednak teoryą tego prawa uczonym i konstruktorom maszyn, przechodzimy z kolei do opisu strony praktycznej tego ważnego i zarazem ciekawego przyrządu.

63. W jaki sposób działa kierownik kulisowy Stefensona?

Kierownik kulisowy używany jest powszechnie na lokomotywach. Figura 77 przedstawia nam dość dokładne jego urządzenie.

Fig. 77.

Nawale C osadzone są, dwa mimośrody A i A₁, z których wychodzą oba trzony BD i Bʼ Dʼ, ruchomo z kulisą D Dʼ połączone. Kulisa ta opatrzona jest podłużnym otworem łukowym, w którym utwierdzona jest baka czyli kamień E, po którym przesuwać się może łuk w górę i na dół; baka ta połączona jest z trzonem stawidłowym FG. Otwór kulisowy D Dʼ posiada kształt łuku, zatoczonego promieniem równym długości trzona ekscentrycznego. Kulisa działa w taki sposób, iż gdy maszynista porusza lewarem PO, w prawo albo w lewo od środka grzebienia, to za pomocą prostego drążkaRN i złamanego NML, kulisę D Dʼ opuszcza na dół lub podnosi w górę. Wtedy kulisa ślizga się po bace E, a maszynista samém tylko przesunięciem lewaru PO, może korzystać z rozmaitych punktów kulisy do przesunięcia trzona stawidłowego FG służącéj. Rękojeść ta czyli lewar PO, przesuwa się po łuku TR opatrzonym w karby czyli zęby i dlatego ten łuk (Sektor), nazywają nasi maszyniści grzebieniem. Łuk zębaty czyli grzebień, służy do zatrzymywania lewaru w miejscach dowolnych przy pomocy rygla, czyli klamki. Punkt środkowy kulisy, nazywa się punktem martwym. Jeżeli maszynista ustawi lewar na środku grzebienia, to kulisa podniesioną będzie tak wysoko, że baka E, a zatém i koniec trzona stawidłowego, wejdą w punkt środkowy kulisy; wtedy nastąpi osobliwszy ruch stawidła oraz rozdział pary, gdyż maszyna nie porusza się wcale. Jeżeli jednak maszynista opuści cokolwiek kulisę na dół, posuwając lewar w prawo, to maszyna zaraz poruszy się naprzód, ponieważ wtedy mimośród przodowy A, skutek swój na ruch stawidła wywierać będzie. Lecz jeżeli maszynista posunie lewar na lewo, od punktu środkowego grzebienia i podniesie tym sposobem kulisę do takiéj wysokości, że jéj którykolwiek punkt poniżéj punktu martwego leżący, bakę E a zatém i trzon stawidłowy poruszać będzie, w takim razie maszyna natychmiast przybierze ruch wsteczny, albowiem wtedy mimośród wsteczny A₁ i wywiera swoje działanie na stawidło S. Pomiędzy stanowiskiem środkowém kulisy, i obiema krańcowemi, ruch stawidła uskutecznia ekspansyę słabszą lub mocniejszą. Widzimy tutaj, że skutkiem obrotu wału, kulisa nie tylko wykonywa ruch oscyllacyjny czyli wahadłowy, ale także posuwisty tam i nazad. Ten ruch osobliwszy i sobie tylko właściwy, udziela kulisa bace ślizgającéj E a tém samém i stawidłu parowemu S. Ruch kulisy jest tak zawikłany, że go z wszelką matematyczną ścisłością dotąd nie wyśledzono; i dlatego teoretycy poprzestawać tylko zwykli na rachunku przybliżonym.

Oprócz kierownika kulisowego Stefensona jednostawidłowego, dopiéro co opisanego, są jeszcze kierowniki kulisowe: Goocha (Gucza), Allan’a, Borsiga, Heusingera von Waldegg etc., również dość upowszechnione, różniące się tylko szczegółami pomiędzy sobą, lecz w główném zadaniu swojém i formie, kierownikowi Stefensona zupełnie odpowiadają – i z téj to przyczyny, mówić o nich nie będziemy.

64. Jak są urządzone kierowniki dwustawidłowe i jakie ich przeznaczenie?

Dopiéro co opisane kierowniki posiadają tylko jedno stawidło, lecz jeżeli ruch tego stawidła odbywa się z pomocą kulisy, to z wszelką łatwością możemy nim nadawać maszynie ruch przodowy i wsteczny, i ruch ten uskuteczniać przy pomocy ekspansyi zmiennéj. Niektórzy jednak mechanicy zwrócili uwagę, że w maszynach działających z ekspansyą zmienną z pomocą jednego tylko stawidła, przy rozdziale pary, przedstawia się pewna niedogodność: im mocniejsza bowiem będzie ekspansya, t. j. im wcześniéj za pomocą jednego stawidła przetniemy komunikacyę parze, tém większe będzie ściśnienie czyli kompressya zużytéj pary za tłokiem. Ponieważ stawidło zamyka wcześniéj kanały wychodowe, przeto para któraby powinna była ulecieć w powietrze, zostaje wstrzymaną za tłokiem, który popychany [177]świeżą parą w drodze swojéj naprzód, zużytą parę coraz mocniéj ściska i ściskanie to pary ma miejsce dopóty, póki stawidło nie otworzy kanału wychodowego. Kompressya czyli ściskanie pary, jakby mniemać należało, dzieje się ze szkodą pracy pożytecznéj jaką wykonywa maszyna, i ta okoliczność dała właśnie powód, że niektórzy mechanicy, kierowników kulisowych z jedném stawidłem, jako przyrządów ekspansyjnych używać nie radzą i zalecają je tylko do zmiany kierunku ruchu; chociaż znów niektórzy a między innymi Reuleaux, przeciwnego są zdania. O ile nam wszelako wiadomo, kierowniki kulisowe Stefensona jednostawidłowe, nie mogły być dotąd zastąpione przez żadne inne przyrządy, nawet przez kierowniki dwustawidłowe, chociaż te ostatnie bardzo mało, albo wcale nie ściskają pary; lecz owszem przeciwnie, nie tylko na niektórych drogach zagranicznych, ale i na naszéj Warszawsko-Wiedeńskiéj, odrzucono skomplikowane kierowniki dwustawidłowe i do jednostawidłowych wrócono.
Jakkolwiek maszyna parowa część swojéj pożytecznéj pracy istotnie traci przez ściskanie pary przy kierownikach jednostawidłowych, to znów kierowniki dwustawidłowe, jako więcéj skomplikowane i cięższe, do wykonywania swych ruchów, daleko więcéj zużywają siły maszyny od pierwszych; ztąd wypływa naturalny wniosek, iż co się traci na sile przy maszynach jednostawidłowych przez ściskanie pary, to zyskuje się znowu z drugiéj strony, gdyż nie potrzeba poruszać drugiego stawidła. Ta okoliczność daje pojęcie przyczyny, dla czego powszechnie na parowozach pośpiesznych używa się tylko kierowników kulisowych Stefensona jednostawidłowych, zamiast dwustawidłowych.
Wszelako dla dania pojęcia o składzie kierowników dwustawidłowych, znanych pod imieniem swoich wynalazców: Gonzenbach’a, Meyer’a i Polonçeau, opiszemy tutaj jeden, mianowicie Gonzenbach’a, gdyż dwa drugie podobne są do pierwszego, z niewielkiemi odmianami.

Fig. 78.

Kierowniki zresztą dwustawidłowe mogą być bardzo korzystnie użyte na parowozach mieszanych i towarowych, oraz na pracujących pod wyższém jak dotychczasowe ciśnieniem, np. pod ciśnieniem 10 do 12 atmosfer. Że zaś niedługo przyjść do tego musi, z powodu większéj oszczędności paliwa, ani powątpiewać o tém nie można ^[5].

Figura 78 przedstawia nam ten kierownik. O jest środkiem osi pociągowéj, D mimośród przodowy, D₁ mimośród wsteczny, DC trzon mimośrodu pierwszego, D₁ C₁ ostatniego. CC₁ jest kulisą prowadzącą stawidło rozdawcze A w ten sposób, jak w kierowniku Stefensona; tu jednak kulisa CC₁ nie ma głównego zadania uskuteczniać ekspansyi, lecz tylko nadawać ruch maszynie naprzód i wstecz, lub téż zatrzymywać ją w biegu. Ruch naprzód uskutecznia się w ten sposób, że kulisę za pomocą drążka L i drążka K zupełnie na dół opuszczamy i tylko samym mimośrodem przodowym wywieramy działanie na trzon stawidłowy; ruch wstecz uskutecznia się znowu podnosząc zupełnie do góry kulisę, i działając mimośrodem wstecznym na trzon stawidłowy; zatrzymujemy znów maszynę w ten sposób, iż ustawiamy kulisę na środku, a wtedy punkt martwy I kulisy, trzon stawidłowy prowadzi i nie dopuszcza przypływu pary do cylindra. Inne punkta kulisy nie służą do poruszania stawidła i do zmiany ekspansyi, jak u Stefensoua; ekspansyę otrzymuje się tutaj za pomocą stawidła ekspansyjnego B, które swój ruch w następujący sposób odbywa. Na pierścieniu mimośrodu D₁ wstecznego znajduje się czop F, z pomocą którego trzon EF porusza się naprzód i wstecz, złączony z końcem E przewodnika łukowego, poruszającego się około punktu stałego M. [180]Przewodnik więc łukowy ME posiada ruch wahadłowy. W łuku tym ślizga się koniec N trzona NQ do góry i na dół i może być zatrzymany w pewnym punkcie za pomocą drążka l i trzonu k. Przy Q trzon posuwisty NQ łączy się z trzonem stawidła ekspansyjnego B, na który przenosi się ruch tam i nazad punktu przewodniczącego N. Im rzeczony punkt N zbliża się więcéj do punktu M, około którego porusza się przewodnik łukowy EM, tém mniejszy będzie skok stawidła, jak to łatwo dostrzedz. Stawidło rozdawcze A, jest to stawidło zwyczajne muszlowe, przy którém jednakże nakrycie zewnętrzne i wewnętrzne jest mniejsze, jak zazwyczaj bywa. Stawidło ekspansyjne poruszające się w osobnéj skrzynce na pokrywie skrzynki stawidła rozdawczego, jest opatrzone dwoma otworami a₁a₁. Jeżeli te otwory znajdą się po nad otworami aa, umieszczonymi w ścianie rozdzielającéj obadwa stawidła pomiędzy sobą, to para wejdzie do skrzynki rozdawczéj i ekspansya natychmiast nastąpi, jak tylko stawidło ekspansyjne pokryje otwory a. Otwory a₁a₁ w stawidle ekspansyjném, są cokolwiek większe od otworów a w skrzynce rozdawczéj.

65. Jakie korzyści przedstawia ekspansya przy parowozach?

Ekspansya wpływa nie tylko na wielką oszczędność pary, ale także na spokojniejszy bieg saméj maszyny; w skutek bowiem szybkiego poruszania się tłoków, trzonów, korb etc. powstają gwałtowne wstrząśnienia w ustroju całéj maszyneryi, które łagodzą się wprawdzie przeciwciężarami na kołach pociągowych umieszczonymi, ale daleko skuteczniejszy środek daje sama para, zużyta, która w skutek ekspansyi, działa przez swoją sprężystość ze strony przeciwnéj tłoka na podobieństwo buforów, a przez to wszelkie uderzenia tłoka, przy zmianie kierunku biegu, do minimum sprowadza. Z tego to właśnie powodu prof. Reuleaux [181](str. 177), kompressyi pary za tłokiem, za szkodliwą, wcale nie uważa.
Ekspansya zmienna ma jeszcze tę korzyść, że maszynista przy jéj pomocy, odnośnie do długości pociągu, do spadków i łuków kolei, do prędkości ruchu i stanu atmosfery, może wyzyskiwanie siły pary stósować i regulować.

66. Jakie nastręczają się uwagi ze względu na dokładne funkcyonowanie kierownika?

Dobre funkcyonowanie kierownika zawisło:
1) Od dobrego ustawienia mimośrodów, i
2) Od właściwej długości trzonów stawidłowych i mimośrodowych.
Mimośrody stósownie do stopnia przyśpieszenia tak przy jeździe naprzód jako téż i wstecz, stoją zawsze pod kątem rozwartym z korbami kół pociągowych. Kąt ten przy maszynach mieszanych i towarowych, zwykle bywa równy 110°, a przy osobowych równy 105°.
Mimośrody wtedy są dobrze ustawione względem korb osi pociągowych, gdy odległość końców stawideł, w stanowiskach zewnętrznych czyli krańcowych, mierzona w granicach całkowitych skoków tłoka, jest krótszą o podwójne przyśpieszenie, od zewnętrznéj odległości kanałów wchodowych. Trzony zaś stawidłowe i mimośrodowe wtedy będą miały należytą długość, gdy w czasie kierowania naprzód i w tył, końce stawidła w czasie krańcowych stanowisk tłoka, znajdować się będą zawsze na tych samych punktach.
Tym sposobem można ocenić i uregulować należyte położenie stawideł, kiedy tłok i skrzynka stawidłowa są otwartemi; lecz gdy te są zamkniętemi, poznać można, że stawidła nie znajdują się w porządku, po nie regularném uderzaniu wypływającéj pary.
[182] Dwa tutaj mogą być wypadki:
1° albo oba uderzenia z jednéj strony tłoka przypadają w równych czasach, ale jedno jest mocniejsze od drugiego, lub téż moc tych uderzeń bywa jednakowa, ale przypadają w nierównych przeciągach czasu. Jeżeli w pierwszym przypadku z dwóch uderzeń mocniejsze słyszymy wtedy, kiedy krzyżulec znajduje się z przodu, to z tyłu za dużo odpływa pary, a zatém odpowiednio przypływa jéj także za dużo, w takim razie należy skrócić trzon stawidła rozdawczego.
2) Jeżeli zaś mamy osobne stawidło ekspansyjne, a mocne uderzenie (Schlag) słyszeć się daje z przodu cylindra, należy przedłużyć trzon stawidła ekspansyjnego; jeżeli mocne uderzenie daje się słyszeć z tyłu, należy wtedy skrócić tenże trzon. Stawidło więc ekspansyjne reguluje się zawsze przeciwnie, jak stawidło rozdawcze; reguluje się zaś zawsze na pół ekspansyi, to jest zamyka się przypływ pary wtedy, kiedy tłok znajduje się w połowie drogi.
W tym drugim przypadku, maszynista nie może nic sam poradzić, gdyż wtedy mimośrody są fałszywie ustawione, regulowanie więc można tylko uskutecznić w warsztatach.

67. Gdzie się uprowadza parę przez cylindry zużytą?

Parę, któréj użyto do poruszenia tłoków, wypuszcza się kanałem środkowym cylindra A do rury odchodowéj Q, tak zwanéj dmuchawki (figury 37 i 79), z któréj otworem zwężonym wpływa do komina, a następnie uchodzi w powietrze. Para zużyta odpływając przez dmuchawkę z pewną gwałtownością, sprawia czczość tak w rurach płomiennych jako téż w ognisku, działa więc na podobieństwo pompy ssącéj, to jest ciągnie za sobą powietrze świeże przez ruszta i leżący na nich ogień, ponieważ wszystkie inne otwory szczelnie są pozamykane. Tym [183]sposobem parą wychodzącą przez dmuchawkę, sprawia się silny ciąg powietrza, wskutek czego palenie odbywa się żywiéj i para tworzy się w kotle daleko prędzéj.

Fig. 79.

Przy maszynach lądowych, gdzie para po opuszczeniu cylindra, ulega skropleniu, albo uchodzi w powietrze rurą odchodową, silny ciąg powietrza w ognisku, otrzymuje się znowu z pomocą bardzo wysokich kominów, jak to wyżéj widzieliśmy (str. 51).
Ujście dmuchawki parowéj, można przymykać albo téż otwierać za pomocą klapy poruszanéj drążkiem, przeprowadzonym aż do pokładu, na którym stoi maszynista, aby tenże był w możności odpowiednio do potrzeby owym drążkiem regulować ciąg powietrza, a tém samém ogień w palenisku ożywiać albo takowy przytłumiać, jak to widzieliśmy już na figurze 40-téj.
[184] Prócz wzmiankowanego przyrządu, może jeszcze maszynista regulować ciąg powietrza za pomocę klapy popielnika, przodowéj lub tylnéj, stósownie do tego w którą stronę jedzie, którą może mniéj lub więcej otwierać albo zupełnie zamknąć, a tém samém przypływ powietrza całkowicie wstrzymać.

68. W jaki sposób zapobiega się wyrzucaniu iskier z komina?

Tyle uciążliwe i niebezpieczne wyrzucanie iskier kominem, usunąć można sposobami następującymi:
1) Za pomocą ognisk dymochłonących, o których mówiliśmy wyżéj (str. 41).
2) Za pomocą iskrochronu, to jest sita drucianego, mającego formę kosza przewróconego i ustawionego na szczycie komina, większe iskry zatrzymującego i wrzucającego je napowrót w dymnicę. Iskrochrony takie, formy sit drucianych, umieszczają się także w dymnicy, poniżéj ujścia dmuchawki.
3) Za pomocą kominów stożkowych, opatrzonych wiatrakami pięcio-skrzydłowemi, ustawionemi ukośnie, które w skutek gwałtownego ciągu powietrza, porywane iskry, a raczéj kawałki rozpalonego węgla, do stożkowego płaszcza z góry zamkniętego wrzucają, gdzie się osadzają i zkąd właściwemi drzwiczkami od czasu do czasu mogą być wymiatanymi.

4) Wtryskiwaniem wody do dymnicy. W tym celu umieszcza się w dymnicy na ścianie rurowéj pod linią wodną, zamykającą się rurkę miedzianą, którą można wpuszczać wodę z kotła cieńkim strumieniem, dla zwilżania dymu i gaszenia iskier.

69. Z jakich części składa się mechanizm roboczy parowozu?

Mechanizm roboczy, z pomocą którego ruch tłoka prostolinijny, zamienia się na ruch obrotowy kół pociągowych, składa się z następujących części:
1°) Z trzona tłokowego opatrzonego krzyżulcem i z równoleżnika czyli przewodnika.
2°) Z trzona posuwistego czyli korbowego.
3°) Z korby.
4°) Z kół pociągowych, na wale głównym czyli na osi pociągowéj osadzonych.
5°) Z przeciwciężarów.

70. W jaki sposób otrzymuje się ruch, prostolinijny trzona tłokowego?

Trzon tłokowy przechodzący przez szyję pokrywy cylindra i przenoszący ruch tłoka prostolinijny tam i wstecz, na trzon korbowy, przechodzi przez parotrwały buks pakunkowy, w którym się ciągle po linii prostéj suwać musi, jeżeli nie ma uledz wygięciu ^[6]. Koniec tego trzona opatrzony jest tak zwanym krzyżulcem (Kreutzkopf; tête de la tige du piston) posuwającym się w ramie zwanéj przewodnikiem (Geradführung; glissières).

Krzyżulec trzona tłokowego, opatrzony jest otworem stożkowym, do którego wchodzi koniec trzona, mającego również formę stożka, oraz okiem, z którém złączony jest trzon korbowy. Oprócz tego, krzyżulec posiada jeszcze baki po obu stronach, na których się ślizga. Krzyżulec robi się z kutego żelaza, baki zaś z żelaza lanego, albo téż z mosiądzu.

Fig. 80.

Figura 80 przedstawia nam dwa przecięcia w mowie będącego krzyżulca. A jest to koniec trzona tłokowego, B klin służący do umocowania go w krzyżulcu, C oko do utwierdzenia trzona korbowego, a DD i EE są to baki przewodnicze.

Fig. 81.

Ramię z okiem Usłuży do złączenia tłoka pompy zasilającéj z krzyżulcem. Co się znów przewodnika dotyczy, to takowy składa się z dwóch sztab żelaznych kutych, hartowanych, albo téż stalowych; jednym końcem łączy się z buksem pakunkowym cylindra, [187]z drugiéj znowu strony z suportem żelaznym kutym BB, przyśrubowanym do podłużnego boku ramy. Bardzo często powierzchnie przewodnika, na których się ślizganie odbywa, dla zmniejszenia tarcia, opatrują się liniami, czyli pasami stalowymi przymocowanymi za pomocą śrub, do wnętrza ramy przewodnika. Figura 81 przedstawia profil podłużny rzeczonego przewodnika. AA jest buks pakunkowy, a BB suport, z którym ramy przewodnika są połączone; CD i CD oznaczają pasy stalowe przytwierdzono śrubami bbb ... do ram przewodnika. Oliwiarki aa służą do smarowania ślizgającego się krzyżulca w pasach CD i CD. Oś MN czyli linia środkowa tego przewodnika, winna się zawsze znajdować na przedłużeniu osi cylindra parowego.

71. Do czego służy trzon korbowy?

Trzon korbowy łączy się z krzyżulcem ruchomo i ma przeznaczenie zamieniać ruch prostolinijny trzona tłokowego na ruch obrotowy i takowy udzielać korbie i osi kół pociągowych. Długość trzona korbowego wynosi 2½ razy wziętéj długości skoku tłoka parowego, lub 5 razy wziętéj długości korby.
Robi się ze stali lub téż z dobrego żelaza kutego, a w środku pogrubia się odpowiednio, przeciwko wygięciu. Końce trzona opatrzone są głowami, z których jedna łączy się z krzyżulcem, a druga z czopem korby, na osi pociągowéj osadzonéj. Obie głowy klubami także nazywane, opatrzone są łożyskami mosiężnemi.
Figura 82 przedstawia widok podłużny trzona korbowego. Przy A znajduje się wielka głowa, czyli kluba z mosiężnemi łożyskami BB; klamra CC i klin DD służą do ich nastawiania, co także ma się rozumieć o mniejszéj głowie EE, urządzonéj w podobnyż sposób. Należy pamiętać, aby długość trzona korbowego, mierzona od środka jednego czopa do środka drugiego, była zawsze jedna i ta sama, gdyż inaczéj w czasie [188]ruchu maszyny zaraz słychać bicie w łożyskach, co może za sobą pociągnąć pęknięcie trzona i nieregularny bieg maszyny.

Fig. 82.

Na drogach z mocnemi spadkami, dla pokonania oporów pociągu przez lokomotywę, zwiększa się ile możności jéj tarcie o szyny, a to przez związanie jeszcze jednéj lub dwóch pozostałych osi z osią kół pociągowych. Wiązanie to czyli kuplowanie osi, uskutecznia się za pomocą trzonów wiążących (kuplowych) BCA (figura 92), których głowy czyli kluby A i B, podobnymi są do głów trzonów korbowych i obejmują czopy utwierdzone wprost na piastach, albo na oddzielnych korbach kół biegowych A i B, jak rysunek przedstawia. Głowy a raczéj łożyska mosiężne tak trzonów korbowych (fig. 82), jako i wiążących C (fig. 92), opatrzone są oliwiarkami, aby dla usunięcia wielkiego tarcia podczas ruchu, można je było smarować.

72. Jakie mają przeznaczenie korby?

Korby osadzone na wykrępowanej osi lub na piastach kół pociągowych, mają przeznaczenie zamieniać ruch wahadłowy trzonów korbowych, na ruch obrotowy osi kół pociągowych. Ruch i działanie korby w czasie obrotu koła pociągowego są bardzo nieregularne; a jeżeli korba znajduje się np. na jednym kierunku z trzonem korbowym to jest na punkcie martwym, to wtedy pociągnięcie korby będzie wcale niemożliwém. Takich punktów martwych jest dwa przy obrocie korby: jeden, kiedy tłok znajduje się z jednego końca, a drugi, kiedy tłok znajduje się z drugiego końca cylindra. Im bardziéj oddaloną jest korba od punktu martwego, tém działanie jéj będzie silniejsze; im bardziéj zbliża się do punktu martwego, tém działanie jéj słabsze.
Najkorzystniejsze więc działanie korby będzie wtedy, gdy się w środku pomiędzy punktami martwymi znajduje, czyli na linii pionowéj, t. j. jak się mówić zwykło, gdy na skoku stoi.
Korby robią się z żelaza kutego lub stali i wtłaczają się na osi pociągowe, na zimno albo na gorąco.

73. Jakim sposobem otrzymuje się ruch korb jednostajny?

Aby działanie korb na tejże saméj osi umieszczonych, o ile można jednostajném uczynić, i aby takowe przez punkta martwe przeprowadzić było można, ustawia się je względnie do siebie pod kątem prostym, a to dla tego, aby gdy jedna korba wejdzie na punkt martwy, druga znajdowała się już w środku skoku, czyli w położeniu pionowém, czyli najskuteczniejszém. Tym więc sposobem, za pomocą dwóch cylindrów parowych, otrzymuje się na parowozach ruch korb jednostajny, co otrzymuje się znowu przy maszynach jednocylindrowych stałych, za pomocą kół zamachowych. Za pomocą przeciwciężarów między ramionami, [190]czyli szprychami kół, na przeciwnych stronach korb umieszczonych, reguluje się również działanie korb na parowozach.

74. W jaki sposób urządzone są osie kół pociągowych?

Oś pociągowa, wprawiana w ruch obrotowy za pomocą trzonów korbowych, bywa albo proszą albo krępowaną; w pierwszym razie, przy cylindrach leżących na zewnątrz, w drugim razie, gdy cylindry znajdują się w środku ramy.
Gdy cylindry znajdują się zewnątrz, korby żelazne kute lub stalowe, umieszczają się albo wprost na osiach, lub téż znajdują się w piastach kół pociągowych, odpowiednio przedłużonych, w których umieszczone są otwory opatrzone kutymi żelaznymi lub stalowymi czopami. W tym przypadku oś pociągowa jest prosta, jak figura 83 wskazuje; BB są to korby ustawione do siebie pod kątem prostym. Fig 84 przedstawia znowu oś wykrępowaną. BB są to korby żelazne kute lub stalowe pod kątem również prostym względem siebie ustawione i opatrzone szyjami, do których mocują się trzony korbowe. Korb tego rodzaju używa się wtedy, gdy cylindry znajdują się w środku ramy. Odkuty wał posiada dwa kolana BB, znajdujące się na jednéj płaszczyźnie, które się później przekręcają pod kątem 90 stopni.

Fig. 83.	Fig. 84.

Aby zaś wał skręcić, rozgrzewa się do białości część między jedną korbą a drugą. Skręca się następnie jednę korbę za pomocą kranu, gdy drugą korbę przytrzymuje się wielkim młotem parowym. AA są to miejsca gdzie się osadzają panwie, czyli maźnice, na których zawieszona jest rama przy pomocy resorów. Osie obracają się w maźnicach żelaznych lanych, opatrzonych łożyskami mosiężnemi. Czopy C służą do skuplowania czyli do związania ze sobą osi pociągowych.

Bezpieczeństwo całego pociągu spoczywa przeważnie na osiach, i z tego powodu wytrzymałość osi braną była zawsze pod rachunek przy budowie dróg żelaznych; dawano im taką grubość, która podług doświadczeń, miała je od pękania zabezpieczyć. Gdy jednak łamanie się osi, mimo zachowywania wszelkich ostrożności, powtarzało się ciągle, starano się wyśledzić prawdziwą przyczynę, a następnie wynaleźć właściwe środki, dla zapobieżenia złemu. Jednak usiłowania te nie powiodły się odrazu, tém więcéj, że wypadki łamania się osi przypisywano z początku krystalizacyi żelaza, spowodowanéj drżeniem i magnetyzmem ziemskim, oraz innym urojonym przyczynom, nim się nareszcie zgodzono uwierzyć, iż osi pękały dla bardzo prostéj i naturalnéj przyczyny, a mianowicie dlatego, że były za słabe.
Odkrywszy tym sposobem prawdziwą przyczynę, łatwo już było o środki zaradcze.
Dzisiaj obliczono i dokładnie już zbadano wszelkie siły, wpływające na łamanie się osi, i w skutek tych naukowych badań i długoletnich doświadczeń, przyjęli technicy dla osi następujące grubości:
Osi z najlepszego żelaza, przy grubości swojéj w piaście 4-ch cali (100m/m), mogą znosić ciężar 75 centnarów celnych, przy grubości 4½ cali (114m/m), mogą znosić ciężar 100 centnarów cel., a przy grubości 5 cali (127m/m) – 130 centnarów. [192] Osi przy wagonach osobowych, dla wszelkiego bezpieczeństwa, nie powinny być cieńsze od 4½ cali (114m/m).
Oś nie powinna być w żadném miejscu grubszą, od grubości w piaście. Wszelkich ostrych zakończeń przy osiach, należy starannie unikać, jako niebezpiecznych. Przejście z jednéj średnicy do drugiéj, należy zawsze łączyć płaszczyznami łukowemi, gdyż pokazało się z doświadczeń Heusingera-Waldegg, iż zakończenia ostre, zmniejszają o ¼ zwykłą wytrzymałość osi z żelaza kutego.
Osi w piastach nie powinny być cylindrowemi, lecz cokolwiek konicznemi t. j. 1m/m w średnicy, na 220m/m długości. Piasta powinna być tak wyborowana, aby przez lekkie uderzenie młotem, koło wsunąć się mogło na oś do 66m/m czyli do 2½ cali; reszty dokona już tłocznia (prassa) na 1000 centnarów ciśnienia. Przepis ten stosuje się tak do osi żelaznych jako i stalowych. Koła zwyczajne biegowe, po wsunięciu ich tłocznią, nie potrzebują już innego umocowania, to jest żadnych klinów; ale koła pociągowe i wiązane parowozów, potrzebują klinów, albowiem kliny w swoich nutach, nadają kierunek kołom przy wciąganiu ich na osi, zapewniają im raz na zawsze oznaczone stanowisko, z którego siła pociągowa nie powinna ich wzruszyć, gdyż wszelkie obluzowanie się takiego koła, bardzo szkodliwe skutki pociągnęłoby za sobą.
Dobroć osi otoczonéj daje się łatwo ocenić, jeżeli nie pokazuje nigdzie fug szwejsowych, czy ona jest z żelaza, czyli téż ze stali. Dla téj przyczyny, osi powinny być zawsze otoczone w całéj swéj długości, aby te fugi i rysy można było dojrzeć, jeżeli jakie istnieją. Fugi i rysy mają tę właściwość, iż w czasie używania osi, rozchodzą się coraz głębiéj, a po kilkoletniem użyciu osi ze stali lauéj, głębokość ta czasami do 20m/m dochodzi.
[193] To samo zjawisko okazują wprawdzie osi żelazne, jak również ze stali pudlowéj, ale w daleko późniejszym czasie. Podczas otaczania osi, zaraz wychodzą na wierzch niejednostajności materyału; dlatego doświadczony tokarz, z zachowania się osi w czasie otaczania, może na pewno wnioskować o naturze materyału, nóż bowiem tokarski na twardych miejscach, bierze wiór daleko cieńszy, niż na miejscach miękkich.
Oprócz tego, jeżeli materyał jest w całéj długości osi dobry i jednostajny, w czasie toczenia, wiór przedstawiać będzie długi skręt, na podobieństwo długiego loku; a otaczając oś ze stali lanéj, wiór bardzo nawet cieńki, powinien powyższą własność przedstawiać.

Dobroć osi stalowych dochodzi się. jeszcze w taki sposób, iż pewną część powierzchni osi, polewa się kwasem: im materyał jest jednostajniejszym, tém ślad czyli rysunek na powierzchni bejcowanéj, pozostanie mniejszy. Dla stanowczego jednak przekonania się o wytrzymałości i dobroci dostawionych osi, należy kilka sztuk przełamać, a jeżeli się żadne fugi szwejsowe i żadne rysy nie pokażą, a przy osiach ze stali lanéj, jeżeli oprócz tego odłam posiadać będzie formę, sobie tylko właściwą to jest muszlową, w takim razie uważać należy osi za odpowiadające wszelkim warunkom dobroci ^[7].

75. Jakiego rodzaju używane są koła na drogach, żelaznych?

Po kotle parowym, najważniejszemi częściami składowemi parowozu są koła i osie.
Wystawione one są na najgwałtowniejsze wstrząśnienia, muszą lokomotywy i wagony podpierać i w kolei trzymać; do budowy ich należy więc użyć najlepszych materyałów i jak największego starania.
Konstrukcya kół jest bardzo rozmaita. Obecnie na kolejach żelaznych, w użyciu będące koła, dadzą się na dwie główne klassy, a te znów na liczne gatunki podzielić, a mianowicie:

A). Koła szprychowe.

Te dzielą się na:
a) Koła szprychowe żelazne lane, z obręczą laną.
b) Też same koła, z obręczą walcowaną naciągniętą.
c) Koła szprychowe kute, ze szprychami wygiętemi (system Losh’a) i z piastą żelazną laną.
d) Toż samo z piastą żelazną kutą.
e) Koła szprychowe żelazne kute, z szwejsowanym obwodem i piastą (system Sharp’a), ze szprychami o prostokątnym przekroju.
f) Też same koła (system Arbelʼa) ze szprychami o przekroju owalnym.

B). Koła tarczowe.

Te dzielą się znowu na:
g) Koła szalowe żelazne lane (wypukłe).
h) Koła tarczowe ze stali lanej (system Meyer’a).
[195] i) Koła podwójne tarczowo-blaszane, z piastą, żelazną laną i obwodem żelaznym lanym, (system Fiedlera).
k) Takież same koła z obręczą walcowaną przynitowaną (system Heusinger’a).
l) Koła tarczowe żelazne kute, z przynitowanym obwodem i naciągniętą obręczą.
m) Takież same koła, z nadszwejsowanym obwodem i naciągniętą obręczą.
n) Takież same koła, z nadszwejsowaną obręczą (system Daelen’a).
o) Koła tarczowe drewniane, z piastą żelazną laną a obręczą walcowaną.

76. Jaka jest konstrukcya kół żelaznych lanych szprychowych?

Koła żelazne lane szprychowe z obręczą laną, użytemi zostały pierwszy raz przez Jerzego Stephenson’a w r. 1825, przy otwarciu kolei Stockton-Darlingtońskiéj, tak pod parowozami, jako téż i pod wagonami. Aby obwód koła, t. j. powierzchnię biegową, jako wystawioną na działanie tarcia, jak najtwardszą uczynić, obwód koła nie formuje się w piasku, ale odlewa się w szali, czyli muszli (coquille) żelaznéj lanéj, czysto wytoczonéj. Żelazo lane zetknięte z metaliczną ścianą formy, stygnie bardzo prędko na obwodzie obręczy, i nadaje jéj tym sposobem potrzebny hart, czyli twardość. Szprychy zaś i piasta, muszą pozostać miękkiemi, dla tego formują się i odlewają w piasku i studzą się powolniéj od swojéj obręczy. Muszą one posiadać własność ustępowania, nie oddziaływając na koło, gdyż inaczéj pękałyby przy wciąganiu koła na oś, lub w czasie biegu pociągu.
Ażeby pękaniu zapobiedz, robiono z początku szprychy kół o przekroju prostokątnym ( ) i formy esowój (S); ponieważ jednak takie przekroje, bardzo małą posiadały [196]wytrzymałość, robiono przeto późniéj szprychy proste i dano im przekrój litery (T) lub krzyża (+); oprócz tego opatrywano piasty szczelinami tak, że tworzyły trzy lub więcéj wycinków, które przy uginaniu się szprychów, mogły się nieco poddawać. Szczeliny te po ostygnięciu żelaza, zapełniały się kawałkami blachy, a piasty ściskały się z obu stron żelaznemi obręczami, wsadzanemi na gorąco.
Mamy niektóre przykłady, że koła tego rodzaju, oddawały nieraz kolejom żelaznym bardzo wielkie usługi, przebiegały bowiem bardzo wielkie przestrzenie, czasami do 100,000 kilometrów wynoszące, bez zużycia się powierzchni biegowych i nie pęknąwszy nigdzie. Ale takie korzystne wypadki, należy głównie przypisać dobremu przymiotowi metalu i troskliwéj robocie przy odlewaniu, albowiem sama konstrukcya ma bardzo wiele przeciwko sobie zarzutów.

77. Jaka jest konstrukcya kół szalowych żelaznych lanych?

Zastósowanie w praktyce kół szalowych (tarczowych) żelaznych lanych, daje tylko dobre rezultaty przy zachowaniu następujących warunków:
a) Gdy do ich odlania używamy żelaza twardego i zarazem ciągłego.
b) Gdy powierzchnię biegową koła tak zahartujemy, aby się mogła dostatecznie opierać tarciu o szyny.
c) Nadając kołu taką formę, aby zastygający korpus mógł się jeszcze ściągnąć, choć obwód koła wprzódy zastygnięty, przedstawia już pewien opór.
d) Nakoniec, aby koło w czasie użycia przedstawiało dostateczną sprężystość, to jest, aby na obwodzie nie pękało, w skutek uderzeń powstałych na nierównéj kolei.
[197] Koła szalowe żelazne lane, używane są szczególniéj na drogach żelaznych amerykańskich i austryackich; na tych ostatnich jednakże tylko pod wagonami towarowymi, nie posiadającymi hamulców. Węglarki żelazne bezhamulcowe, na drogach żelaznych Warszawsko-Wiedeńskiéj i Bydgowskiéj, zbudowane w fabryce Karola Schmidta w Wrocławiu, oraz podobneż węglarki żelazne na drodze żelaznéj Warszawsko-Terespolskiéj, zbudowane w fabryce machin Andrzeja hr. Zamoyskiego i Sp. w Warszawie w r. 1867, posiadają koła szalowe żelazne lane, pochodzące z fabryki Ganza.
Koła szalowe amerykańskie pod wagonami mają, zwykle średnicę 0,76 do 0,90^m, a wagę 450 do 480 funtów celnych; cena ich wynosi około 20 rubli za sztukę. Takie koła w Ameryce używane są i pod wagonami osobowymi; przekładają je nad kute, w czasie bowiem mrozów, nie pękają tak często jak te ostatnie.
Upowszechnienie się kół szalowych na drogach żelaznych austryackich, szwajcarskich, na niektórych niemieckich i w Królestwie Polskiém, zawdzięczyć należy głównie staraniom właścicieli dwóch specyalnych odlewni, mianowicie: A. Ganz’a w Budzie na Węgrzech i H. Gruson’a w Bukau pod Magdeburgiem. Ganz rozpoczął fabrykacyą swoich kół szalowych wr. 1853 i od tego czasu do końca roku 1870, dla kilkudziesięciu kolei, wyprodukował ich przęsło 200,000.
Jeżeli sprężystość kół amerykańskich ma być doskonalszą od kół Ganz’a i Gruson’a, ża to trzeba przyznać, że konstrukcya kół tych ostatnich fabryk, a osobliwie téż najnowszych kół Ganz’a, jest racyonalniejszą od amerykańskich.
Użycie wszakże tych kół na kolejach europejskich, nie dosyć się dotąd upowszechniło ; bardzo wiele dróg żelaznych, nie używa ich przy pociągach osobowych, idących z wielką prędkością; albowiem koła tego rodzaju, posiadają bardzo małą wytrzymałość boczną, i nie znoszą działania hamulców; gwałtowne [198]uderzenia, na jakie koła są wystawione w czasie jazdy i ślizganie się ich przez zatrzymanie obrotu z pomocą hamulców, sprawiają tak mocne wstrząśnienie w ustrój u żelaza lanego, już z saméj natury swojéj kruchego, iż te częstokroć po za granicę sprężystości przeszedłszy, powodują pęknięcie koła; a do tego skutkiem wielkich trudności przy fabrykacyi, koszt ich jest jeszcze dzisiaj cokolwiek za wielki. Ale z drugiéj strony należy im oddać słuszność, że bart, czyli twardość powierzchni biegowéj, nadaje im pewną trwałość, otaczanie obręczy jak przy innych kołach, czyni nie potrzebném, a przytém bardzo prosta konstrukcya znacznie redukuje koszta utrzymania kół tego rodzaju.
Fabrykacya jednak tych kół, wymaga takiéj saméj staranności jak i kół szprychowych, o których mówiliśmy wyżéj.
W Ameryce wszystkie gatunki żelaza, do wyrabiania kół szalowych używane, produkowane są na węglu drzewnym i przy zimnym wietrze. Użyte w tym celu formy, wkrótce przed mającém nastąpić laniem, z pomocą pary, otrzymują temperaturę 200°F (94.°3C.). To podniesienie cieplika nie szkodzi bynajmniéj stopniowi twardości obręczy, a głównie służy do tego, aby się o zupełnem wysuszeniu formy upewnić i zapobiedz w czasie lania tworzeniu się bulek powietrznych, oraz zimnemu szwejsowi, co uczyniłoby odlew zupełnie nieużytecznym. Zaraz po odlaniu wyjmuje się koło z formy, umieszcza się go w suszarni o wysokiéj temperaturze, gdzie bardzo wolno zastyga. Należy przytém całą swoją uwagę zwrócić, aby żaden ciąg powietrza nie dostał się do wnętrza suszarni przez 3 lub 4 dni; w tym celu zamyka się drzwi pieca starannie i dokładnie kituje.
Przy zachowaniu takich ostrożności, otrzymuje się koła żelazne lane, mające większą nierównie wartość od kutych, podług zdania inżynierów amerykańskich. Mimo bowiem wielkich mrozów, jakie panują w północnych okolicach Ameryki, koła te rzadko pękają, co jest najlepszym dowodem ich doskonałości.
[199] Figura 85 przedstawia dawniejszą formę koła szalowego Grusona, którego odlew uskuteczniał się w ten sposób, że śladokrąg obręczy (Spurkranz) bb w czasie lania, zwróconym był w górę.

Fig. 85.

Figura 86 przedstawia nową formę tego koła z fabryki węgierskiéj Ganza; odlew jego uskutecznia się z śladokręgiem na dół. Tarcza koła opatrzona jest zakrzywionemi żebrami dd; taka forma żeber sprawia, że wpływanie żelaza odbywa się w kierunku stycznych, a następnie żelazo wchodzi rotacyjnie do obwodu biegowego, czyli do obręczy: taki ruch jest bardzo ważny jak wiadomo z doświadczenia, gdyż on wszystkie lżejsze materye, a zatém wszelkie nieczystości żelaza z obwodu koła ku jego środkowi [200]usuwa. Ze mniemanie to jest prawdziwém, pokazuje się ztąd, że od czasu wprowadzenia téj nowéj metody do odlewania kół szalowych, prawie żadne koło nie miało już więcéj w sobie miejsc pustych, dziurawych, ukrytych często przed okiem, pod skorupą

Fig. 86.

gładką i napozór zdrową. Otwory ee znajdujące się na tarczach (Fig. 85 i 86), których bywa 3 do 4-ch, służą do umocowania jądra (Kern) i do wydobycia piasku, po uskutecznionym odlewie. Dziury te zamykają się późniéj kawałkami blachy żelaznéj. Całe dalsze wykończenie koła, polega już tylko na wywierceniu w piaście otworu, odpowiedniego do grubości osi, co uskutecznia się nie za pomocą tokarni, jak przy innych kołach, ale za pomocą [201]właściwéj do tego celu urządzonéj wiertarni, która w 12-tu godzinach, średnio 7 kół jest w możności wykończyć ^[8].

78. W jaki sposób wyrabiają się koła tarczowe stalowe?

P. Jakób Meyer, dyrektor górnictwa i fabryk stalowych w Bochum w Westfalii, fabrykuje koła szalowe amerykańskie, ale nie z żelaza, lecz ze stali lanéj; tym sposobem obchodzi się bez wszelkiego mechanicznego łączenia obręczy z kołem, gdyż; koła jego, jednę tylko sztukę ze stali lanéj stanowią.
Figura 87 przedstawia nam takie koło. Pierwsze koła tego rodzaju ukazały się w r. 1859 na kolei Kolońsko-Mindeńskiéj, a dzisiaj do tego stopnia rozpowszechniły się już w Anglii i Niemczech, że fabrykacya ich ostatniemi czasy, stała się prawie główną gałęzią zajęcia fabryk stalowych.
Koła stalowe, przed niedawnym jeszcze czasem, wyrabiały wyłącznie: fabryka Bochumska, pod kierunkiem dyrektora Meyera i fabryka stali Najlor Vickers et Comp. w Sheffield, która tajemnicę od p. Meyera nabyła. Fabrykacya tych kół jest dotychczas jeszcze tajemnicą; polega ona na topieniu i wlewaniu stali do form, z właściwéj massy wyrobionych. Formy są tak urządzone, że można w nich na raz 5, 6, a nawet 10 kół odlewać; są one jednostajnéj zbitości, łączą się ze sobą piastami, oddziela się je zaś od siebie przez narznięcie, a następnie uderzenie.
Dalsze obrobienie koła polega na wyborowaniu piasty, otoczeniu obu jéj szczytowych powierzchni, otoczeniu części [202]zewnętrznéj stanowiącéj obręcz; zaś cały korpus pozostaje w stanie naturalnym, należy go tylko pomalować, dla zabezpieczenia od rdzy.

Fig. 87.

Doświadczenie przekonało, że stal lana w obręczach zużywa się w ogólności 2½ do 3-ch razy wolniéj, od żelaza drobno ziarnistego i stali pudlowéj. Koło takie (fig. 87) z fabrykacyi bochumskiéj, w roku 1865 na kolei Kolońsko-Mindeńskiéj, od jednego otoczenia do drugiego, przebiegło 12,000 mil. Koła te jednak mimo wielkich swoich zalet, z hamulcami nie są używane, albowiem przez hamowanie rozgrzewają się niezmiernie, a w czasie śniegów i mrozów, hartują się, nagle stygnąc, przez co bardzo łątwo pękają. [203] Cena takiego koła wynosi 9 do 11 rubli za centnar; zatém za dwa koła z osią stalową laną wagi 1400 funtów, wypada 154 rubli.
Fabryka Alfreda Kruppa w Essen, od pewnego czasu zajmuje się również wyrabianiem kół stalowych.

79. W jaki sposób budują się koła tarczowe drewniane, z piastą żelazną laną i obręczą kutą?

Zastósowanie na drogach żelaznych kół z drewnianemi szprychami i drewnianym obwodem, z piastą żelazną laną i obręczą kutą, datuje się od pierwszych zawiązków kolei żelaznych, których oprócz kół żelaznych lanych, powszechnie wtedy używano.
W roku 1838, koléj Brunświcko-Harzburgska otrzymała cały pociąg osobowy z fabryki Daviesʼa z Dublina, opatrzony tego rodzaju kołami, które obok dawniejszych żelaznych kutych, skutkiem swéj lekkości, taniości i małego hałasu, tak wielkie obiecywały korzyści, że inżynier Chillingworth zarządził fabrykacyę takich kół na wielką skalę, w warsztatach drogi żelaznéj w Brunświku. Długi czas innych kół tam nie używano, lecz jakkolwiek z początku okazały się bardzo praktycznemi, jednak pokazało się późniéj, że skutkiem zsychania się drzewa, luzowały się szprychy drewniane, pomimo silnego związania ich z obwodem dzwonowym, przez co obręcze stawały się także luźnemi i nieokrągłemi; musiano je więc częściéj otaczać niż kute, a w następstwie tych niedogodności, koła drewniane okazały tylko połowę téj użyteczności, jaką koła żelazne kute przedstawiały.
Rzeczywiste dopiéro ulepszenie kół drewnianych zaprowadził p. F. Busse, pełnomocnik drogi żelaznéj Lipsko-Drezdeńskiéj, który w r. 1844 polecił po raz pierwszy wykonać koła z pełną tarczą drewnianą, koła tak zwane antiwibracyjne, w których tarcza drewniana z 16-tu wycinków złożona, tylko sztorcem [204]stykała się z piastą i obręczą, a przez to, pomimo zsychania się drzewa, nie mogło tak łatwo nastąpić luzowanie się obręczy. W skutek zaś dokonanych poprawek ostatniemi czasy, zdołano tak silnie utwierdzić obręcze na kołach, że dziś koła drewniane, do lepszych konstrukcyj zaliczone być muszą. Sprężystość jaką posiadają, zapobiega pękaniu obręczy podczas wielkich mrozów; dlatego téż takie koła, wielkie mają zastósowanie w krajach, gdzie silne mrozy panują, jak np. w Rossyi, Szwecyi i północnéj Anglii. Przy kołach tego rodzaju, łagodzą się nie tylko wszelkie uderzenia skutkiem nierówności drogi, ale konserwują się lepiéj obręcze, a właściwy sposób umocowania na nich obręczy, czyni zluzowanie się ich prawie niepodobném, przez co i bezpieczeństwo jazdy staje się większém, niż przy kołach żelaznych.

Fig. 88.

Konstrukcyę tych kół przedstawia figura 88. Fabryki Morksbridge Iron Works w Leeds (Jorkshire) i p. W. Zethelius w Westeras (Surahammer w Szwecyi), produkowały okazy swoich wybornych kół drewnianych, na ostatniéj wystawie paryzkiéj w r. 1867.

Tarcza złożona jest z 16-stu dobrze spasowanych ze sobą wycinków bbb z mocnego i suchego drzewa teakowego, nasyconych dobrze gorącym olejem i wtłoczonych pomiędzy obręcz cc i piastę aa. Piasta żelazna lana, całkiem otoczona, zakończona jest w tym celu od zewnątrz stożkowo. Przymocowanie tarczy do piasty, uskutecznia się z pomocą pierścienia wewnętrznego a żelaznego kutego i 8 śrub na 20 millimetrów grubych, które w miarę zsychania się drzewa, mogą być powoli dociąganemi.

Fig. 89.

Umocowanie tarczy drewnianéj z obręczą, uskutecznia się znowu w sposób następujący: w obręczy żelaznéj (fig. 89), po obu jéj stronach dolnych wytaczają się nuty czyli rowki prostokątne, w które wchodzą żelazne kute pierścienie cc, wykrępowane pod kątem prostym, obejmujące swojemi szerszymi brzegami drewnianą tarczę; końce te ściągają się 16-ma na 16 millimetr. grubemi śrubami, przechodzącemi przez każdy wycinek b tarczy: tak jest silném to umocowanie, że obręcz może pęknąć na kilka kawałków, a jednakowoż żaden z nich nie oderwie się od koła, a zatém nie wstrzyma ruchu pociągu. Ważną także jest ta okoliczność, że obręcz nie osłabiona nigdzie przez śruby i nity, daje się zużytkować aż do 10-ciu millimetrów grubości.

80. Jakich używa się kół przy parowozach?

Koła parowozów dzielą, się na:
1° Pociągowe (Triebräder).
2° Wiązane (Kuppelräder).
3° Biegowe (Laufräder).
Co do 1°. Koła pociągowe. Takie koła nazywają się pociągowemi, na które bezpośrednio działa maszyna parowa, za pomocą trzona korbowego. Stósownie do tego, czy cylindry maszyny leżą wewnątrz albo zewnątrz ramy, koła pociągowe mają formę taką jak figura 90, lub taką, jak figura 91 przedstawia. Jeżeli cylindry umieszczone są pomiędzy kołami, to oś musi być podwójnie wygiętą (figura 90), a te wygięcia a i a, stanowić będą korby, złączone z cylindrami parowymi; gdy zaś cylindry znajdują się zewnątrz ramy, to korby aa znajdować się będą albo na przedłużonéj osi b od strony zewnętrznéj kół, lub téż czop, prowadzący trzon korbowy cylindra, utwierdzony będzie w piaście tegoż koła, jak fig. 91 przedstawia.

Takie koła budują się obecnie z żelaza kutego lub stali. Złożone są: z piast, szprych, dzwon i obręczy. Każda szprycha składa się z dwóch promieni żelaznych kutych, z których jeden złączony jest z częścią piasty, a drugi z odpowiedniém dzwonem, poczém szwejsują się z sobą obie części i na kamieniu gładzą. W taki sposób ustawione szprychy wraz z dzwonami i częściami piasty, wkładają się do formy kołowéj, gdzie się ostatecznie pasują i mocują razem, a oba końce piasty tak wewnętrznéj jak zewnętrznéj, ściskają się obrączkami żelaznemi. Następnie piasta rozgrzewa się do białości i kilkoma uderzeniami wielkiego młota szwejsuje. Aby zaś dzwona ze sobą połączyć, wstawiają się pomiędzy nie kliny żelazne, a po zagrzaniu do białości szwejsuje. Po zeszwejsowaniu koła, należy jego obwód z pojedynczych dzwon powstały, należycie na kamieniu lub na

Fig. 90.

Fig. 91.

tokarni wyrównać; poczém dopiero wciąga się na gorąco obręcz opatrzoną rantem, czyli śladokręgiem (Spurband, Spurkranz). Szprychy kół pociągowych, podobnie jak i kół biegowych, miewają rozmaitą formę, a mianowicie: owalu, koła, krzyża albo prostokąta. Wciąganie kół na otoczone osi, uskutecznia się na zimno, za pomocą pras hydraulicznych. Średnica kół pociągowych, zmienia się stosownie do tego, czy maszyna obsługuje pociąg towarowy czy téż osobowy i wynosi od 3¼ do 7 stóp, w Anglii doszła nawet do 10-ciu stóp. Można jednak przyjąć za zasadę, że koła pociągowe mają zwykle od 5 do 6 stóp średnicy.

Co do 2°. Koła wiązane czyli kuplowane, (figura 92) są téj saméj zupełnie budowy co i koła pociągowe; łączą się z temi ostatniemi za pomocą korb AB i właściwych trzonów ACB nazywanych trzonami wiążącymi (Kuppelstangen); a ponieważ wykonywają wspólnie wszystkie ruchy wraz z kołami pociągowemi, muszą więc mieć jednaką z niemi średnicę; wskutek zaś ciężaru na nich spoczywającego, zwiększają tarcie o szyny, oraz siłę pociągową parowozu.

Fig. 92.

Co do 3°. Koła biegowe, są mniejsze od dopiero co opisanych, obracają się tylko wskutek własnego tarcia o szyny i służą jedynie do podparcia parowozu.

81. W jaki sposób i z jakiego materyału wyrabiają się obręcze?

Obręcze (Radreifen, Bandages, Tyres) wyrabiają się obecnie z żelaza, albo ze stali pudlowéj i lanéj. Powinny obok twardości dostateczną ciągłość posiadać, gdyż z jednéj strony opierać się muszą wielkiemu tarciu o szyny, a z drugiéj strony przy naciąganiu na koła, wystawione będąc przez ściągnięcie się materyału na rozerwanie, nie powinny tego rozerwania dopuścić.
Najmniejsza dozwolona grubość w użyciu będących obręczy dla kół wagonowych wynosi 19 millimetrów, gdy są zrobione z żelaza, a 15 millimetr. gdy są zrobione ze stali.
Figura 93 przedstawia profil obręczy używanéj w Austryi na kolei południowéj (Glognickiéj); wymiary jéj są następujące:

Szerokość a		..........		=	130	millim. ^[9]
Grubość b		..........		=	50	„
Odległość d		..........		=	66	„
Odległość c		..........		=	64	„
Całkowita wysokość e wraz z śladem ..				=	82	„
Grubość f		..........		=	46	„
Stożek powierzchni biegowéj g ma nachylenie				=	1:16	„
Odległość h		..........		=	22	„
Odległość i		..........		=	16	„
Promień r		..........		=	12	„
Promień	łuku	wklęsłego	rʼ .....	=	20	„
„	„	„	rʼʼ .....	=	66	„
„	„	„	rʼʼʼ .....	=	15	„

Fabrykacya obręczy dzieli się na dwie metody: na metodę dawniejszą, czyli szwejsowania i na metodę nowszą, przy któréj nie szwejsują się obręcze.
[210]

Fig. 93.

Dawniejszą metodą, proste sztaby żelaza walcowało się podług danego profilu, następnie na gorąco obcinało się jéj końce piłą okrągłą na żądaną długość, a dopiero potém krępowało się wywalcowaną szynę podług danéj średnicy na maszynie o trzech walcach, podobnéj, jakiéj się do gięcia szyn używa; naostatek obadwa końce obręczy szwejsowało się ze sobą. Ale obręcze w ten sposób fabrykowane, nie zalecały się trwałością, gdyż zwykle na miejscach szwejsu pękały. W ogólności, pękanie obręczy przypisać należy głównie wadliwemu ich szwejsowaniu. Dla tego w ostatnich czasach zaczęto używać metody drugiéj, chociaż znacznie kosztowniejszéj od pierwszéj.
[211] Fabrykacya obręczy nie szwejsowanych i jéj wydoskonalenie, datuje się dopiero od wprowadzenia w użycie obręczy ze stali lanéj. Różne są sposoby wyrabiania takowych. Fabryka Kruppa w Essen robi je w sposób następujący: przede wszystkiém wykuwają się bloki ze stali lanéj, następnie obcinają się takowe na kawałki ośmiokątne takiéj wagi, jaką powinny posiadać obręcze. Ośmiokąty (figura 94) opatrują się dziurami a i a, które następnie łączą się ze sobą podłużnym otworem b. Otwór ten za pomocą konicznych dorniów, o coraz większéj średnicy, rozbija się pod młotem parowym, dopóki obrabiana sztuka, nie przyjmie formy pierścienia. Tak zrobiony pierścień, rozgrzewa się powtórnie w piecu płomiennym i na właściwéj walcowni wykończa, zkąd już jako doskonała obręcz wychodzi.

Fig. 94.

Ponieważ od dobroci kół, a w szczególności obręczy, zawisłemi są bezpieczeństwo i koszta ruchu na drogach żelaznych, dla tego przy odbiorze kół i obręczy, należy przedsiębrać jak najsurowsze próby z pojedyńczemi sztukami, a fabrykańci przyjmują zwykle w tych razach gwarancyę za dobroć roboty i materyału.
Dla wypróbowania dobroci użytego materyału, wybiera się jedne z 50-ciu sztuk do odbioru przeznaczonych i [212]poddaje się próbie zgięcia lub złamania za pomocą kafaru lub tłoczni. Jeśli w czasie próby pokażą się jakie wady w robocie lub materyale, lub jeżeli moc lub sprężystość obręczy, nie odpowiadają przepisanym wymaganiom, w takim razie wybiera się drugą obręcz i znów takiéj saméj próbie poddaje; a jeżeli i ta żądanym warunkom nie odpowiada, obręcze przyjętemi być nie mogą. Każda obręcz wybrana do próby, powinna wytrzymać przynajmniéj pięć uderzeń kafaru, wagi 1200 funtów, spadającego z wysokości pięciu metrów (16 stóp, 3 cale miary ang.) i nie pęknąć w miejscu, gdzie była zeszwejsowaną.
Co do dalszéj gwarancyi, obręcze powinny do pierwszego otoczenia, przynajmniéj 4 tysiące mil przebiedz. Koła z hamulcami, stanowią tutaj wyjątek. Jeżeli zaś otoczenie kół okaże się konieczném pierwéj nad czas przepisany, z powodu miękkiego, lub nierównéj zbitości materyału, w takim razie dostawca, obowiązanym jest zwrócić koszta roboty i wartość straconego materyału.

82. W jaki sposób naciągają się obręcze na koła?

Aby obręcz jak najszczelniéj przystawała do obwodu koła, należy ten obwód przedewszystkiém otoczyć; następnie obręcz mającą się na koło naciągnąć, cokolwiek rozgrzawszy, wyrównać na żelaznym lanym z dwóch części złożonym i dokładnie otoczonym pierścieniu, przez wbijanie klinów pomiędzy płaszczyzny przecięte, a następnie wewnętrzną płaszczyznę obręczy na tokarni otoczyć. Średnica wewnętrzna obręczy powinna być cokolwiek mniejszą od średnicy zewnętrznéj obwodu koła.
Ponieważ naciąganie obręczy odbywa się na gorąco, przeto w skutek podniesionéj temperatury, średnica obręczy zwiększy się o tyle, iż z łatwością daje się wsuwać na koło. Stosunek ten średnicy obwodu koła, do średnicy wewnętrznéj obręczy, nazywa się miarą ściągania (Schrumpfmass).
[213] Obręcze żelazne posiadają własność większego ściągania, aniżeli obręcze stalowe; dla tego obręczom żelaznym daje się miarę ściągania 1 do 1½ millimetr. na każden metr średnicy koła, gdy obręczom stalowym daje się tylko najwyżéj 1 millimetr, a obręczom Kruppa tylko ⁶⁄₁₀ millimetra. W tym celu rozgrzewa się jednostajnie obręcz w okrągłym piecu płomiennym, a czas 5 do 7 minut jest wystarczającym do rozgrzania jéj na kolor ciemnoniebieski (230°–250° R.) i do powiększenia średnicy 862 milim. o 2 millim. Po rozgrzaniu obręczy, ustawia się ją poziomo w chłodnicy, obracając śladokręgiem (Spurkranz) w górę, a oś opatrzoną już kołami wiesza się pionowo na kranie. Za pomocą tego kranu wsuwa się naprzód jedno koło do rozgrzanéj poprzednio i rozszerzonéj obręczy, a gdy koło zajęło już w niéj należyte miejsce, chłodzi się obręcz za pomocą wody; następnie wodę z chłodnicy wypuszcza, drugą obręcz również rozgrzaną ustawia, oś za pomocą kranu drugim końcem obraca i w drugą obręcz zasadza; a zmierzywszy śladomiarem (Spurmass) odległość pomiędzy kołami i przekonawszy się, że ta 1,36 metra wynosi, ochładza się drugie koło wodą.
W ten sposób opatrzone obręczami koła, biorą się z osią na tokarnię i podług oznaczonego profilu otaczają od zewnątrz, podług jednéj i téj saméj średnicy. Następnie biorą się koła pod wiertarnię, pod którą wiercą się otwory na nity i śruby, dla złączenia obręczy z kołami. Otwory te borują się albo ręcznie za pomocą tak zwanéj grzechotki (Knarre), lub téż za pomocą bormaszyny Samana, borującéj w 12 godzinach 48–54 otworów ^[10].
Figura 93 przedstawia połączenie obręczy z kołem za pomocą nitów. Połączenie obręczy z kołem za pomocą śrub (figura 95), jest takie samo, z tą tylko różnicą, że nit opatrzony bywa gwintem, mutrę zaś stanowi gwint wycięty w obręczy aa.
[214] Materyał na śruby i nity musi być taki sam, jakiego na obręcze użyto. Lecz taki sposób umocowania obręczy na kołach, ma swoje niedogodności, albowiem nity i śruby osłabiają obręcz, luzują się w skutek ruchu i ciągłego drgania koła, zużywają się w miarę zużywania się obręczy; dla tego inżynier Lindner zaleca umocowanie obręczy b z kołem a za pomocą szajb żelaznych cc (figura 96), podobne umocowaniu obręczy na kołach drewnianych, które nitów ani śrub nie potrzebuje i obręczy nie osłabia, jak figura 89 przedstawia.

Fig. 95.		Fig. 96.

83. Jakie jest przeznaczenie maźnic, jaki jest ich podział i budowa?

Dobrze i celowi odpowiednio urządzone maźnice, z pomocą których smarują się osi dostatecznie, a jednak ekonomicznie, przy których nie grzeją się osi, a wagony przy rozmaitém obciążeniu i rozmaitéj temperaturze, z jednakową łatwością poruszać się mogą, wywierają niezmierny wpływ na regularną komunikacyę na drogach żelaznych, na obciążenie pociągu, a nawet na samą siłę pociągową maszyny parowéj.
Maźnice dotychczas używane na drogach żelaznych, dadzą się według gęstości smaru na 3 kategorye podzielić, a mianowicie na:
[215] A. Maźnice do gęstego lub stałego smaru.
B. Maźnice do ciekłego smaru, i
C. Maźnice do płynnego smaru.
Ostatnie dzielą się znów na następujące gatunki:

a)	Maźnice	do smarowania od góry.
b)	„	do smarowania od dołu, za pomocą pływaka.
c)	„	do smarowania z dołu za pomocą przyrządu ssącego.
d)	„	do smarowania od góry i dołu.
e)	„	przez wypychanie, za pomocą środków elastycznych.
f)	„	przez zanurzenie się w płynie końców osi.
g)	z tarciem toczystém.

Co do A. Maźnice do gęstego smaru.

Maźnice tego rodzaju, z powodu swojej prostéj budowy, były dawniéj prawie w powszechném użyciu na drogach żelaznych.
Stały smar wprowadza się drewnianą łopatką do zbiornika umieszczonego nad łożyskiem metalowem osi, zamykanego żelazną laną pokrywką. Łożysko mosiężne rozgrzane w skutek tarcia osi, a stanowiące dno zbiornika smaru, topi pewną część tłustości, która następnie powoli spływa na oś dwoma otworami znajdującymi się w łożysku. Nie ma tu skomplikowanego przyrządu do ssania, doprowadzania i czyszczenia smaru, ani szczelnego zamknięcia maźnicy, aby zapobiedz rozpryskiwaniu się smaru.
Figura 97 przedstawia taką maźnicę w przecięciu pionowem, używaną na kolei francuzkiéj wschodniéj. a jest zbieralnikiem smaru z otworem nachylonym i zamkniętym za pomocą pokrywki b. Dokładnie dopasowane łożysko c z czerwonego mosiądzu, obejmuje jak zwykle tylko górną część czopa (Schenkel), [216]i opatrzone jest kanałami smarowemi oo, 12 do 15 millim. średnicy, mającymi kierunek ukośny, aby je można było z łatwością wyczyścić, kiedy się zapchają. Wierzchnia część maźnicy przedłuża się po nad wyskokiem czopa ku środkowi osi, aż blizko do piasty i od zewnątrz opatrzona jest wpustem (nutem) e, służącym do podtrzymywania strzemienia (Bügel) hamulcowego. Część dolna maźnicy d służy do ochrony łożyska od kurzu i piasku, i do zbierania ściekającego smaru. Za pomocą śrub łączą się z sobą część górna bBe, i dolna idA maźnicy, a oprócz tego powierzchnie zetknięcia części górnéj i dolnéj, opatrzone są fazą i garą (nutem) z obu stron i z przodu, widzialnemi przy i, dla szczelnego ile możności połączenia ich z sobą.

Fig. 97.

Co do B. Maźnice do ciekłego smaru.

Maźnice do ciekłego smaru, używane na drogach żelaznych: Berlińskó-Szczecińskiéj, Górno-Szlązkiéj, Dolno-Szlązkiéj i Starogrodzko-Poznańskiéj, są prawie do siebie podobne; dostateczném przeto będzie, jeżeli tutaj opiszemy maźnicę używaną na kolei Górno-Szlązkiéj.

Fig. 98.

Służyły one poprzednio do płynnego smaru, aby je zaś przerobić do ciekłego peryodycznego smaru, otwór a (figura 98) zupełnie zalano, a zbiornik przy b za pomocą śruby c zamknięto, [218]aby go nikt w czasie jazdy nie otwierał. Knot ssący d założono w kanale smarowym, a w części dolnéj umieszczono poduszkę pluszową e, z knotami ssącemi, przyciskaną do czopa A dwiema spężynami spiralnemi ff. Nutów krzyżowych, używanych przy wszystkich innych łożyskach, a gromadzących zwykle w sobie nieczystości (które działają szkodliwie na czopy), łożyska tych maźnic nie posiadają. Wszystkie maźnice powinny być szczelnie zamknięte, aby smar zabezpieczyć od rozpryskiwania. W tym celu używa się krążka filcowego gg, szczelnie przystającego do osi i wchodzącego do wpustu (nutu) tak górnéj jak dolnéj części maźnicy. Na kolei Berlińsko-Szczecińskiéj używają w tym celu krążków z grubéj prasowanéj skóry, które dokładniéj otwór zamykają i trwalszemi są od filcu. Zamiast poduszki pluszowéj, na téj ostatniéj kolei, używają deszczułek z poduszką napełnioną pakułami, obciągniętą starém suknem, pochodzącém z siedzeń wagonowych. Poduszki te okazały się bardzo praktycznemi i mniéj kosztownemi od poduszek pluszowych. Przez te poduszki przechodzi pewna liczba okrągłych knotów, dla dostarczenia im smaru. Wagony osobowe, pocztowe i bagażowe na kolei Górno-Szlązkiéj i Poznańskiéj, takiemi maźnicami opatrzone, przebiegają drogę podług obecnych przepisów 4000 mil, od jednéj rewizyi do drugiéj.

Co do C. Maźnice do płynnego smaru, czyli do smarowania olejem.

Figura 99 przedstawia przekrój podłużny pionowy maźnicy Bassona, poprawionéj przez Bendera. Maźnica ta składa się z części górnéj K, która jest płaską, i z części dolnéj L, mającéj kształt skrzynki. Części te na spojeniu opatrzone są wpustem i wypustem (garą i fazą) x i uszczelniają się jeszcze za pomocę sznurka gumowego. Obie części maźnicy złączone są z sobą za pomocą żelaznego [219]kutego strzemienia M i za pomocą, śruby tłoczącéj b.

Fig. 99.

W razie rewizyi maźnicy, lub w czasie jéj napełniania smarem, części te mogą być bardzo szybko i z wielką łatwością oddzielone od siebie, a to przez proste tylko zluzowanie śruby tłoczącéj b. [220]Śruba b otoczonym swoim czopem, sięga w odpowiedni otwór znajdujący się pod dnem dolnéj części skrzynki L. Przeciwko dowolnemu luzowaniu, zabezpiecza się śruba b za pomocą klamki c. Przewodnik dla wideł osiowych (tutaj niewidzialny), odlany jest wraz z częścią górną maźnicy. Otwór maźnicy od strony piasty, zamknięty jest drewnianym krążkiem d, z dwóch części złożonym, przystającym dokładnie do wpustu e, w który zaopatrzona jest tak górna jak i dolna część maźnicy. Krążek maźnicy przyciskany jest do osi za pomocą sprężynki stalowéj s.
Na kolei Szwajcarskiéj północno-wschodniéj, oprócz dopiéro opisanego zamknięcia, oś posiada jeszcze rowek r, tuż przed drewnianym krążkiem umieszczony, który jeszcze lepiéj zabezpiecza maźnicę od strony piasty, przeciwko wyciekaniu z niéj smaru.
Resor dźwigający O, złączony jest ruchomo z górną częścią maźnicy za pomocą nadlanych łap ff i czopa poziomego g tak, że ciężar wagonu rozkłada się tutaj jednostajnie na środek maźnicy i na widły osiowe. Jednocześnie łożysko P może się cokolwiek obracać w kierunku poziomym, około czopa pionowego h. Łożysko składa się z czerwonego odlewu, a wylane jest białym metalem; w środku obrotowego czopa h, łożysko jest przewiercone i opatrzone od góry miseczką dla tego, aby w razie nagłego wypadku po odkręceniu śruby i, można było także nalać oleju od góry.
Zbiornik oleju Q w dolnéj skrzynce, jest szczelnie ze wszystkich stron zamknięty. Oléj nie czysty spływający z czopa osi, dostaje się na sito blaszane R leżące na płaszczyźnie HI, gdzie osadzają się grubsze nieczystości, a czyściejszy oléj przeciekły przez sito, spływa po pochyłéj pokrywie zbiornika na miejsce najniższe, a następnie knotem k w zupełności oczyszczony, wchodzi znowu do zbiornika Q i na nowo staje się do użycia zdolnym.
[221] Na misce blaszanéj m, umocowana jest poduszka pluszowa S połączona za pomocą knotów ssących, przechodzących przez rurkę blaszaną n, ze zbiornikiem Q napełnionym olejem. Miska m służąca do podtrzymywania poduszki, oparta na rurce blaszanéj n, przyciskaną jest łagodnie do osi za pomocą dwóch spiralnych sprężyn, na dwóch sztyftach osadzonych, a do sita R przynitowanych.
Maźnice tego rodzaju, z niejakiemi modyfikacyami i ulepszeniami Bendera, jeneralnego inspektora dróg żelaznych w Austryi, rozpowszechnione są na różnych kolejach żelaznych francuzkich, i uważane są dzisiaj za najpraktyczniejsze przyrządy tego rodzaju ^[11].

84. Jakim sposobem łączą się z maszyną koła i osi i w jaki sposób łagodzą się wstrząśnienia, których maszyna doznaje skutkiem nierówności drogi?

Koła i osi łączą się z maszyną za pomocą ramy. Rama zbudowana z mocnych sztuk płaskiego żelaza, przymocowaną jest z tyłu i z przodu do kotła; opatrzona jest nadto widłowymi wyskokami, w których się mieszczą maźnice, i które jakby w kulisie przesuwać się mogą do góry i na dół.
Figura 100 przedstawia część ramy aa z wyskokami widłowymi bb, gdzie cc maźnicę, zaś d oś wyobraża. Resory służą tu do łagodzenia wstrząśnień, którym maszyna w czasie jazdy podlega.
[222] Resor geg, jak go figura przedstawia, składa się z kilku stalowych elastycznych pasów, także piórami zwanych, w kształcie paraboli zakrzywionych i na sobie ułożonych. Za pomocą, pręta h i strzemienia e, opiera się resor na maźnicy, który śrubami ff do ramy aa jest przymocowany. Gdyby rama aa spoczywała bezpośrednio na maźnicy, wtedy resory nie sprawiałyby żadnego skutku, ale gdy mutry gg będą przyciągnięte, to pręt h pójdzie na dół, rama wzniesie się do góry, a wtedy cała maszyna za pośrednictwem resorów, spoczywać będzie na maźnicach, na osiach i kołach.

Fig. 100.

Jak każdy parowóz, tak samo i każdy wagon, spoczywać musi na resorach, w przeciwnym albowiem razie, wszelkie wstrząśnienia, pochodzące z nierówności drogi, udzielałyby się bezpośrednio maszynie i wagonowi i w krótkim czasie zrujnowałyby ich części składowe. Ażeby temu zapobiedz, koła parowozów i wagonów wraz z osiami muszą się za nierównościami poddawać. Resory służą także do rozkładania ciężaru na osi. Jeżeli d [223]przedstawia oś maszyny, aa część ramy tejże maszyny, to widoczném jest, ponieważ oś wraz z maźnicą cc może się swobodnie w widłach do góry i na dół poruszać, że przy pomocy śrub ff i pręta h, ciężar cały na resorach e spoczywać musi.
W miarę naciągnięcia muter gg, natężamy i resory, które wtedy silniéj na maźnicę działają, czyli mówiąc innemi słowy, większą część ciężaru maszyny, umieszczamy na tych resorach, które napinamy, aniżeli na tych, których wcale nie napinamy. Tym sposobem, można dowolnie ciężar maszyny na maźuice porozkładać.
Przy maszynie trzy-osiowéj, przez napięcie środkowych resorów, prawie cały ciężar maszyny przenieść można na oś środkową, a to w tym stosunku, o ile skrajne resory w skutek téj czynności, zluzowanymi zostaną, gdyż całkowity ciężar, w żadnym razie zmienionym być nie może.
Działając zaś przeciwnie, to jest luzując resory środkowe, prawie cały ciężar maszyny przenosimy na koła przodowe i tylne, co szczególniéj wtedy jest konieczném, gdy pierwotna sprężystość przodowych i tylnych resorów zmalała, lub gdy w ogólności na odpowiednich im osiach, stosunkowo mały ciężar spoczywa, co przy nierówności drogi, jadąc naprzód lub w tył, mogłoby wykolejenie się parowozu sprowadzić.
Przy maszynach czterokołowych czyli dwuosiowych, kiedy po dwa resory znajdują się z każdéj strony, można uskuteczniać zmianę obciążenia przez napięcie lub téż zluzowanie resorów w kierunku przekątni leżących, co wszakże bardzo rzadko się zdarza.
Przy wszystkich parowozach, znajdujących się w należytym stanie, których środek ciężkości, ma położenie prawie niezmienne, między obciążeniem osi i ich stanowiskiem, zachodzi zawsze pewien stały stosunek. Jeżeli np. C, D, E są ciężarami spoczywającymi na trzech osiach maszyny sześciokołowéj;
[224] W = ich summie;
m, n = odległości osi pomiędzy sobą;
x = odległości środka ciężkości od osi środkowéj;
to ten stały stosunek da się wyrazić przez formułę następującą:
C x + E (m + x) = D (n — x),
zkąd dadzą się wyciągnąć pojedyńcze wartości, np.

D={Em-W\ x \over {n}}

etc.

Za pomocą resorów, stosunek ten może się zmieniać, a mianowicie, przy parowozach 6-cio kołowych, można oś środkową na koszt osi skrajnych więcéj lub mniéj obciążyć, jak to już wyżéj powiedzieliśmy.
Inżynier angielski Robinson ^[12] przy parowozie sześciokołowym, ważącym 30,10 tonnów, przez bezpośrdnie ważenie, następujący rozdział całkowitego ciężaru otrzymał:

			Oś przednia Tonny.	Oś środkowa Tonny.	Oś tylna Tonny.	Cały ciężar. Tonny.
a)	Przy napięciu resorów odpowiadającém normalnemu stanowi	${\textstyle {\bigl \}}{\bigr .}}$	10,55	12,50	7,05	30,10
b)	Przez napięcie resorów środkowych	${\textstyle {\bigl \}}{\bigr .}}$	9,65	14,20	6,25	30,10
c)	W skutek zluzowania resorów środkowych	${\textstyle {\bigl \}}{\bigr .}}$	11,85	10,20	8,05	30,10

Należy nadmienić, że powyższe ciężary, jak samo z siebie wypływa, wskazują ciśnienie, jakie sprawiają koła na szyny, po których biegną. Powyższe cyfry składają się z dwóch ciężarów, [225]to jest stałych i zmiennych; ciężar stały stanowią: maźnicer, osi i koła, a ciężar zmienny stanowi ten ciężar, który na resorach spoczywa. Ciężary stałe oznaczył Robinson przez p₁ = 1,76 tonnów dla osi przodowej, p₂ = 3,66 dla osi środkowéj (pociągowéj czyli rozpędowéj), a przez p₃ = 1,68 tonnow dla osi tylnéj. Jeżeli więc oznaczymy odpowiednie ciężary zmienne przez P₁, P₂, P₃, wtedy otrzymamy:

Dla	kół	przodowych:	P₁+p₁	=8,79+1,76	=10,55	(jak pod a}
„	„	środkowych:	P₂+p₂	=8,84+3,66	=12,50	„
„	„	tylnych:	P₃+p₃	=5,37+1,68	= 7,05	„

Ciężar więc całéj lokomotywy = W składa się z: P₁ + P₂ + P₃ = P i z p₁ + p₂ + p₃ = p, zatem z P + p = 23 + 7,10 = 30,10 tonnów, jak wyżéj ^[13].
Ze względu na trwałość szyn, największe obciążanie pojedyńczych osi przy maszynach o wielkiéj prędkości, powinno wynosić maximum 10 tonnów, a o mniejszéj prędkości najwyżéj 12 tonnów. Oś przednia, jeżeli jest tylko osią biegową (Laufaxe), powinna być obciążona przynajmniéj 5 do 6 tonnami, a tylna w takim samym razie, 3-ma do 4-ch tonnów, łącznie już z własnym ciężarem. Jedném słowem, oś przednia powinna być zawsze więcéj obciążona od tylnéj. Środek ciężkości maszyny w ogóle, nie powinien być więcéj nad 6 cali oddalony, od osi środkowéj.
Aby przy parowozach z wiązanemi (kuplowanemi) kołami, nierówności drogi o ile można złagodzić, bieg maszyny spokojnym uczynić, ciężar mający spoczywać na kołach pociągowych zrównoważyć, i skorzystać z długiéj podstawy resorów, zwykło się łączyć w nowszych czasach ze sobą resory, za pomocą tak [226]zwanych drążków kompensacyjnych, czyli wahadeł (balansierów) resorowych, jak figury 100a, 100b, 100c i 100d wskazują.

Fig. 100 a.

Fig. 100 b.

Przy maszynach figura 100a, jarzmo czyli strzemię resorowe (Federbügel), przytwierdzone jest do ramy, wahadło zaś znajduje się ponad ramą, złączone będąc z końcami resorów za pomocą trzonów czyli prętów; końce wahadeł, za pomocą podpór opierają się o wierzchy maźnic. Figura 100b przedstawia maszynę z takiém urządzeniem wahadeł, z pomocą którego i nierówno rozdzielone ciężary na osi, można zrównoważyć, za pomocą nierównych ramion wahadeł. Tutaj znajduje się także resor [227]poprzeczny pod osią, tylną, co szczegółowo figura 100c przedstawia. Końce resorów poprzecznych aa, połączone są z maźnicami bb za pomocą wieszadeł cc, jarzmo zaś resorowe d obraca się około sworznia, spoczywającego pomiędzy dwoma poprzecznemi równoległymi prętami e, przymocowanymi do ramy. Oczywistem jest, że przez odpowiednie nastawianie śrub, napięcie resorów a może się zmieniać.

Fig. 100 c.

Fig. 100 d.

Figura 100d przedstawia maszynę sześciokołową (tendrową), która tylko w trzech punktach wspiera się na resorach. Koła jéj czasami, są wszystkie ze sobą związane czyli skuplowane, lecz wtedy wszystkie koła muszą być jednakiéj średnicy. Z trzech związanych osi, dwie przyległe opatrzone są wahadłami, gdy [228]tymczasem oś tylna, posiada resor poprzeczny. Ponieważ resory mają główne zadanie nierówności drogi zobojętniać, konieczną przeto jest rzeczą, dawać długą podstawę resorom, a szczególniéj zalecać należy łączenie dwóch sąsiednich osi resorami balansierowymi i dawanie poprzecznego resoru pod trzecią, tak, żeby cała maszyna tylko na trzech punktach spoczywała.
Grubość, długość, szerokość i konstrukcya resorów jest bardzo rozmaitą i zależy głównie od rodzaju parowozu i idei konstruktora. Pospolicie składają się resory z pewnéj liczy pasów stalowych, a czasem także i z jednego pasa. Te ostatnie używane były długi czas na kolei dólno-szlązkiéj, lecz z powodu niepewnéj ich wytrzymałości, powoli zarzucone zostały. W Hanowerze używają jeszcze dotąd resorów Buchanan’a, składających się z kilku pasów jednostajnéj długości, coraz ku końcom cieńszych. Są także resory spiralne i z krążków kauczukowych złożone.

Fig. 101.

Fig. 101 przedstawia nam najwięcéj używaną formę resorów wagonowych. Resor ten składa się, jak i wyżéj opisane z kilku pasów na sobie leżących, ze stali resorowéj, pudlowéj lub lanéj. Z téj ostatniéj najwięcéj dziś wyrabiają resorów. Krzywizna takich resorów ma kształt paraboli, i ten okazał się być najkorzystniejszym, gdyż resor taki wygina się jednostajnie, w miarę zwiększania się ciężaru. Pojedyncze pasy ze stali lanéj wyrobione, mają zwykle grubość 13 millim., a szerokość 75 do 90 [229]millim. Zbyt cienkie pasy są dla tego niedogodne, że do złożenia resoru potrzeba ich bardzo wiele; zaś grubsze pasy łatwo pękają, a pęknięcie jednego pasa wywiera wielki i szkodliwy wpływ na wytrzymałość całego resoru. Szersze pasy od 90 millim., okazały się także niepraktycznymi.

85. Dlaczego daje się maszynom więcéj, aniżeli cztery koła?

Z początku mniemano, iż przez to osiągnie się więcéj jednostajności i pewności w ruchu, a w razie złamania się jednéj osi, iż maszyna będzie się mogła utrzymać na 4-ch pozostałych kołach^[14]. Warunek pierwszy osiągnięto, drugiego zaś nie udało się tym sposobem otrzymać, gdyż maszyny sześcioma kołami podparte, nie mogą się nigdy, wrazie pęknięcia osi przodowéj lub tylnéj, na 4-ch pozostałych kołach utrzymać, albowiem skutkiem rozłożonego na sześć kół ciężaru, maszyny w takich razach naprzód lub w tył upadają. W rzadkich tylko bardzo wypadkach, to jest w razie pęknięcia osi środkowéj, maszyna sześcio kołowa daje większe bezpieczeństwo, gdyż utrzymuje się wtedy na 4-ch pozostałych kołach zewnętrznych.
Przy nowych maszynach ciężkiego kalibru, rozłożenie nadzwyczaj wielkiego ciężaru kotła i części ruchomych na więcéj jak na 4 koła, dla tego stało się potrzebném, ponieważ zanadto wielkie ciśnienie, jakieby 4 koła w miejscach swojego zetknięcia z szynami sprawiały, musiałoby koniecznie sprowadzić rozłupanie lub zgniecenie na tych miejscach szyn i [230]obręczy, i przedmioty te nie mogłyby być długotrwałymi. Wszelako budowa maszyn ze środkowemi kołami, tak ze względu na przejeżdżanie krzywizn, jako i z uwagi na trudności w konstrukcyi ramy, za niedogodną musi być uważaną.

86. W jaki sposób rozstawiają się osi pod maszyną?

W rozmaity sposób, stosownie do przeznaczenia maszyny i widoków konstruktora. Rozstawianie osi pod maszyną wskazuje sama dążność konstrukcyi i natura dróg, na których też maszyny kursują.
Sześć kół są dzisiaj koniecznością niezbędną, a nawet używa się maszyn ośmiokołowych. Stephenson skorzystał z większéj liczby osi, i nietylko powiększył swoje dawne ognisko, lecz także przedłużył kocioł cylindrowy, umieszczając palenisko za kołami tylnemi, jak figura 105 wskazuje. W dziesięć lat późniéj, ten znakomity mechanik, kocioł cylindrowy z dwóch metrów do 3,70 metrów przedłużył, a w kilka lat późniéj, długość tę podniósł jeszcze do 4-ch metrów. Jakkolwiek rzeczone maszyny zaprowadzono na wielu kolejach żelaznych, gdyż imię Stephensona dostateczną było rękojmią ich dobroci, wszelako zaczęto niedługo przeciwko nim powstawać. Niedostateczne obciążenie kół przodowych i wadliwa stałość (Stabilität) całéj maszyny, były tego głównym powodem. Stephenson poprawił znowu swój system, umieszczając oś pociągową zaraz za ogniskiem (fig. 107), dla większego obciążenia osi przodowéj, oraz aby dwie osi przodową oraz środkową, jak najwięcéj od osi pociągowéj oddalić. Późniéj Crampton, zdaje się wiedziony tą samą ideą w połączeniu z właściwym sobie poglądem na wpływ, jaki wywiera stanowisko środka ciężkości przy maszynach pospiesznie jeżdżących, zbudował maszynę z osią pociągową z tyłu paleniska, pod pokładem [231]maszynisty umieszczoną, przezco kocioł mógł daleko niżéj ustawić, środek jego ciężkości znacznie opuścić, a tém samém i stałość maszyny zwiększyć.
Krzywizny kolei żelaznéj, wielki mają wpływ na rozpołożenie osi, i one głównie decydują o odległościach punktów podpory pomiędzy sobą. Gdyby koléj żelazna poprowadzoną była wszędzie w kierunku linii prostéj, to maszyny i wagony nie potrzebowałyby stożkowych obręczy, a śladokręgi przystawałyby dokładnie do obydwóch szyn kolei. Ale rzecz się ma inaczéj. Kolej posiada krzywizny o większym lub mniejszym promieniu, który do 250 metrów na zwyczajnych kolejach dochodzi, a czasem jak np. na stacyach l50 metrów nie przenosi. Te więc krzywizny stawiają przeszkody swobodnemu ruchowi maszyn. Koniczna forma obręczy, między innymi przymiotami swemi, służy także do zniweczenia w pewnym stopniu skutków siły odśrodkowéj, która usiłuje maszynę wyrzucić ku stronie wypukłéj łuku; śladokręgi bowiem (Spurkränze), stykając się z krawędziami szyn, wyrzuceniu maszyny zapobiegają. Śladokręgi kół winny być w takich odległościach między sobą ustawione, aby prostokąt utworzony przez punkta podpory maszyny, mógł być zawsze pomiędzy szyny wsunięty; z tych przeto i innych powodów, ododległość pomiędzy zewnętrznemi osiami, nie może pewnych dozwolonych granic przekraczać. Z tego więc cośmy tutaj powiedzieli, łatwo wywnioskować, dlaczego kołom zewnętrznym nie można dawać bardzo wielkiéj odległości. Odległość ta jest bardzo rozmaita. Przy maszynach Stephensona z r. 1832, osi były tylko odległe od siebie na 1,53 metra, gdy przy dzisiejszych maszynach Cramptona, odległość ta 4,86 metrów wynosi; wszakże możemy powiedzieć, że odległość ta jest cokolwiek przesadzoną.
Można wtedy zwiększyć odległość osi zewnętrznych, jeżeli oś tylna znosi ciężar bardzo mały, i gra tylko rolę podrzędną. Maźnica ma tyle miejsca wolnego, że oś na krzywiźnie może się cokolwiek poddać w kierunku pionowym, a maszyna [232]sześciokołowa, posiada wtedy przymioty maszyny czterokołowéj. Jeżeli koło środkowe jest pociągowém lub téż związane jest z takowém, wtedy nie koniecznie jest dawać dużo światła czopowi w panewce, ani téż wyskokowi w widłach osiowych, aby się mogły na krzywiznach naddawać, ale redukuje się grubość śladokręgu o 1 centymetr, a Stephenson nawet przy wielu swoich maszynach, śladokrąg u kół środkowych zupełnie opuścił. Ten jednak środek Stephensona, jest zanadto ryzykownym, gdyż przy pęknięciu osi przodowéj, wykolejenie maszyny byłoby nie tylko już niezawodném, ale więcéj niebezpieczném. Jest zatém daleko pewniéj śladokręgi przy wszystkich kołach zatrzymać, lecz dać je cokolwiek cieńszymi.
Mówiąc wyraźniéj, trudno jest ustanowić praktyczną zasadę, oraz granicę zakreślić, w jakiéj mianowicie odległości należy zewnętrzne osi ustawiać. Na niektórych kolejach żelaznych, mimo małego promienia krzywizn, wiążą wszystkie koła ze sobą, aby na wysokie spadki wznosić się było można. W takich razach poświęca się dobry stan kół i części maszyneryi, które się nadzwyczaj niweczą, przejeżdżając krzywizny. I tak maszyny, których osi odległe są 3 do 3,50 metrów, z wiązanemi osiami przejeżdżają krzywizny promienia 350 do 400 metrów, przebiegają zwrotnice bez widocznych trudności, ale zużywają się bardzo.
To samo trzeba powiedzieć o maszynie Cramptona, używanéj jako maszyna pośpieszna do osobowéj jazdy, gdyż w maszynie téj oś przednia od tylnéj prawie o 5 metrów jest odległa. Maszyny takie częstym podlegają reparacyom i utrzymanie ich w dobrym stanie, jest nadzwyczaj kosztowne.
Na drogach żelaznych, których krzywizny przynajmniéj 1000 metrów wynoszą, i które na stacyach posiadają krzywizny najwyżéj o 500 metrach, wprzecięciu osi zewnętrzne maszyn mogą mieć odległość do 4 metrów, kiedy koła pociągowe znajdują się za ogniskiem; a zaś 3,50 metrów przy maszynach [233]z wiązanemi (kuplowanemi) kołami. Wymiary te, przez praktycznych mechaników uważane są za najkorzystniejsze.
Przy maszynach towarowych z wszystkiemi wiązanemi kołami, umieszczają się zwykle wszystkie koła pomiędzy ogniskiem i dymnicą, aby je można było jednostajnie obciążyć, co także miewa miejsce przy maszynach przeznaczonych do służby mieszanéj, z dwiema tylko wiązanemi osiami. Jeżeli jednak miejscowość pozwala, to umieszcza się także wiązane koło za skrzynką ogniową, przez co powiększając odległość kół, powiększa się tém samém i spokojny bieg maszyny. Przy maszynach pośpiesznych, dla téj ostatniéj przyczyny, daje się o ile można wielka odległość pomiędzy kołami i prawie zawsze umieszcza się koło biegowe albo pociągowe, z tyłu skrzynki ogniowéj.

Fig. 102.

Główne sposoby rozmieszczania kół pod maszynami, przedstawiają nam dyagramy następujące:
a) Przy maszynach wyłącznie towarowych, gdzie cały ciężar maszyny winien być zużyty na tarcie i na siłę pociągową, muszą być wszystkie koła ze sobą związane, tj. wprawiają się w ruch bezpośrednio i pośrednio za pomocą cylindrów parowych i trzonów wiążących. Koła ustawiają się w takim razie w taki sposób, jak figura 102 wskazuje.
[234] b) Przy maszynach dla służby mieszanéj, których się używa do prowadzenia pociągów towarowych jako téż i osobowych, z chyżością umiarkowaną; wiążą się tylko dwie osi i daje się im rozkład jak figura 103 wskazuje. Gdy zaś maszynie

Fig. 103.

chcemy nadać ruch jak najspokojniejszy, a rodzaj drogi na to pozwala, daje się jednę oś za skrzynią ogniową, jak figura 104 przedstawia.

Fig. 104.

c) Przy maszynach do służby pośpiesznéj, poruszaną jest tylko jedna para kół cylindrami parowymi, których siła przylegania do szyn jest wystarczającą do prowadzenia pociągów pośpiesznych i osobowych. Koła pociągowe umieszczają się [235]zwykle na środku maszyny, zaś obie pary kół biegowych, umieszcza się pomiędzy paleniskiem i dymnicą (figura 105), co okazało

Fig. 105.

się wadliwém, gdyż taki sposób rozmieszczania kół, sprawia niespokojny ruch maszyny, lub téż jednę parę kół biegowych umieszcza się za ogniskiem, co okazało się być korzystniejszém; urządzenie takie przedstawia figura 106.

Fig. 106.

Przy maszynach z ruchomą podstawą umieszczają się zwykle dwie pary kół biegowych razem obok siebie, a koła pociągowe z tyłu kotła przed ogniskiem lub téż za ogniskiem, jak to figura 107 wskazuje.

Figura 108 przedstawia parowóz systemu Crampton’a, bardzo dziś upowszechnionego. Jest to parowóz pośpieszny; koła

Fig. 107.

jego pociągowe mają 6 do 8 stóp średnicy i umieszczone są zupełnie z tyłu maszyny. Oś tych kół ostatnich, leży za skrzynią ogniową i może być przez podniesienie z łatwością wyjętą, gdyż jéj panewki od góry zupełnie są otwartemi. Cylindry parowe leżą w środku długości kotła i na zewnątrz ramy, jak również i cały kierownik z kulisą Stefensona.

Pompy zasilające p są bezpośrednio złączone z trzonami tłokowymi. Cztery przednie koła maszyny wraz ze swojemi osiami spoczywają w zupełnie osobnéj podstawie, mogącéj się cokolwiek obracać. Ta ruchoma przednia podstawa, niezmiernie ułatwia szybki ruch maszyny na ostrych krzywiznach. Regulator, czyli przepustnica znajduje się przy u; kanałem a dostaje się para do skrzynki stawidłowéj b. Parowozami tego rodzaju, otrzymano nadzwyczajną szybkość jazdy i używa się ich dziś na bardzo wielu drogach żalaznych. Ostatniemi czasy na parowozach Crampton’a, Kirchweger urządził pewien rodzaj przyrządu kondensacyjnego ^[15].

Fig. 108.

87. Jakie są szkodliwe ruchy parowozu, jak je usunąć, lub przynajmniej zmoderować?

Stanąwszy w pobliżu kolei żelaznéj i przypatrując się wspaniałemu ruchowi parowozu w pełnym biegu będącemu, to ruch ten przedstawia się oczom naszym, jako odbywający się zupełnie w kierunku kolei i z jednostajną chyżością. Ale, jeżeli staniemy na pokładzie parowozu obok maszynisty; to natychmiast uczujemy i ujrzymy, że ruch ten nie jest tak łagodnym i prostym, jak się to na poprzedniém stanowisku wydawało, ale że takowy odbywa się z towarzyszeniem zozmaitychrozmaitych kołysań, wstrząśnień, drgań, kręceń i t. p. ruchów szkodliwych. Czujemy, że miejsce na którém stoimy, wznosi się do góry i na dół opada, że posuwa się naprzód, to znów w tył się cofa, że kocioł i wszystkie z nim połączone części, ulegają ciągłym ruchom i w różnych kierunkach, a oprócz tego, że parowóz nie posuwa się zupełnie w kierunku kolei, lecz kręci się pomiędzy szynami, to w prawo, to w lewo. Rzeczywisty więc ruch parowozu, nie odbywa się w taki prosty i łagodny sposób, jak się to wydaje widzowi, stojącemu obok kolei.
Wszelako parowóz, aby celowi swemu w zupełności odpowiedział, powinien koniecznie odbywać ruch z jednostajną chyżością, i aby każdy punkt na parowozie wzięty, odbywał drogę równoległą od osi kolei, czyli, aby linie proste i krzywizny nakreślone przez te punkta, były zupełnie równoległemi od idealnéj osi kolei; aby osoby i towary przewożone, żadnych nienormalnych i wyraźnych nie doznawały wstrząśnień. Wszelkie zaś zboczenia tego rzeczywistego ruchu od ruchu jednostajnie umiarkowanego, są ruchami szkodliwymi, niweczącymi budowę parowozu, a jeżeli ich moc dojdzie do pewnéj granicy, ruchy te mogą nawet wykolejenie parowozu sprowadzić.
[239] Szczególniéj widocznymi okazują, się te szkodliwe ruchy, jeżeli maszyna silna ma tylko ciągnąć kilka wagonów, lub jeżeli podczas szybkiéj jazdy regulator nagle zamkniemy, czyli przypływ pary z kotła do cylindrów zatamujemy; wtedy to następuje silne uderzenie pomiędzy tendrem i maszyną, co powoduje psucie się łącznika pomiędzy niemi i części w pobliżu leżących, a tém samém częste reparacye za sobą pociąga. Tym ostatnim niedogodnościom starano się przynajmniéj resorami zapobiedz, dając je między maszyną i tendrem, przez co złe złagodziło się wprawdzie, ale przyczyna złego wcale usuniętą nie została.
Dla usunięcia lub przynajmniéj złagodzenia tych szkodliwych ruchów, potrzebna jest dokładna znajomość przyczyn i okoliczności, przez które te ruchy wywołanemi zostały; a znajomość tę osiągnąć jedynie można, gdy ruch parowozu rzeczywisty, za pomocą ogólnych praw mechaniki dokładnie zbadamy i obliczymy. Że zaś poznanie tych praw, wymaga koniecznie znajomości rachunku wyższego, a my trzymać się musimy w granicach popularności, przeto starać się będziemy przyczyny szkodliwych ruchów parowozu, prostemi tylko słowami objaśnić.
P. Lechatelier, który między innymi uczonymi technikami francuzkimi ^[16], zastanawiał się nad tymi ruchami, aby je dokładnie zbadać, zawiesił lokomotywę w czterech narożnikach [240]ramy na długich łańcuchach tak, aby się koła zupełnie szyn nie dotykały. Następnie wzniecił ogień pod kotłem i obie maszyny uruchomił, lub téż koła pociągowe wprawiał w ruch za pomocą innéj zewnętrznéj siły. Redtenbacher robił takie same doświadczenia na odpowiednim modelu. Z rachunku zatém ścisłego i wyszczególnionych tutaj doświadczeń wypływa, że szkodliwe ruchy parowozów są głównie dwojakiego rodzaju, to jest całego parowozu (kotła wraz z ramą i kołami), oraz ruchy samego ciężaru na resorach spoczywającego.
Ruchy parowozu jako całkowitego ciężaru, mają swoje źródło w ruchu mass, stanowiących: tłoki, trzony tłokowe, korby, trzony korbowe i trzony wiążące osi ze sobą; ruch tych mass wywołuje oscyllacyą środka ciężkości całego parowozu tam i nazad w kierunku osi podłużnéj maszyny, i jednocześnie wywołuje ruchy około osi pionowéj, przechodzącéj przez tenże sam środek ciężkości maszyny.
Ruch piérwszy nazywa się ruchem posuwistym naprzód i w tył (Zucken, Rücken; le tangage) parowozu, drugi zaś zowie się ruchem wijącym lub wężykowatym (Schlängeln, Schlinkern; le lacet).
Ruchy ciężaru na resorach spoczywającego (bez ram, kół i osi), wywoływane są przez rozmaite siły, a mianowicie: przez ciśnienie krzyżulca na przewodnik górny i dolny; przez za wielką czułość czyli sprężystość resorów; przez ciśnienie pary na

[241]powierzchnię pokryw cylindrowych; przez uderzenia z nierówności drogi pochodzące, w skutek oscyllacyi wody w kotle zawartéj przy każdéj zmianie prędkości maszyny i t. p. Tutaj znów trzy pokazują się ruchy: mianowicie piérwszy, usiłujący obrócić budowę górną (kocioł i maszynę) około osi pozioméj podłużnéj, przechodzącéj przez jéj środek ciężkości, i ten zowie się ruchem chwiejącym (Wanken, Schwanken; le roulis) parowozu; drugi ruch jest podobnież obrotowym około osi pozioméj poprzecznéj, przez tenże sam środek ciężkości przeprowadzonéj, nazywany ruchem galopującym (das Nicken; le galop); i nakoniec trzeci, powstający w skutek oscyllacyi wzmiankowanego środka ciężkości w kierunku linii prostéj do góry i na dół, i ruch ten nazywa się ruchem podskakującym (das Wogen). Te ostatnie trzy ruchy: t. j. chwiejący, galopujący i podskakujący razem wzięte, nazywane znowu być zwykły: ruchem zwodniczym (das Gaukeln).
Mechanika nie posiada dotąd radykalnych środków, na usunięcie wymienionych tutaj tych wszystkich szkodliwych ruchów. Ruchy: chwiejący (Wanken), podskakujący (Wogen) i galopujący (Nicken), jako pochodzące z ciężaru wiszącego na resorach, nie dadzą się nigdy całkowicie zniweczyć, ale można je bardzo zobojętnić: przez wielką odległość osi, przez umieszczenie środka ciężkości jak najbliżéj osi, przez użycie długich trzonów korbowych, cylindrów wewnątrz ramy leżących i t. p. środków.
Redtenbacher w swém wyborném dziele: Die Gesetze des Lokomolivbaues, Mannheim, 1855, na str. 156, daje w tym względzie następujące wskazówki: „Z praktycznych i teoretycznych moich poszukiwań wynika, że owe szkodliwe ruchy, można do minimum zredukować, zachowując następujące warunki:
A) Ruchy wywołane ciśnieniem krzyżulców o swoje przewodniki górne i dolne, staną się bardzo małemi:
1) Jeżeli parowóz tylko małą siłą poruszany będzie, lub jeżeli będzie miał stosunkowo mały do pokonania opór.
2) Jeżeli trzony korbowe w stosunku do korb są bardzo długie.
[242] 3) Jeżeli cylindry o ile można obok siebie jak najbliżéj leżą. Dla tego przekładają się cylindry wewnętrzne, nad cylindry zewnętrzne.
4) Jeżeli resory posiadają wysoki stopień niegiętkości.
5) Jeżeli odległość pozioma resorów, mierzona równolegle do osi kół, jest wielka. Ztąd resory zewnątrz kół będące, korzystniejsze są od resorów wewnętrznych. Śladomiar (Spurweite) wielki, jest również bardzo korzystny ^[17].
6) Jeżeli przy najszybszym ruchu parowozu, czas obrotu kół pociągowych (Triebräder), jest mniejszy, od czasu wachnięcia się ciężaru na resorach leżącego.
B) Ruchy zaś wypływające z nierówności drogi, zredukowane będą do minimum:
7) Jeżeli środek ciężkości parowozu leży jak najniżéj.
8) Jeżeli resory w kierunku osi pociągowéj (Triebaxe) mierzone, umieszczone są z daleka od siebie.
9) Jeżeli resory są niegiętkiemi, skutkiem jednak czego następują uderzenia twarde, które są daleko szkodliwsze od ruchów chwiejących.
10) Jeżeli szyny kolei (rails) są bardzo długie, tak, że czas jakiego potrzebuje parowóz aby szynę przebiedz, jest znacznie dłuższym, od czasu wachnięcia maszyneryi.“
Jakkolwiek ogólne i dobre urządzenie parowozu zupełnie odpowiada stałości ruchu, to przecież massy oscyllujące i wirujące mechanizmu ruchowego, oraz przenoszenie skutków pary na koła, wywołują rozmaite ruchy szkodliwe, które tę stałość niweczą.
Tłoki, trzony tłokowe, krzyżulce, trzony korbowe, trzony wiążące i korby, o czém już mówiliśmy wyżéj, sprawiają głównie [243]te szkodliwe ruchy, tak w kierunku poziomym jak i pionowym maszyny, raz z tego powodu, że podczas ich ruchu, położenie środka ciężkości maszyny, przenosi się z jednego miejsca na drugie, a powtóre, że te massy takie momenta bezwładności i siły odśrodkowe wywołują, które się raz na jednéj, drugi raz na drugiéj, trzeci raz po obu stronach maszyny, jako ilości dodatnie lub ujemne objawiają, skutkiem czego parowóz w swym ruchu, obrócić się usiłuje na przemian, to około osi pionowéj, lub pozioméj podłużnéj, lub téż pozioméj poprzecznéj; a dodawszy jeszcze zużycie się obręczy i maźnic, łatwo znajdziemy przyczynę, tworzenia się owych ruchów szkodliwych, których konstruktorowie nie mogąc zupełnie usunąć, moderują je przynajmniéj do pewnéj granicy, za pomocą przeciwciężarów (Gegengewicht; Contre-poids), umieszczonych na kołach pociągowych parowozu.
Przeciwciężary największe wypadają wtedy, gdy cylindry leżą zewnątrz ramy, i jeżeli korby wiążące (kuplunkowe), są zarazem korbami maszyny. Przeciwciężary zaś najmniejsze wypadają wtedy, gdy cylindry leżą wewnątrz ramy i gdy korby wiążące znajdują się w kierunku przeciwnym do korb maszyn parowych, czyli pod kątem 180°.

Fig. 108 a.

Dla przykładu weźmy maszynę, nie mającą trzonów wiążących i gdy cylindry znajdują się wewnątrz, to kąt ead = α fig. 108a A, jaki tworzą z sobą i z osią pociągową dwa przeciwciężary q i q umieszczone na obu kołach pociągowych, to jest: prawém i lewém, będzie kątem ostrym.

Kąt ten jak widzimy, znajduje się wewnątrz kąta prostego gaf, który odpowiada przedłużonym kierunkom korby na obudwóch kołach pociągowych, prawém i lewém. Tymczasem kąt gad czyli α utworzony przez przeciwciężary qq na obu kołach pociągowych umieszczone, z osią pociągową, na figurze 108a B, większy jest od 90 stopni, czyli od kąta eaf, gdy cylindry parowe leżą zewnątrz ramy, b i b są to korby jednego koła, ac i c są korbami drugiego koła pociągowego. W tym ostatnim razie, daje się także kąt α = 90 stopni, lecz wtedy przeciwciężary leżą w kierunkach przeciwnych do korb maszynowych, wszelako zawsze w odpowiedniéj odległości od osi pociągowéj.
Przy maszynach ciężkich towarowych, przy których wszystkie koła są związanemi, przeciwciężary wypadają tak wielkie, że je jednostajnie na wszystkie koła rozłożyć trzeba.
Oprócz tego bardzo ważną jest rzeczą przy obliczaniu wielkości przeciwciężarów, nie tylko mieć wzgląd przy wielkich chyżościach maszyny, na unikanie wykolejenia się onéj, ale również mieć trzeba na oku i oszczędność obręczy.
Sposób wynajdywania wielkości przeciwciężarów dla kół rozpędowych czyli pociągowych, jest następujący:
Jeżeli K = ciężarowi korby zredukowanemu na czop téjże korby;
L = ciężarowi trzona korbowego;
M = ciężarowi tłoka wraz z krzyżulcem;
r = długości korby = ½ skoku tłoka;
r₁ = odległości środka ciężkości przeciwciężaru utwierdzonego pomiędzy szprychami do środka osi pociągowéj;
[245] h = odległości środka jednego cylindra od środka drugiego, i
h₁ = odległości środków kół od siebie —

wtedy waga przeciwciężaru, potrzebnego dla zniesienia wszelkich szkodliwych ruchów poziomych, będzie:

Q={h+h_{1} \over {2\ h_{1}}}\ (K+L+M)\ {r \over {r_{1}}}

. . . . (1),

a waga przeciwciężaru dla zniesienia wszelkich szkodliwych ruchów pionowych, będzie:

Q_{1}={h\ +\ h_{1} \over {2\ h_{1}}}\left(K+{\frac {L}{2}}\right){r \over {r_{1}}}

. . . . (2).

Formuły te służą dla maszyn z pojedyńczemi osiami pociągowemi i z cylindrami poziomymi ^[18].
Przy maszynach wiązanych (kuplowanych),
jeżeli L₁ = ciężarowi trzona wiążącego;
K₁ = ciężarowi korby zredukowanemu;
h₂ = odległości trzonów korbowych;
otrzymamy przeciwciężar dla osi wiązanych:

Q_{2}={h_{2}\ +\ h_{1} \over {2\ h_{1}}}\left(K_{1}+{\frac {L_{1}}{2}}\right){r \over {r_{1}}}

. . . . (3)

który służyć będzie tak dla zniesienia ruchów pionowych jako i poziomych.
Przy maszynach wiązanych (kuplowanych) z cylindrami zewnętrznymi, należy przeciwciężar osi pociągowéj powiększyć o wartość:

{h_{2}\ +\ h_{1} \over {2\ h_{1}}}\left({\frac {L_{1}}{2}}\right){r \over {r_{1}}}

.

Przy maszynach wiązanych z cylindrami wewnętrznymi, trzony wiążące i trzony korbowe, stoją zwykle do siebie pod kątem 180°, wartość więc:

{h_{2}\ +\ h_{1} \over {2\ h_{1}}}\left(K_{1}+{\frac {L_{1}}{2}}\right){r \over {r_{1}}}

.

należy od przeciwciężaru osi pociągowéj odjąć.
Widzimy z (1) i (2) wyrażenia, że każda maszyna wymaga dwóch różnych przeciwciężarów Q i Q₁ dla zniesienia szkodliwych ruchów tak w kierunku poziomym, jako i pionowym. W praktyce jednak, daje się tylko jeden przeciwciężar średnio arytmetycznie proporcyonalny wyrażeniom (1) i (2). Oznaczywszy więc tę przeciwwagę czyli przeciwciężar średni osi pociągowéj, przedstawiony na figurach 180108 a A i B przez q, otrzymamy:

q={Q\ +\ Q_{1} \over {2}}

.

Przy maszynach więc wiązanych z cylindrami zewnętrznemi, będzie przeciwciężar osi pociągowéj:

q_{1}=q+{h_{2}\ +\ h_{1} \over {2\ h_{1}}}\left({\frac {L_{1}}{2}}\right){r \over {r_{1}}}

. . . . (4);

a dla takichże maszyn z cylindrami wewnętrznymi, będzie przeciwciężar osi pociągowéj:

q_{2}=q-\left\{{h_{2}\ +\ h_{1} \over {2\ h_{1}}}\left(K_{1}+{\frac {L_{1}}{2}}\right){r \over {r_{1}}}\right\}

. . . . (5).

88. Co należy rozumieć przez tender?

Tender jest to wóz cztero lub sześcio-kołowy, zbudowany z blachy żelaznéj, mieszczący w sobie wodę i materyał opałowy do zasilania kotła parowego służący. Zbiornik wody aa zbudowany z blachy żelaznéj, do podkowy ma podobieństwo. Obejmuje 150 do 200 centnarów wody. W środku b zbiornika, to jest pomiędzy ramionami podkowy, znajduje się materyał opałowy. Pokłady d tendra i maszyny znajdują się na jednym

Fig. 109.

Fig. 110.

poziomie, przez co palacz z łatwością może paliwo nabierać na szuflę i wrzucać przez otwarte drzwiczki do ogniska.

Figura 109 przedstawia tender w widoku bocznym, zaś figura 110 w widoku poziomym. Tender i maszyna złączone są z sobą mocno i elastycznie tak, że razem niejako jeden wóz stanowią. Pokłady obudwóch wozów dla bezpieczeństwa, otoczone są żelazną balustradą. Łącznik urządzony jest ruchomo, aby obadwa wozy na krzywiznach, mogły się z łatwością poruszać. Rury wodne i parowe, pomiędzy maszyną i tendrem, złączone są z sobą za pomocą kawałków rur kauczukowych, lub za pomocą szarnierów kulistych. Na tendrze w skrzynce e znajdują się także rozmaite sprzęty i narzędzia do poruszania ognia i niewielkich, a koniecznych przy maszynie poprawek, jak również znajduje się także na tendrze przyrząd hamulcowy, do hamowania tendra służący. Hamulec ten cc, poruszany jest z pokładu maszynisty za pomocą korby i, opatrzonéj śrubą.

89. Co należy rozumieć przez system parowozów górskich lub tendrowych?

Figura 111 przedstawia nam rzeczony system.
Parowozy tendrowe są takiemi maszynami, które nie mają osobnego z tyłu przyczepionego tendra jak zwyczajne parowozy, ale z boków kotła posiadają zbiornik wody, a za pokładem maszynisty skrzynię z blachy żelaznéj, w któréj się znajduje paliwo, a wszystko to, mieści się na ramie maszyny. Skutkiem tego urządzenia, maszyny tego rodzaju są długie i spoczywają na pięciu parach kół.
Obciążając maszynę wodą i paliwem, daje się jéj wielką wagę, przez co zwiększa się jéj siła pociągowa. Trzy pary kół przednich (od strony komina) są z sobą związane i poruszane są tłokami parowymi. Pozostałe dwie osi tylne, umieszczone są w osobnej ramie, mogącéj się około sworznia obracać, ażeby z [250]powodu swéj wielkiéj długości, maszyna mogła z łatwością przez krzywizny przejeżdżać.

Fig. 111.

Maszyny tego rodzaju, zwane maszynami tendrowemi, ważące 1000 do 1200 centnarów, z przyczyny swojego niezmiernego tarcia o szyny, po których chodzą i wielkiéj siły pociągowéj, używane są wyłącznie na kolejach górskich, o wielkich spadkach. Urządzone one były przez Engerth’a, i po raz pierwszy użytemi zostały w Styryi na kolei Semmeringskiéj ^[19].
W ogóle, mówiąc, maszyny na drogach żelaznych o wielkich spadkach kursujące, winny w sobie łączyć: wielką prędkość maszyn osobowych z siłą pociągową maszyn towarowych, a w wysokim stopniu siła przylegania kół pociągowych do szyn, jest najpiérwszym warunkiem tego rodzaju maszyn.
[251] Komissya techniczna w Prussach, objawiła następujące zdanie, co do warunków, pod jakiemi parowozy dla wielkich spadków, budowane być winny: „Ciężar całego pociągu 150 tonnów. Prędkość 30 kilometrów na godzinę. Trzy pary kół wiązanych. Ciężar maszyny: ⅙ do ⅕ całkowitego ciągnionego ciężaru. Średnica kół pociągowych 1,20 metrów. Skok tłoka 0,54 metra na ciśnienie 7 atmosfer, lub 0,72 metra dla ciśnienia 5,40 atmosfer (względnego czyli rzeczywistego ciśnienia). Minimum odległości osi jednostajnie obciążonych powinno wynosić 3,30 metrów, dla kotła 6,45 metrów długości.“
Dla łatwiejszego powyższych liczb zrozumienia, zestawiamy je w następującéj tablicy:

Rodzaj maszyny

Średnica kół
pociągowych

Skok tłoka

Odległość osi

Długość kotła
parowego

Metrów

Pociągi

osobowe

1,95

0,60

3,90

4,65

„

towarowe

(4 koła wiązane)

1,50

0,66

3,00

5,55

Mocny spadek.

(6 kół wiązanych)

1,20

0,12

3,30

6,45.

90. W jakim stanie temperatury wprowadza się wodę z tendra do kotła parowego?

Dla oszczędności paliwa i dla jednostajnéj produkcyi pary, bardzo jest ważném, aby woda, którą się kocioł zasila, była poprzednio ogrzaną; albowiem im cieplejszą jest woda zasilająca kocioł, tém mniéj potrzeba cieplika dla przyprowadzenia jéj do punktu wrzenia, w którym się parowanie odbywa. Ogrzewanie to wody tendrowéj, uskutecznia się dwojakim sposobem:
1° albo ogrzewa się wodę poprzednio na stacyach wodnych i dopiéro do tendra prowadzi, lub:
2° ogrzewa się ją w samym tendrze. W tym drugim przypadku, prowadzi się z kotła zbytnią parę odpowiedniemi rurami na boku kotła umieszczonemi, a to w czasie spoczynku maszyny, lub téż, co jest jeszcze lepiéj, parę zużytą z cylindrów parowych, jak to ma miejsce przy maszynach kondensacyjnych.
Ale wody tendrowéj nie należy aż do punktu wrzenia doprowadzać, gdyż tworząca się para, na tłoki pomp szkodliwy skutek wywiera i takowe psuje. Przy użyciu smoczków Giffard’a do zasilania kotłów, temperatura wody zasilającéj nie powinna 45° przekraczać. Przez ogrzanie wody tendrowéj, osadzają się cząsteczki ziemne na dnie tendra, a do kotła dostaje się czysta

[253]woda, przez co zapobiega się choć w części tworzeniu się w kotle tak zwanego kamienia kotłowego. Aby parę wychodzącą z cylindrów zmusić do wpływania w tender, powinien maszynista cokolwiek dmuchawkę przymknąć za pomocą klapy. Takie ogrzewanie wody, winno się odbywać nadzwyczaj ostrożnie, zwłaszcza przy zjeżdżaniu z góry, lub dojeżdżając do stacyj, kiedy tłoki przesuwają się bez pary; wtedy albowiem może nastąpić wypadek, że cylindry parowe, stawszy się pompami ssącemi, wciągną do siebie wodę tendrową, w skutek czego, albo się zgruchoczą, lub inne części maszyny na wielkie szkody narazić mogą ^[20].

Dla zapobieżenia takim wypadkom, umieszcza się w rurze parowéj, komunikującéj z tendrem, tak zwany wentyl powietrzny (Luft-Ventil), który otwiera się zawsze ku wewnątrz i wpuszcza do rury powietrze, ile razy tłoki posuwają się w cylindrach bez udziału pary, a tym sposobem zapobiega się wpadaniu wody do cylindrów. Jeżeli woda tendrowa zanadto zostanie ogrzaną, w takim razie pompy przestają kocioł zasilać, albowiem tworząca się para zapełnia wszystkie przestrzenie pompy i nie dopuszcza tworzenia się potrzebnéj próżni. Téj niedogodności zapobiega się znowu za pomocą tak zwanych dzwonów powietrznych, które umieszczają się tuż pod wentylami ssącymi. W tych dzwonach powietrznych zgromadzona para i powietrze, ściskane są przez wodę tendrową wyżéj po nad dzwonem stojącą, skutkiem czego, w czasie ssania pomp, wodę do zasilania służącą, wpychają z wielką siłą do kotła, a tym sposobem pompy zasilające, nie przestają swéj funkcyi spełniać.

91. W jaki sposób należy sobie wyobrazić pracę parowozu?

Skutek, czyli pracę parowozu stanowi 5 głównych następujących części, a mianowicie:
1° Produkowanie pary. 2° Uprowadzanie pary. 3° Działanie kierownika. 4° Działanie części ruchomych czyli pracujących i 5° zasilanie kotła.
Produkcya pary odbywa się w podłużnym kotle połączonym ze skrzynią ogniową, w którym ogrzewana woda zmuszoną jest do wydzielania z siebie pary przez ciągłe ogrzewanie, nawet przy wyższém prężeniu. Aby tak wielką ilość pary wytworzyć, jaka jest potrzebną do poruszania parowozu, musiano powierzchnię ogrzewalną kotła powiększyć, o ile się to dało uskutecznić. Aby jednakże zbytecznie kotła nie powiększać, należało utworzyć w małym kotle jak największą powierzchnię ogrzewalną. Oba te warunki osiągnięto za pomocą kotłów opatrzonych płomiennemi rurkami, których powierzchnia ogrzewalna, w summę wzięta, przedstawia wodzie ogromną powierzchnię ogrzewalną, w małéj przestrzeni zawartą. Dla otrzymania dobrego, czyli ożywionego palenia, a tém samém i spiesznego parowania, wpuszcza się zużytą parę z cylindrów do dymnicy i komina za pomocą tak zwanéj dmuchawki; przez co otrzymuje się gwałtowny ciąg powietrza, potrzebny do szybkiego palenia materyałów, znajdujących się w ognisku.
Za pomocą odpowiednich przyrządów otrzymano bezpieczeństwo kotła, a nadto dano maszyniście sposobność obserwowania procesu tworzenia się pary wewnątrz kotła. Kocioł zabezpieczony jest przeciw stygnięciu, tak zwanym płaszczem kotłowym.
Uprowadzanie pary. Wytworzoną parę w kotle, prowadzi się do maszyny z najwyższéj przestrzeni, w któréj [255]jest najsuchszą, gdyż para zawierająca cząsteczki wodne, mogłaby rury komunikacyjne i cylindry parowe zniweczyć. W tym celu umieszcza się po nad grzbietem kotła, tak zwany tum czyli zbiornik parowy, ze szczytu którego prowadzi się parę za pomocą rury przez całą długość kotła idącéj, aż do skrzynki stawidłowéj.
Rura ta zamykaną jest za pomocą tak zwanego regulatora czyli przepustnicy, któréj korba czyli rękojeść w każdéj chwili dostępną jest maszyniście, aby mógł według potrzeby, za pomocą niéj regulować przypływ pary do cylindrów.
Działanie kierownika. Para napływająca ustawicznie do skrzynki stawidłowéj, przy otwartéj przepustnicy, wchodzi do cylindra naprzemian, raz z jednéj, drugi raz z drugiéj strony tłoka. Skrzynka stawidłowa złączoną jest z obudwoma końcami cylindra, za pomocą kanałów parowych. Otwory owych kanałów parowych, zwane upustami parowymi znajdują się na dokładnie gładkiéj podstawie stawidła, a pomiędzy tymi dwoma otworami znajduje się jeszcze trzeci, którego, ujście komunikuje się z dmuchawką, i za pomocą którego, skomunikowane są cylindry z powietrzem zewnętrzném. Na gładkiéj podstawie cylindra, umieszczone jest stawidło rozdawcze, mające kształt skrzynki pustéj, przesuwającéj się w ten sposób, że w czasie swojego ruchu, na przemian każdy upust do cylindra prowadzący, otwiera albo przjmyka, przez co świeża para ze skrzynki stawidłowéj wychodząca, może na przemian do obu końców cylindra wchodzić, a zużyta para przez wydrążenie środkowe do dmuchawki, a następnie kominem w wolne powietrze umykać. Aby można było działać z ekspansyą, daje się stawidłu rozdawczemu przyśpieszenie i nakrycie, lub nad stawidłem rozdawczém, umieszcza się drugie stawidło tak nazwane ekspansyjne, przez co w obu razach, [256]przypływ pary do cylindrów, w upodobanym stosunku może być wcześniéj zamknięty jak również otwarty, nim tłok przebiegł swoją drogę. Aby wpływanie pary do cylindra uczynić możliwém, gdy tłok całkowitą swoją drogę przebiegł, robi się cylinder cokolwiek dłuższy, od długości skoku tłoka. Wszystkie tu wyszczególnione części uskuteczniają kierowanie wewnętrzne. To kierowanie wewnętrzne, uskutecznia się znowu przez kierowanie zewnętrzne, to jest zewnątrz cylindra leżące. Mimośrody na osi pociągowéj umieszczone, uskuteczniają ruch maszyny, jeden naprzód, a drugi w tył. Trzony obu mimośrodów zawieszone są w kulisie, przez co końce ich mogą na przemian poruszać stawidło. Mimośrody przemieniają ruch obrotowy osi pociągowéj, na ruch postępowy albo cofający stawidła rozdawczego, którego trzon posuwisty zawieszony jest ruchomo w kulisie. Zbliżając koniec trzona mimośrodowego, wykonywającego ruch naprzód, do końca trzona stawidłowego, to stawidło pochwyconém zostanie przez mimośród przodowy, a maszyna sama posuwać się będzie naprzód.
To samo będzie miało miejsce, zbliżając koniec trzona mimośrodu działającego wstecz, ku końcowi trzona stawidła rozdawczego, lecz maszyna pójdzie wtedy nazad. Jeżeli zaś koniec trzona stawidła rozdawczego, znajduje się równo oddalony od obudwóch końców trzonów mimośrodowych, to jest, jeżeli znajdować się będzie w środku kulisy, to przez to zniesie się skuteczne działanie obu mimośrodów na stawidło, albowiem stawidło zasłoni wówczas oba upusty pary, i jakkolwiek stawidło odbywać będzie wtedy krótkie ruchy, wszelako nie wpuszczając pary do cylindrów, maszyna znajdować się będzie w spoczynku.
Ekspansyę stałą otrzymuje się przez ustawienie mimośrodu pod kątem rozwartym do kierunku korby. Tym sposobem stawidło kończy swoją drogę wcześniéj aniżeli tłok cylindra, i tę różnicę drogi, nazywamy: przyśpieszeniem stawidła.
[257] Przy użyciu dwóch stawideł, górne czyli ekspansyjne, łączy się za pomocą drążka wraz z mimośrodem wstecznym w oddzielnéj kulisie i dlatego jadąc naprzód, robi się ruch wprost przeciwny ruchowi głównego stawidła, a tym sposobem otrzymuje się ekspansyę odpowiedniém nakrywaniem i otwieraniem kanałów stawidła rozdawczego. Ponieważ przez posunięcie kulisy, oddala się główne stawidło od mimośrodu przodowego, a zbliża się do mimośrodu wstecznego i odwrotnie, zatém w każdej chwili można zmieniać drogę stawidła, a tém samém i działanie czyli skutek ekspansyi. To samo osiągnąć można, przez przesunięcie drugiéj kulisy przy stawidle ekspansyjném. Przesuwanie obu kulis, uskutecznia maszynista za pomocą dwóch oddzielnych lewarów; lecz przy maszynach nowych urządza się zwykle zmienną ekspansyę, za pomocą jednego tylko stawidła i kulisy Stefensona.
Działanie części ruchomych, czyli pracujących. Ruch tłoka prostolinijny tam i nazad, oddaje się na zewnątrz cylindra, za pomocą trzona tłokowego. Trzon tłokowy utrzymuje się w ruchu prostolinijnym, za pomocą krzyżulca, w tak nazwanym przewodniku. Trzon korbowy zawieszony jednym końcem w krzyżulcu, a drugim na korbie, przemienia ruch prostolinijny krzyżulca na ruch obrotowy osi i kół pociągowych, umieszczonych na téjże osi. Ale na tych kołach pociągowych i na osi, cała maszyna ze swoją ramą spoczywa, a przeto przez samo działanie pary, odbywa się w opisany sposób posuwanie parowozu.
Zasilanie kotła. Odebrana i zniszczona woda przez wyparowanie, oddaje się napowrót kotłowi znowu w stanie ciepłym, za pomocą pomp tłoczących, albo téż smoczków Giffarda. Przy użyciu pomp tłoczących, woda pompuje się do kotła, tylko podczas ruchu parowozu; lecz jeżeli chcemy zasilać kocioł i podczas spoczynku maszyny, to parowóz musi mieć jeszcze jednę pompę, poruszaną za pomocą oddzielnéj maszynki [258]parowéj, umieszczonéj w ramie parowozu. Taka pompa nazywa się pompą parową małego konia (petit cheval).
Ponieważ użycie smoczka Giffarda, nie jest zależném ani od ruchu, ani od spoczynku maszyny, przeto działanie jego odbywa się zawsze z tymże samym skutkiem, czy maszyna znajduje się w ruchu, czy téż w spoczynku. Działanie to, zależném jest tylko od strumienia pary wyprowadzonéj z kotła i od strumienia wody, wprowadzonéj z tendra do wnętrza przyrządu; zasilanie zatém kotła tak długo odbywać się może, dopóki jest para w kotle.

92. Z której strony parowozu znajduje się stanowisko maszynisty?

Na pokładzie umieszczonym za skrzynią ogniową, przez całą szerokość maszyny i w kierunku jéj długości, rozciąga się na 3¼ do 4-ch stóp, stanowisko czyli pokład maszynisty. Z owego pokładu dostępne są maszyniście wszystkie przyrządy, z pomocą których, może maszyną kierować i nad jéj bezpieczeństwem czuwać. Na środku skrzyni ogniskowéj, zaraz naprzeciwko siebie, ma rękojeść drążka, za pomocą którego może regulator czyli przepustnicę parową otwierać, albo zamykać, słowem regulować przypływ pary według potrzeby. Na skrzyni ogniowéj zawieszony łańcuch, służy do otwierania i zamykania drzwiczek ogniowych. Umieszczony tam jest również i wodoskaz z kranikami probierczemi, za pomocą których obserwuje się stan wody w kotle ; manometr, który za pomocą skazówki przesuwającéj się po cyferblacie, wskazuje stan ciśnienia pary w kotle; kran parowy, przez otwarcie którego, wpuszcza się parę z kotła do tendra dla ogrzania wody. Z prawéj strony znajduje się rączka, za pomocą któréj, można otwierać albo przymykać klapę umieszczoną w dmuchawce, a tym sposobem regulować ciąg powietrza i [259]palenie na ognisku. Z prawéj i lewéj strony maszynisty, znajdują się rękojeści od kranów, za pomocą których próbuje się bieg pomp zasilających.
U maszyn zaopatrzonych w smoczki Giffarda, widzimy je z prawéj i z lewéj strony skrzyni ogniowéj. Następnie na pokładzie maszynisty, znajdują się rękojeści do regulowania przypływu pary i wody i do rozpoznawania działania smoczków. Znajdują się również przed maszynistą rękojeści do otwierania skrzynek napełnionych piaskiem, których się wtedy używa, gdy koła zaczynają się ślizgać, skutkiem mrozu, dészczu lub wyjeżdżania pod górę. Cokolwiek niżéj znajdują się rękojeści kraników probierczych czyli ekstrakcyjnych, za pomocą których w czasie spoczynku maszyny, skondensowaną parę wypuszczać można z cylindrów. Są tu również rękojeści do zamykania i otwierania klapy popielnikowéj, celem wzmocnienia lub osłabienia ciągu powietrza i do puszczania w ruch, oraz zatrzymywania pomp zasilających. Z prawéj strony maszynisty znajduje się drążek, czyli lewar kierownika, z pomocą którego można uskuteczniać ekspansyę pary i zmieniać kierunek ruchu, to jest maszynę naprzód albo wstecz puszczać. Dla większego bezpieczeństwa, pokład na którym stoi maszynista, otoczony jest żelazną balustradą, aby go zaś zabezpieczyć i od szkodliwych wpływów zmiennéj atmosfery, pokład opatrzony jest także blaszaną budką z okienkami, przez które maszynista ustawicznie zwraca uwagę na drogę, po któréj jedzie.

93. Jaką mają siłę parowozy towarowe, a jaką parowozy osobowe?

Obliczając siłę parowozów na konie parowe, to maszyny towarowe posiadają siłę 200 do 350, a maszyny Engerth’a na [260]Semmeringu, dochodzą nawet do 400 koni parowych. Maszyny towarowe poruszają ciężary na drodze pozioméj, wynoszące od 12 do 20 tysięcy centnarów, z chyżością 3 do 3½ mil na godzinę i zużywają na jednę przebieżoną milę, 150 do 300 funtów dobrego węgla i parują przeszło 6 tysięcy funtów wody w przeciągu jednéj godziny. Ekonomia ich siły tak dziś wysoko posuniętą została, że do pociągnięcia jednego centnara ciężaru po długości jednéj mili, nie potrzeba nawet spalić ³⁄₁₀₀ funta dobrego koksu.
Siła parowozów osobowych, dochodzi od 100 do 200 koni parowych. Bardzo, dobrze urządzone parowozy tego rodzaju, przebiegają w godzinie czasu 7 do 9 mil, z ciężarem 800–1000 centnarów. Prędkość maszyn nie da się jednak dokładnie ocenić podług zużytego czasu, jakiego potrzebują pociągi do przebycia wielkich odległości. Spoczynki, zwalnianie! biegu przyjeżdżając nastacye i wolne ruszanie z miejsca, pokazują czas daleko większy, a niżeli jest istotnie potrzebny; jeżeli jednak pociąg pośpieszny ma przebyć drogę 30 mil długą, na 6 do 7 stacyj podzieloną w przeciągu 5-ciu godzin czasu, to maszyny muszą biedź z średnią chyżością 7–7½ mil na jedną godzinę.

94. Z jakich materyałów budują się parowozy i po jakich cenach sprzedają się takowe?

Materyały z jakich się parowozy budują, są następujące: żelazo kute, żelazo lane, miedź, bronz, mosiądz i stal; drzewo zaś i inne materyały, podrzędne zajmują tu stanowisko.
Następująca tablica przedstawia w przybliżeniu stosunek wagi rzeczonych materyałów, użytych do budowy parowozów.
[261]

Rodzaj materyału		Rama czyli wóz	Mechanizm	Kocioł	Ogółem
		Kilogramów	Kilogramów	Kilogramów	Kilogramów
Żelazo	lane	1237,0	2434,0	42,0	3713,0
„	kute	4769,0	974,7	1625,4	7370,0
Blacha żelazna		1322,5	–	2995,8	4318,3
Stal		440,0	150,5	15,1	605,6
Miedź		–	124,0	786,8	910,8
Mosiądz		6,0	3,6	1437,5	1447,1
Bronz		81,6	405,6	258,6	745,7
Drzewo i inne materyały		335,5	17,5	138,5	491,5
	Ogółem	8192,5	4109,9	7299,7	19602,0

Nie możemy tutaj szczegółowo rozbierać przymiotów, jakie powinny posiadać materyały, z których ma być zbudowany parowóz; powiemy tylko ogólnie, że do konstrukcyi parowozów należy jak najlepszych materyałów używać i pod tym względem, żadnych ofiar nie należy szczędzić. Ostatniemi czasy, zastąpiono stalą laną części żelazne kute, częstemu ulegające zniszczeniu, ponieważ stal ma większą od żelaza wytrzymałość. Jest to ważny krok naprzód, w budowie parowozów.
[262] Dawniejsze maszyny angielskie kosztowały od 4 do 5,000 rubli. Obecnie płaci się za dobrą maszynę posiadającą 1000 stóp kwadratowych powierzchni ogrzewalnéj: 14 do 15 tysięcy rubli. Wielkie zaś maszyny towarowe oraz kuryerskie, kosztują od 16 do 18 tysięcy rubli. Tendry kosztują od 2 do 4 tysięcy rubli. Maszyny tendrowe dla wielkich spadków, kosztują obecnie do 33 tysięcy rubli. Reparacye większe przedsiębiorą się dopiero, kiedy lokomotywa drogę większą od 40 tysięcy kilometrów przebiegła. Kiedy zaś 300,000 kilometrów przebiegnie, można powiedzieć; iż się wysłużyła, i maszyny takie wycofywano dawniéj z użycia.

95. Jakie są dziś najlepsze fabryki, w których budują się parowozy?

Po dziśdzień zawsze jest najpierwszą angielska firma ojca kolei żelaznych, to jest Stefensona; daléj p. Bury w Liverpool, Sharp-Broothers w Manchester, Longridge i Hawthorne w Newcastle, Wilsona w Leeds i t. d.; we Francyi: Cail’a i Cavégo w Paryżu, Meyer’a w Miluzie, Schneider’a w Creuzot etc. W Niemczech: Borsig’a i Wöhlerta w Berlinie. W Monachium Krauss’a. W Austryi: Wiedeńsko-Raabska w Wiener-Neustadt Günther’a, w Wiedniu Siegl’a; w Saksonii: Hartmana w Chemnitz; w Belgii: John’a Cockerill’a w Seraing i Regnier-Poncelet’a; w Rossyi: Struwe’go w Kołomnie; w Ameryce: Norris’a w Filadelfii, Baldwin’a w Bostonie.

96. Co to są bufory i do czego służą?

Pociągi na drogach żelaznych, składają się jak wiadomo, z pojedynczych wagonów, połączonych z sobą za pomocą łańcuchów. Gdyby te wagony łączyły się z sobą szczelnie, a łańcuchy [263]były naprężone, to cały pociąg stanowiłby jednę sztywną massę, któraby się nie mogła przez krzywizny przesuwać. Wagony przeto, powinny się znajdować w pewnéj odległości od siebie, a łańcuchy je łączące, powinny swobodnie wisieć. Warunek ten jest tym konieczniejszy, im maszyna ma cięższy pociąg prowadzić, gdyż tym sposobem, porusza z miejsca każden z osobna wagon, a nie potrzebuje naraz pokonywać tarcia, całéj bezwładnéj massy pociągu.
Wyobraźmy sobie teraz, że cała ta massa znajduje się w ruchu i naraz maszyna zostaje zahamowaną lub zatrzymaną, skutkiem jakiejkolwiek przyczyny; w takim to wypadku, wagony w swoim biegu nagle zatrzymane, będą o siebie uderzać, to jest: następniki o swe poprzedniki. Ponieważ zaś obładowane wagony ważą po 120 do 450 centnarów, to gdyby się uderzenia wielu takich rozpędzonych mass naraz z sobą połączyły, wtedy zgruchotanie pociągu, musiałoby bezwarunkowo nastąpić, gdyż ścierałyby się z sobą twarde i niesprężyste przedmioty. Wypadek ten byłby jeszcze daleko niebezpieczniejszym przy wykolejeniach i w czasie innych nieszczęśliwych wydarzeń. Dla téj to zatém przyczyny, na ścianach szczytowych wagonów, umieszczają się sprężyste przyrządy, które jako ciała miękkie, uderzenia w sobie pochłaniają i mniéj szkodliwemi czynią; a takie przyrządy zowią się pospolicie: buforami.

97. W jaki sposób urządzone są bufory?

Robiono je niegdyś z mocnych cylindrycznych poduszek, żelaznemi obręczami opatrzonych i końskiém włosiem wysłanych. Wkrótce jednak postrzeżono, że sprężystość ich nie wystarczała i dodawano do nich długie stalowe resory. Bardzo dobre dawne urządzenie, używane we Francyi na kolei Roueńskiej, przedstawia nam figura 112ta w rzucie poziomym. BBBB są to przyrządy, które się mają dotykać t. j. bufory. [264]

Fig. 112.

Mają one postać grzyba, zbudowane są z kutego żelaza, których trzony czyli styliska, przedłużone są do bbbb i opierają się o końce stalowych resorów QQ. W puszkach MMMM styliska te, przesuwają się z łatwością. Jeżeli nastąpi ciśnienie na bufor, to styliska wsuwają się w podstawę wagonu i cisną na resory QQ, starając się je sprostować. Jak tylko ciśnienie ustąpi, sprężystość resorów, wypycha je znowu napowrót. Resory są o tyle silne, że przy najgwałtowniejszych nawet uderzeniach, wyprostować się nie dadzą. Resorom tym daje się dzisiaj bardzo rozmaitą formę, a mianowicie, dadzą się na 4 następujące kategorye podzielić:
1° Na bufory z resorami stalowymi, t. j. w kształcie pasów parabolicznych, jak to na fig. 101 (str. 228) widzimy. [265] 2° Na bufory z resorami stalowymi spiralnymi.
3° Na bufory z resorami stalowymi tarczowymi.
4° Na bufory z resorami kauczukowymi.
Pierwsza kategorya resorów, była opisaną jako resory dźwigające. Resor spiralny stanowi jeden pas stalowy, współśrodkowo na około siebie nawinięty. Przekrój takiego pasa jest prostokątny (system Baillie), albo téż owalny (system Brown). W porównaniu z resorami pasowymi parabolicznymi, resor Baillie’go waży zaledwie połowę. Ponieważ takie resory wymagają bardzo małéj ilości materyału i łatwemi są do wyrobienia, przeto ich cena znacznie jest niższą, od resorów pasowych parabolicznego kształtu. Taki resor znoszący ciężar do 60 centnarów, waży zaledwie 25 funtów. Stosunek pomiędzy ciężarem samego resoru, a ciężarem jaki może znosić, wynosi 1:225, a niektórzy fabrykanci podnoszą ten stosunek nawet od 1 : 350; granica ta jednak jest niebezpieczną. Resory jednak tego rodzaju posiadają wadę, że czasami w drodze pękają, co następuje niezawodnie wtedy, kiedy stal pod taką formą, przekroczyła już granice swéj sprężystości.
Zastósowanie resoru spiralnego, czyli ślimakowego do buforu, jest nadzwyczaj łatwe. Resory te wsadzone są w mufę, czyli cylinder żelazny lany albo kuty d (fig. 113), których zawsze po parze umieszcza się na każdéj ścianie szczytowéj wagonu, tendra i parowozu, a podstawą swoją obrócone są do ramy. Trzon, czyli stylisko buforowe a, przechodzi przez cylinder pusty resoru b i ciśnie swoim wyskokiem na tarczę c z kutego żelaza, a tym sposobem na górny koniec resoru. Otwory znajdujące się w obu końcach mufy d, służą trzonowi jako przewodniki, aby w ruchu swoim tam i nazad, z kierunku właściwego nie schodził. Klin f przechodzi przez trzon opierający się o pokrywę e zamykającą otwór mufy, i zabezpiecza tenże trzon od wypadnięcia. Ponieważ gra resorów, czyli droga przebiegana przez resory ślimakowe, bardzo jest ograniczona, gdyż wynosi tylko [266]zwyczajnie 60–80 millim., aby więc tę drogę powiększyć, dają austryaccy inżynierowie w mufie buforowéj, po dwa resory jeden za drugim, wierzchołkami ku sobie zwrócone.

Fig. 113.

Fig. 114.

Figura 114 przedstawia nam taki bufor, używany na drodze północnéj Cesarza Ferdynanda. Mufy buforowe zrobione są z żelaza kutego, gdyż te przedstawiają większe bezpieczeństwo od muf żelaznych lanych. Resory spiralne w taki sposób [267]w mufie ustawione, przy 40-stu centnarach ciśnienia, odbywają drogę 120 millim., a waga kompletnego buforu, wynosi tylko 84 funtów wiedeńskich. W taborze kolei północnéj austryackiéj, znajduje się około 4000 wagonów, opatrzonych buforami tego rodzaju.
Ponieważ resory ślimakowe Baillie’go przy gwałtownych uderzeniach bardzo łatwo pękają, a obok téj wady, bardzo małą grę posiadają i sprężystość po niejakim czasie tracą, wprowadzono zatém w użycie ostatniemi czasy bufory, tak zwane kombinowane, złożone ze ślimakowego resoru i kilku krążków kauczukowych, przez co unika się twardych uderzeń, a nigdy nieuniknionych, przy resorach ślimakowych.
Na drogach francuzkich i angielskich, używają buforów spiralnych podług systemu Brown’a. Mufa jest tu żelazna lana, zaś tłok z tarczą buforową (grzybem) z żelaza kutego. Resor spiralny składa się z pręta owalnego stalowego, coraz ku górze cieńszego, ślimakowo wygiętego, aby się spirale wewnątrz siebie przesuwać mogły, gdzie spirala największéj średnicy, opiera się o ścianę wewnętrzną mufy, a najmniejsza o dna tłokowe.
Na ostatniéj wystawie paryzkiéj w r. 1867, Jan Brown z Shefiedl, wystawił swoje bufory z mufami żelaznemi kutemi, które wielką trwałość przedstawiają, i dla tego coraz więcéj się upowszechniają.
Bufory Belleville’go pojawiły się dopiéro w r. 1867, składają się z jednego szeregu obok siebie niezawiśle ustawionych, cienkich krążków z hartowanéj stalowéj blachy (figura 115), przez środek których, przechodzi trzon buforowy. Takie bufory mają kształt stożkowy. Każda para takich krążków, łączy się z sobą stronami wklęsłemi. Wielkość ciśnienia ograniczona jest ich strzałą wklęsłości, gdyż nigdy nie mogą być więcéj zgięte jak na tyle, żeby oba kręgi przybrały kształt powierzchni płaskiéj. Zatém przekroczenia granicy sprężystości resorów, nie można się tutaj obawiać. Resory tego rodzaju tę posiadają zaletę przed resorami ślimakowymi, że pęknięty [268]krążek, z łatwością może być zmieniony i nie pociąga za sobą zmiany całego resoru.
Najlepszym materyałem na resory tego rodzaju jest stal Bessemer’a; nie jest ona droga, a przytém mocna i sprężysta. Takie krążki wytłaczają się w sztancy na gorąco, pomiędzy dwoma matrycami współśrodkowemi.

Fig. 115.

Matryce tak się urządzają, że sztanca jednocześnie krążek wytłacza i na obwodzie obcina. Resor o średnicy 102 millim. znosi największy ciężar 60 centnarów, o średnicy 130 millim. znosi 100 centnarów, a o średnicy 204 millim. znosi 260 centnarów, aż do przybrania kształtu powierzchi płaskiéj. Jeżeli resory tego rodzaju przy małéj średnicy krążków, mają większy opór przedstawiać, w takim razie wewnątrz każdego krążka wkłada się ich dwa, trzy, a nawet i cztery, a tym sposobem otrzymamy podwójną, potrójną i poczwórną wytrzymałość resoru.
Resory gummowe czyli kauczukowe, ukazały się po raz pierwszy przed 30-tu laty na kolejach angielskich, i zaraz téż na stałym lądzie wielkie upowszechnienie znalazły. Kauczuk, czyli gumma, mająca być na resory użytą, winna być wprzódy spreparowaną, czyli zwulkanizowaną za pomocą siarki, w skutek czego, przy każdéj temperaturze, posiada jednakową [269]sprężystość ^[21].– Cztery są główne metody, zastósowania gummy do buforów i resorów pociągowych, a mianowicie:
a) Podług systemu Bergue’a, używa się gumma w formie pojedynczych obrączek lub krążków 100 do 150 millim. średnicy a 20 do 50 millim. grubości. Obrączki te czyli krążki, opatrzone są w środku otworami, któremi nawdziewają się na trzon buforowy, a cieńkiemi płytkami żelaznemi oddzielają się od siebie.
b) Podług systemu amerykańskiego, przedstawia gumma jeden wydrążony cylinder. Cylinder ten ód zewnątrz opatrzony jest pierścieniami żelaznymi kutymi; w miarę większéj albo mniejszéj liczby tych pierścieni, można nadawać resorowi większą lub mniejszą sprężystość. Wewnątrz wydrążonego cylindra, znajduje się spiralna sprężyna, nie dozwalająca przylgnąć [270]gummie do trzona buforowego. Cylinder gummowy 126 millim. średnicy zewnętrznéj, a 55 millim. średnicy wewnętrznéj mający i 302 millim. długi, waży wraz ze sprężyną spiralną na 3 millim. grubą (z wyjątkiem zewnętrznych obrączek), około 16 funtów. System ten ma tę niedogodność, że cylinder uszkodzony w jakiémkolwiek miejscu, cały odrzucony być musi, gdy tymczasem w metodzie angielskiéj, każdy krążek uszkodzony, (zwykle zaś pierwszy i ostatni), w każdéj chwili nowym zastąpiony być może.

Fig. 116.

c) Przy systemie patentowanym Jerzego Spencera w Londynie (fig. 116), krążki kauczukowe środkowe aa mają formę podwójnego, a końcowe bb pojedynczego stożka. Wsuwają się one na trzon c z żelaza kutego, cylindrycznie otoczony. W systemie tym nie tylko jest zużytkowana sprężystość gummy wzdłuż, ale także rozszerzanie się jéj na poprzecz, gdyż po dójściu do siebie talerzy e, d, e, gumma nie może już daléj rozszerzać się na boki.
[271]

Fig. 117.

d) Podług systemu Werthera, głównego inżyniera w fabryce wagonów Klett’a w Norymberdze, używają się krążki gummowe i tarcze blaszane osobliwszéj formy (fig. 117), do przekładania krążków gummowych służące. Tarcze blaszane 1, 1... na 2 millim. grube, posiadają w środku półokrągłe rowki czyli rynienki, w które pasują odpowiednie wyskoki krążków gummowych. Te ostatnie, posiadają także od zewnątrz i wewnątrz wklęsłości 2, 2, 2, 2... a to częścią dla oszczędności materyału, a zaś najgłówniéj dla tego, aby przy ściskaniu się krążków gummowych, w czasie uderzania o siebie buforów, można było uniknąć w środku ich wysokości największego rozszerzenia, które pociągnęłoby za sobą przyleganie gummy tak do ścian wewnętrznych mufy, jako i do trzona buforowego.
Figura 118, przedstawia nam znowu konstrukcyę buforu z blachy żelaznéj, pomysłu Hennig’a, głównego mechanika na drodze żelaznéj Berlińsko-Anhaltskiéj, która ze wszech miar zasługuje na uwagę.
Mufa buforowa aa, zrobiona jest z blachy żelaznéj na 6 millim. grubéj. W środku, naciągnięty jest pierścień żelazny kuty b, dwoma nitami od wewnątrz na gładko do mufy przymocowany; następnie szczytowa tarcza c, żelazna lana lub kuta, wytoczona od wewnątrz, opatrzona kołową garą czyli nutem, w który wchodzi mufa, 4-ma śrubami lub nitami z tarczą szczytową związana ; nareszcie pierścień d z kątowego żelaza, przy nitowany jest do drugiego końca mufy. Przednia i tylna tarcza uderzająca e i f, są również z kutego żelaza; tarcze g, g... [272]rozdzielające krążki kauczukowe h, h.. zrobione są z blachy żelaznéj na 6 millim. grubéj z nadlanymi brzegami z korapozycyi cynkowéj. Trzon buforowy k jest przynitowany lub przyszwejsowany do głowy l, a drugim końcem opiera się o platę f za pomocą klina i. Cały bufor przytwierdzony jest śrubami m, m do wagonu. Takie aparaty w porównaniu z buforami żelaznymi lanymi, lżejsze są o 50 funtów.

Fig. 118.

Zalety, buforów gummowych są następujące:
1) Działanie ich jest jednostajniejsze i spokojniejsze od resorów stalowych. Gumma podaje się łatwiéj, aniżeli stal, a oddziaływanie gummy pod ciśnieniem jest tak szybkie, że głowa buforu nie sprawia nigdy twardego pchnięcia czyli uderzenia, gdy z buforami stalowymi rzecz ma się przeciwnie.
2) Resory gummowe mają w tém pierwszeństwo przed resorami spiralnymi czyli ślimakowymi wyrobionymi ze stali, że wielkie zmiany temperatury, żadnego na nie nie wywierają wpływu, gdy tymczasem resory stalowe, w czasie wielkich mrozów z łatwością pękają ^[22], a gdy się raz uszkodzą, nie posiadają więcéj [273]sprężystości i całkiem odrzuconymi być muszą; przeciwnie resory gummowe, nawet przy zepsuciu się pojedynczego krążka, posiadają zawsze pewną sprężystość, a po zmienieniu uszkodzonego, dawniejsze zawsze są użytecznymi.
Szybkie niszczenie się buforów gummowych na niektórych drogach, należy jedynie przypisać złéj massie, z któréj zrobione zostały krążki, lub złéj konstrukcyi samych buforów.
Normalna wysokość środka buforu od wierzchu szyny, powinna się równać 1,042 metrów <3 stopy 5 cali); pozioma odległość od środka do środka buforu równa się 1,754 metrów (5 stóp 10 cali), średnica tarczy buforowéj (grzyba) powinna być przynajmniéj równa 356 millim. (14 cali), a strzała wygięcia tarczy w samym środku przynajmniéj 25 millim. (1 cal).

98. Jakich używa się przyrządów do łączenia z sobą wagonów?

W pierwszych początkach zaprowadzenia kolei żelaznych, używano tylko prostych łańcuchów do łączenia wagonów, i dawano im dostateczną długość, ażeby maszyna mogła wagony powoli jeden za drugim zabierać. Jakkolwiek tym sposobem ułatwiało się bardzo uruchomienie pociągu, wszelako w chwili odjazdu nie można było uniknąć gwałtownych wstrząśnień, które oprócz tego, że były dla passażerów nader nieprzyjemnemi, a nawet i niebezpiecznemi, niweczyły jeszcze w krótkim czasie materyał exploatacyjny i uszkadzały towary, łatwemu ulegające zniszczeniu. Dawano więc pewną elastyczność hakom, za pomocą których odbywało się ciągnięcie, korzystając z resorów buforowych, jak to fig. 112 objaśnia, lub dając w środku trzona pociągowego osobną mufę, z elastycznym resorem spiralnym, albo kauczukowym.
Na. figurze 112 widzimy, że hak C za pomocą trzona o łączy się w środku z resorem QQ. Jeżeli maszyna pociągnie wagon za pomocą haka C, to resor QQ umocowany stale w swoich końcach, wygnie się w środku, a hak C wyjdzie nieco na [274]zewnątrz ramy. Tym sposobem odbywa się bardzo łagodnie uruchomienie wagonów.

Fig. 119.

Niezmiernie ważnym stały się nabytkiem dla dróg żelaznych łączniki, tak zwane śrubowe albo patentowe, po raz pierwszy użyte na drodze żelaznéj z Londynu do Birmingham.
Figura 119 przedstawia nam taki łącznik w ⅒ naturalnéj wielkości. Składa się on z dwóch strzemion a i e opatrzonych okami, za pomocą których łączą się ruchomo z czopami muter d i d. Mutry te osadzone są na śrubie ff, opatrzonéj dwoma przeciwnymi gwintami, prawym i lewym. Odległość tych muter może się zmniejszać lub powiększać, obracając drążkiem g w jedną albo w drugą stronę. Drążek g opatrzony jest żelazną kulą, która ciążąc na dół, nie pozwala na żadną dowolną zmianę odległości fʼ pomiędzy mutrami d i d. Dłuższe strzemię a, połączone jest stale z hakiem B, drugie zaś strzemię e zakłada się na drugi [275]hak B według potrzeby. Jeżeli za pomocą takich łączników śrubowych połączymy z sobą wagony, a przez napięcie strzemion za pomocą śruby, łączniki tak wytężymy, iż uderzające o siebie bufory, wywierać będą umiarkowane ciśnienie, w takim razie, unika się nie tylko wstrząśnień przy posunięciu się maszyny, ale także i boczne wstrząśnienia pociągu, pochodzące z nierówności drogi, zmniejszają się znakomicie. Nie można wszakże przemilczeć, że mocne napinanie łączników śrubowych, znacznie utrudnia uruchomienie pociągu, przy ruszaniu z miejsca.
Łącznik Luszki. W miejsce powyższych łączników śrubowych, zwanych także angielskiemi, inżynier Luszka, wprowadził obecnie w użycie na drogach żelaznych austryackich, łącznik wagonowy swojego pomysłu, tańszy ^[23] od poprzedzającego i bardzo prostéj konstrukcyi, jak go figury 120 i 121 wyobrażają, a pismo

Fig. 120.

Fig. 121.

techniczne austryackie: „Zeitschrift d. österr. Ing. u. Arch.-Vereins“ wzmiankuje, iż tego rodzaju łączniki znajdują, się w użyciu przy pociągach towarowych, na wielu kolejach austryackich. Przyrząd ten jak rysunek pokazuje, składa się z dwóch strzemion i kleszczowatego wiązadła opatrzonego kulą, która go swoim ciężarem utrzymuje zawsze w kierunku'pionowym, skutkiem czego, zawieszony łącznik w hakach pociągowych, jako téż w czasie ewentualnego starcia się buforów, skraca się sam przez się, bez żadnéj innéj pomocy. Z wielką również łatwością można go przełożyć, kiedy chcemy rozłączyć wagony.

Prócz dopiéro co wymienionych przyrządów dołączenia wagonów, używać się jeszcze zwykło tak zwanych: łańcuchów pomocniczych albo bezpieczeństwa (Sicherheits Ketten), umieszczonych na każdéj ścianie szczytowéj z obu stron haka pociągowego, w odległości 1,067 metra, jeden od drugiego. Długość ich taka być powinna, ażeby w stanie zwyczajnym nie były nigdy napiętymi; gdyby się jednak łącznik śrubowy lub hak pociągowy urwał, wtedy łańcuchy pomocznicze zastępując łącznik śrubowy, rozpoczynają działanie.
O wartości pomocniczych łańcuchów, prowadzono liczne spory, zarzucano im głównie, że takowe przy urwaniu się zwyczajnego łącznika lub haka pociągowego, w pierwszéj chwili działania, prawie zawsze pękały; dlatego na niektórych kolejach angielskich, usunięto z użycia łańcuchy pomocnicze; ale z drugiéj strony pojawiły się nieraz wypadki, w których wykazała się znowu wielka ich użyteczność. Należy tylko ogniwom łańcuchów dawać nieco większą grubość (22 millim.), a sworzniom do których się łańcuchy mocują pewną elastyczność za pomocą krążka gumowego lub resoru ślimakowego, a urywanie nie będzie miało miejsca.
Oprócz tego na rozmaitych dawniejszych kolejach, mianowicie we Francyi, używano szybko luzujących się łączników, za [277]pomocą których można było pojedyncze wagony odczepiać, nie zatrzymując pociągu. Przyrządy te składały się z rozmaitych drążków, dowcipnie z sobą skombinowanych, którymi manewrować mogli maszyniści ze swojego pokładu. Przyrządów tych używano dla oszczędności czasu, szczególniéj przybywając na stacye pośrednie, gdzie maszyny musiano wodą zasilać, lub gdzie musiano zostawiać wagony z tyłu pociągu idące, a przeznaczone dla kolei bocznych, aby w tym ostatnim razie, nie było potrzeby zatrzymywać reszty pociągu. Ponieważ jednak takie przyrządy ze strony służby kolejowéj, wymagały bardzo wielkiéj przezorności i nieraz dawały powody do rozmaitych wypadków, użycie ich przeto coraz więcéj stało się ograniczoném.

Należy tu jeszcze wspomnieć o łącznikach bezpieczeństwa, które ostatniemi czasy w rozmaity sposób konstruowano, aby umożebnić łączenie i rozłączanie wagonów z podłużnego boku tychże wagonów, nie potrzebując wchodzić na szyny pomiędzy bufory, przez co wydarza się jak wiadomo, tak wielka liczba nieuleczonych kalectw i wypadków śmierci. Z pomiędzy wielkiéj liczby tego rodzaju projektów, zasługuje tutaj na uwagę system Osborna, używany w Anglii, który przedstawiają figury 122–125. Stanowi on pewną kombinacyę osi aa i drążków bbʼ za pomocą któréj, jeden robotnik stojący z boku wagonu, obracając oś a, za pomocą drążka b jako korby na pół okręgu koła, drążkiem bʼ może wrzucić strzemię cc jednego wagonu na haki dd drugiego wagonu. Za pomocą tego przyrządu, odbywa się i luzowanie łącznika, a robotnicy nie potrzebują wcale wchodzić pomiędzy bufory wagonu. Do téj manipulacyi jednak potrzeba wielkiéj ostrożności i zręczności robotnika, a łańcuchy pomocnicze, haki pociągowe i bufory, powinny się znajdować na jednéj płaszczyźnie pozioméj.

Fig. 122.

99. Co to jest hamulec i ilorakie są jego rodzaje?

Hamulce są to przyrządy do zatrzymywania biegu tendra i wagonów w czasie zjeżdżania z góry, zbliżania się do stacyi,

Fig. 123.

Fig. 124.

Fig. 125.

lub w razie nagłych wypadków. Przyrządy te nie powinny tamować ruchu w jednéj chwili, gdyż nagłe wstrzymanie pociągu, spowodowałoby skutek uderzenia o przedmiot stały, co [280]sprowadziłoby uszkodzenie wagonów i towarów, a nawet śmierć pasażerów; ale powinny bieg prędko zwalniać, a tém samém pociąg również prędko zatrzymywać. W tym celu posiadamy bardzo wiele przyrządów, a wszystkie bez wyjątku używają tarcia, jako siły ruch opóźniającéj.
Co się tyczy bezpieczeństwa ruchu, to takie hamulce zasługują na pierwszeństwo, które w razie potrzeby można jak najśpieszniéj uruchomić, i które dają skutek największy.
W początkach zaprowadzenia hamulców na drogach żelaznych, obsługiwano je wyłącznie ludźmi, te jednak pod względem szybkości i skuteczności działania, bardzo wiele do życzenia pozostawiały. Aby więc hamowanie regularniejszém uczynić, zaprowadzono tak zwane hamulce pośpieszne, to jest takie, których pierwsze uruchomienie od ręki ludzkiéj uskutecznić należało, ale których dalszy skutek osiągano innymi środkami, jak np. resorami, przeciwciężarami i t. p.
Ale i te przyrządy, co się dotyczy szybkości działania, nie odpowiadały jeszcze w zupełności celowi, a z doświadczenia wiadomo, że nieraz unikniętoby nieszczęścia, gdyby hamulce w razie potrzeby, spełniły bezzwłocznie swoją powinność.
I z téj to przyczyny wprowadzono w użycie hamulce automatyczne czyli samodziałające, mianowicie takie, które natychmiast i niezawiśle od ludzkiéj obsługi zaczynają działać, jak tylko ich usługa okaże się potrzebną.
Z tego cośmy tutaj powiedzieli, hamulce na drogach żelaznych na 3 kategorye podzielić można:

	I.	Na hamulce ręczne,
	II.	Na hamulce pośpieszne, i
	III.	Na hamulce automatyczne czyli samodziałające.

Co do I. Hamulce ręczne. Z pomiędzy hamulców ręcznych są najwięcéj takie używane, które z obydwóch stron wywierają [281]

Fig. 126.

tarcie na obwód koła. Na figurze 126,bb przedstawiają, ramę, na któréj umocowane są klocki czyli trzewiki drewniane cc ...., za pomocą stawów (Gelenke) g, f i wieszadeł h poruszane. Mutra d umieszczona jest w jakiemkolwiek miejscu wagonu, a śrubą e manewruje się za pomocą korby i. Obracając korbę w prawo, podnosimy sztangę e do góry; sztangi czyli stawy gg przyciskają klocki do obwodów kół z jednéj strony, zaś sztangi ff w kierunkach przeciwnych tak, że koło a z obu stron zostaje ściśniętém. Jeżeli śrubę mocno dociągniemy, to wszystkie klocki drewniane, w skutek wywartego tarcia na obwody kół aa, bieg ich zwalniają, lub téż zupełnie wstrzymują, a wtedy koła zamiast się obracać, będą się po szynach ślizgać i tym sposobem powstrzymują bieg pociągu.
[282] Najlepszém drzewem, z którego wyrabiają się trzewiki czyli klocki hamulcowe, jest topola i lipina, jako bardzo elastyczne i miękkie. Jeżeli klocki bardzo się zużyją, należy je zmienić, albo świeżém drzewem podzelować. Który zaś z tych dwóch sposobów będzie dogodniejszy, wskazuje forma i zużycie klocków.
Różnych próbowano środków, aby zapobiedz szybkiemu niszczeniu się klocków, szczególniéj téż na drogach z licznymi i wielkiemi spadkami; mianowicie, nasycano klocki rozmaitemi cieczami jak: ałunem, ługiem solnym, szkłem wodném i rozczynem baryty. Wszystkie jednak te sposoby, nie wydały pożądanego skutku, to jest nie mogły uchronić drewnianych klocków od zwęglania.
Aby jednak temu koniecznie zaradzić, chwycono się bardzo radykalnego sposobu, to jest robiono klocki z żelaza kutego albo lanego. Klocki żelazne używane są na drogach francuzkich i belgijskich, gdzie zadaniu swemu w zupełności odpowiadają i których koszt przecięciowo, jest mniejszy od kloców drewnianych. Na klocki tego rodzaju najkorzystniéj jest używać starych zużytych obręczy.
Co do II. Hamulce pośpieszne. W budowie hamulców pośpiesznych położono sobie zadanie: usługę ludzką jako niepewną, ile można ograniczyć, a innemi środkami działanie hamulców dokładniejszém i skuteczniejszém uczynić.
Przy hamulcach tego rodzaju, siły ludzkiéj używa się tylko do ich poruszenia, ale dalszy ich skutek, odbywa się już za pomocą samych tylko przeciwciężarów (Bricogne, Exter), resorów, (Newall, Foy), siły żywéj kół wagonowych (Heberlein, Mayer, Achard), prężenia pary w kotle (Miles), ciężaru wagonu (Didier); wreszcie używa się tu także hamulców hydrostatycznych (Miles); pneumatycznych (Kendall) i elektromagnetycznych (Achard).
W miarę zwiększania się liczby i wielkości spadków przy budowie nowych dróg żelaznych i wzrastającéj chyżości pociągów, zadanie hamulców stało się niezmiernie trudném. Aby [283]jednak wymaganiom zadosyć uczynić, a przytém o ile można zmniejszyć służbę hamulcową, łączono pewną liczbę hamulców ze sobą za pomocą lin, żelaznych prętów i łańcuchów, a tém samém zrobiono pomiędzy nimi nieprzerwany związek. Urządzenie to dawało takie korzyści, że z jednego punktu pociągu, można było naraz wszystkiemi hamulcami kierować, przez co osiągało się nie tylko dokładniejsze hamowanie, ale zarazem większą oszczędność obręczy, szyn i kloców hamulcowych, jak również wielką oszczędność i w kosztach ruchu, przez zmniejszenie liczby osób, do obsługi hamulców potrzebnych.
Aby dać pojęcie o przyrządach tego rodzaju, opiszemy tu hamulec wiązany Extera, będący w użyciu na drogach żelaznych bawarskich od r. 1847.
Przyrząd ten polega na kombinacyi zwyczajnych hamulców z wieloklubem (Flaschenzug), którego lina lub łańcuch, napina się za pomocą zawieszonego na nich ciężaru, umieszczonego w jednym z wagonów towarowych (fig. 127—130).
Bęben o umieszczony nad sufitem wagonu (fig. 127) dźwiga na mniejszym krążku ciężar g zawieszony na łańcuchu, a na większym ma nawiniętą linę s, która przechodzi przez krążek r utwierdzony na drążku p, a ztamtąd biegnie po krążkach r¹ do następnych wagonów, gdzie za pomocą odpowiedniego przyrządu, łączy się z innymi hamulcami. Długi drążek p umocowany na ścianie szczytowéj wagonu, działa na hamulec za pomocą drążka z, który to hamulec, dotyka kół tylko z jednéj strony, a który na rysunku jest widzialnym. Na bębnie o znajduje się koło zatrzaskowe (Sperrad), o które zaczepia klamka i nie pozwala opadać na dół ciężarowi g.
Jeżeli chcemy hamować, odczepia się klamkę, ciężar g opada na dół i wytęża linę s, która znowu drążek p i hamulce porusza. Luzowanie hamulców odbywa się za pomocą odpowiedniego obrotu koła zamachowego u przez co nawija się łańcuch na bęben, na którym zawieszony jest ciężar g; w końcu zaczepia się

Fig. 127.

Fig. 128.

klamkę na kółko zatrzaskowe, a tym sposobem wstrzymuje się obrót bębna o (fig. 129 i 130). Za pomocą koła zamachowego u, człowiek obsługujący hamulce, może ich działanie zwiększać lub pomniejszać, a nawet zupełnie przerwać.

Fig. 129.		Fig. 130.

Hamulce hydrostatyczne Ezra Milleʼsa. Pod całym pociągiem idzie rura napełniona wodą, pomiędzy każdą parą wagonów opatrzona giętkim łącznikiem, który jest tak urządzony, że przy odczepianiu wagonów, nie traci się wody; czemu zapobiegają właściwie urządzone wentyle. Od rury głównéj rozchodzą się rury boczne do małego cylindra, umieszczonego pod każdym wagonem, posiadającym hamulec. Każdy z tych cylindrów opatrzony jest tłokiem, który znowu łączy się w odpowiedni sposób z mechanizmem hamulcowym. Na przednim końcu pociągu, dzieli się główna rura na dwa ramiona, z których jedno, złączone jest z tendrem, a drugie z kotłem parowozu, i oba te końce dostępne dla maszynisty, opatrzone są wentylami, mogącemi się według potrzeby otwierać albo zamykać.
Zwyczajnie główna rura złączona jest tylko z tendrem w taki sposób, że ciśnienie wywierane na tłok cylindra, jest wtedy tylko bardzo małém, niesprawiającém żadnego skutku na hamulce. Jeżeli zaś zamkniemy komunikacyę z tendrem, a natomiast otworzymy z kotłem parowozu, to natychmiast cała [286]kolumna wody znajdująca się w rurze, zostanie całém ciśnieniem pary kotła przytłoczona, która działając za pomocą tłoka cylindra na mechanizm hamulcowy, wszystkie hamulce w tym samym momencie do obręczy kół przyciśnie.
Aby hamulce zluzować, potrzebuje tylko maszynista zamknąć komunikacyę pary pomiędzy kotłem i rurą, w skutek czego drążki hamulcowe a tém samém i hamulce, przy pomocy tak zwanéj sprężyny odbojowéj, do pierwszego swego stanowiska powrócą.
Hamowanie tym sposobem odbywa się bardzo szybko. Większe lub mniejsze otworzenie wentyla parowego pomiędzy kotłem i rurą, sprawia większe lub mniejsze tarcie hamulców o koła. Jednę tylko, lecz bardzo ważną przeszkodę, stanowi mróz w zaprowadzeniu tych racyonalnych hamulców, gdyż jeżeli rury nie zabezpieczone są dokładnie od zamarzania złym przewodnikiem cieplika, mogą w czasie wielkich mrozów pękać i cały pociąg na niebezpieczeństwo narazić.
Hamulce pneumatyczne Kendallʼa. Jeszcze w roku 1854 proponował Andraud hamulce ze ściśnioném powietrzem, a dopiéro od 3-ch lat na kolei londyńskiéj i dowerskiéj, czynnymi są hamulce tego rodzaju.
Co powiedzieliśmy wyżéj o hamulcach hydraulicznych, to samo da się zastósować i do hamulców pneumatycznych, czyli że urządzenie obu bardzo jest do siebie podobne, z tą tylko różnicą, że siłę w rurach wydobywa się tutaj za pomocą ściśnionego powietrza. Zgęszczone czyli ściśnione powietrze, prowadzi się do zbieralnika żelaznego kutego, który komunikuje z rurami rozchodzącemi się po nad wagonami. Do kontrolowania ciśnienia powietrza używa się tutaj manometru, a do regulowania tego ciśnienia, umieszcza się w odpowiednićm miejscu klapa bezpieczeństwa. Rury prowadzą powietrze ściśnione do cylindra żelaznego lanego 10-cio calowéj średnicy, w którym się

Fig. 131.

znajdują dwa tłoki, zawsze leżące obok siebie, ile razy hamulce są zluzowane.

Jeżeli mamy pociąg zahamować, otwieramy komunikacyę pomiędzy rurami i rezerwoarem, obejmującym ściśnione powietrze. Powietrze to wchodzi pomiędzy tłoki cylindra, i rozpycha je w strony przeciwne. Z tłokami złączone są pręty pociągowe, bezpośrednio połączone z hamulcami, które rzeczone hamulce do obręczy kół przyciskają. Zwyczajne ciśnienie zgęszczonego powietrza, wynosi 40 funtów na cal □, a zatem ciśnienie każdego tłoka 10-cio calowéj średnicy z formuły (3,141 × 5² × 40), wynosi 3141 funtów.
Dnia 17 września 1868 r. wykonano w Anglii próby z dobrym skutkiem na pociągu, którego 7 wagonów opatrzonych było hamulcami tego rodzaju; aparat kierowany był przez maszynistę, przyczem hamulec tendrowy był także czynnym.
Hamulce elektro-magnetyczne. Jeszcze w roku 1840 anglik Grower otrzymał patent na zastósowanie elektro-magnetyzmu, do hamowania pociągów na drogach żelaznych.
Następnie w r. 1856 tego samego rodzaju hamulce konstruował Achard. Siłę potrzebną do hamowania, udziela tutaj siła żywa kół wagonowych, a uruchomienie hamulców odbywa się za pomocą elektro-magnetyzmu. Przenoszenie siły żywéj z kół na hamulce, uskutecznia się za pomocą tarczy mimośrodowéj x na osi koła umocowanéj (fig. 131–133), którą przyciska drążek p za pomocą mimośrodu, przyczém porusza się i kółko zatrzaskowe y za pomocą klamki z. Na walcu w, na którym znajduje się zatrzask, znajduje się i cylinder magnetyczny c, składający się z kilku magnetycznych pierścieni. Na każdéj stronie cylindra c znajduje się luźna mufa u, na któréj umieszczone są dwie tarcze s z miękkiego żelaza.
Mufy te służą jednocześnie do nawijania łańcucha, który jest w związku z drążkiem q i walcem w i uskutecznia przyciskanie kloców hamulcowych do obręczy koła. Prąd elektryczny [289]stosu galwanicznego, działa ustawicznie na elektro-magnesy i sprawia, że drążek p w takiém stoi położeniu, że się go tarcza x mimośrodowa wcale nie dotyka. Druty elektryczne połączone z cylindrem magnetycznym c i mufami elektro-magnesów, idą odosobnione przez rurę kauczukową do tendra, gdzie znajduje się tak nazwany kommutator. Jeśli maszynista chce pociąg hamować, przekłada rękojeść kommutatora ze strony lewéj na prawą. Tym sposobem przerywa prąd elektryczny około elektromagnesów, a przywraca go około cylindra magnetycznego. Wtedy sprężyna f przyciska drążek p do mimośrodu x, który wprawia go w ruch tam i nazad, a ten ruch, za pomocą zatrzasku y zamienia się w ruch obrotowy wału w. Jednocześnie, stają się czynnemi bieguny magnetycznego cylindra c, przyciągają obie mufy u, które przez to łączą się z wałem do pewnego stopnia,

Fig. 132.

a przez to uskuteczniają nawijanie się łańcucha i przyciąganie hamulca.

Ażeby ciśnienie na koła przedłużyć, dostateczném będzie przywrócić prąd za pomocą elektro-magnesu k na chwilę przerwany i wpuścić go do cylindra magnetycznego c, wtedy wał w nie będzie się już obracał, a kloce hamulcowe będą wciąż cisnąć na koła.
Dla zluzowania hamulców, przekłada się znów rękojeść kommutatora, ze strony prawéj na lewą. Prąd w cylindrze c zostaje przerwany, mufy u stają się swobodne, łańcuch się odwija, kloce hamulcowe oddalają się od obwodu kół, a drążek p znów zostaje wolny i nie dotyka już tarczy mimośrodowéj x.

Fig. 133.

Podczas przerwania prądu, tak w elektromagnesie k jako i w cylindrze magnetycznym c, obraca się wał w, a z nim i drugi zatrzask y, poruszający drugi drążek r, którego koniec porusza znowu młotek dzwonka, znajdującego się w piérwszym pakunkowym wagonie. Te dzwonki są tak umieszczone, że może je słyszeć każda osoba będąca w pociągu, a dzwonią dopóty, dopóki trwa hamowanie.
W ostatnich czasach p. Achard porobił jeszcze różne ulepszenia w swoich aparatach. Zaprowadzono je do regularnéj jazdy, na pociągach kuryerskich od Paryża do Strasburga.
[291] Upewniają, że zatrzymanie pociągu za pomocą hamulców tego rodzaju, uskutecznić można w jednéj do dwóch minut czasu bez pomocy tendrowego hamulca, i przy chyżości pociągu 60 do 95 kilometr. na godzinę.
Takie same rezultaty otrzymano i na drodze żelaznéj z Bruxelli do Kolonii. Na kolei południowéj hanowerskiéj, przedsiębrano także próby z hamulcami elektrycznymi w roku 1866. P. Achard sprowadził do próby wagon towarowy francuzki, opatrzony takim aparatem. Na spadku 1:64 pociąg z trzech wagonów złożony, przyprowadzono w 37-miu sekundach do zupełnego spoczynku; co uskutecznić się dało zwyczajnymi hamulcami, w czasie dwa razy dłuższym.
Przyrząd ten chociaż genialny, skutkiem swéj komplikacyi, tudzież jako zakosztowny, używany jest tylko na nie wielu kolejach żelaznych.
Co do III. Hamulce automatyczne czyli samodzialające.
Aby przy hamowaniu wagonów, można się było obejść zupełnie bez pomocy ręki ludzkiéj, która bardzo często zawodzi, i aby skutek hamulców uczynić natychmiastowym, urządzano w rozmaity sposób hamulce automatyczne czyli samodziałające, które tym niedogodnościom zapobiegają.
Maszynista prowadzący pociąg, dostrzegłszy na drodze jakowąś przeszkodę, lub zepsucie się maszyny, daje sygnał konduktorom do zahamowania pociągu, poczém służba hamulcowa obowiązek swój natychmiast spełnić powinna. Od chwili jednak sygnału do skutecznego zahamowania pociągu, mimo nawet pośpiechu, znaczny czas upłynąć musi; szczególniéj zaś ta zwłoka okazuje się w porze zimowéj, gdzie służba od śniegu i mrozu skostniała i obwinięta w kożuchy, z trudnością tylko swój obowiązek spełnia. Wyobraźmy sobie wykolejenie się maszyny prowadzącéj za sobą pociąg, lubo wtedy maszynista daje natychmiast [292]sygnały do zahamowania, zawsze jednak upłynie 10, 15 do 20 sekund, nim skutek hamulców nastąpi, a przez ten czas może nastąpić wielkie nieszczęście, któreby nie miało miejsca, gdyby służba hamulcowa, natychmiast po danym sygnale powinność swoją spełniła. Słowem, można z całą pewnością powiedzieć, że uniknęłoby się nie jednego wielkiego nieszczęścia, a przynajmniéj nie przybrałoby ono tak kolosalnych rozmiarów, gdyby przy pociągu znajdowały się hamulce automatyczne, czyli samodziałające, powinność swoją spełniające bez pomocy ręki ludzkiéj.
Zasada takich hamulców opiera się na tém przypuszczeniu: że hamulce stają się w téj saméj chwili potrzebne, jak tylko uderzają o siebie bufory.
Do téj kategoryi należą hamulce: Bunnet’a, Stephenson’a, Tourasse’go, Riener’a i Guerin’a.
Przy hamulcach znowu Molinot’a i Pronnier’a, przyjęta została inna zasada: a mianowicie, że hamulce powinny natychmiast działać, jak tylko haki pociągowe przestały być napiętymi.
Piérwszy tego rodzaju hamulec skonstruował anglik Bunnet. Klocki hamulcowe w jego systemie, przyciskane są do obwodu kół za pomocą sztang mogących się przesuwać, które łączyły się z trzonami buforowemi; pomiędzy sztangami posuwistymi a trzewikami hamulcowymi, znajdują się resory, których konstrukcya odpowiadała doznawanemu przez nie ciśnieniu. W podobny sposób działa i hamulec Stephensona.
Hamulec Rienera. Konstrukcya tego hamulca opiera się na zasadzie, że skutek hamulca wtedy jest potrzebny, kiedy wagony a tém samém bufory o siebie uderzają. W miarę powiększania lub zmniejszania się ciśnienia buforów, zwiększa się lub pomniejsza w tym samym stosunku i działanie hamulców.
Hamulec ten przedstawiają figury 134–136. Trzon buforowy b opatrzony jest dwoma resorami, z których spiralny s,

Fig. 134.

pokonywa tylko opory tarcia buforów i mechanizmu hamulcowego, zaś resor ślimakowy v, odbiera całkowite uderzenia wagonów. Na trzonie buforowym znajduje się paluch c, który natychmiast wywiera swoje działanie na drążek d, jak tylko bufor będzie uderzony i kiedy walec w znajduje się w takiém położeniu jak go figura przedstawia. Na walcu w znajduje się także drążek kątowy p, do poruszania sztangi z służący. Ta ostatnia działa na kloce hamulcowe k za pomocą drążka q i sztangi z, w sposób wiadomy. W miarę więc wielkości siły uderzenia buforów o siebie, powiększa się lub zmniejsza w tym samym stosunku przyciskanie hamulców do koła.

Fig. 135.	Fig. 136.

Do luzowania hamulców, znajduje się osobny przyrząd, który działa w sposób następujący:
Na walcu w₁, umieszczonym pod wagonem, jest drążek r dający się obracać o 180°. Łączniki f wiążą się z walcem w₁ za pomocą korb olbo mimośrodów, w których znajduje się znowu walec w; łączniki te w skutek obrotu drążka r przesuwają walec w, a tém samém oddalają drążek d od palucha c.
Dla przesuwania walca w w kierunku poziomym, znajduje się w odpowiedniem miejscu umieszczony przewodnik e. W czasie jazdy drążek r zawsze jest tak ustawiony, że hamulec w każdéj chwili może być czynnym.
[295] Hamulec ten może być także i ręką ludzką obsługiwany, np. na stacyach w czasie ustawiania, czyli ranżerowania wagonów; dla tego drugi koniec drążka kątowego p, łączy się ze śrubą s za pomocą pręta a.
Jeżeli chyżość pociągu wypadnie miarkować, lub pociąg zupełnie zatrzymać, powinien maszynista przymknąć przepustnicę pary, lub przyciągnąć hamulec tendrowy, przez co natychmiast uderzą o siebie wszystkie bufory pociągu, a tém samém hamulce pociąg zahamują.
Przy zatrzymywaniu pociągów, wszystkie bez wyjątku hamulce, winny być poruszane korbami na prawo, a luzowanie tychże hamulców, odbywać się winno obracaniem korb na lewo, dla uniknienia nieporozumień a czasami i nieszczęść, jakie w takich razach wyniknąć mogą.

↑ Obacz Zasady Fizyki przez Dra Wojciecha Urbańskiego. Warszawa 1868 r. str. 120. Tudzież: Injecteur Giffard, Paris chez Dunod, 1863 (extrait des Annales des mines); jak również: Vademecum des Mechanikers von Bernoulli, Stuttgart 1869, str. 354.
↑ Règlement de Police et Instructions, Bruxelles, 1864.

↑

8	części	bizmutu	${\textstyle {\Biggl \}}{\Biggr .}}$	topi się przy 145,5° C.
16	„	ołowiu
12	„	cyny

↑ Szerokość obrączki, czyli powierzchni zetknięcia się klapy ze swojém łożyskiem, powinna być równą ⅟₂₀ średnicy klapy, więcéj 4 millimetry.
↑ W tym czasie kiedy to piszemy, Dyrekcya dróg żelaznych Warszawsko-Wiedeńskiéj i Warszawsko-Bydgoskiéj, zamówiła dwie lokomotywy z kotłami stalowymi u Kraussa w München, mające pracować pod ciśnieniem 10-ciu atmosfer.
↑ Trzon tłokowy z żelaza kutego ma zwykle średnicę: 60 do 80 millim., a ze stali lanéj: ⅔ owéj grubości.
↑ Dla rozpoznania stali, żelaza kutego i lanego, p. Zenon Hałatkiewicz zaleca użycie kwasu saletrowego, rozcieńczonego wodą. Puszcza się tego kwasu kropelkę na materyał doświadczany i po chwili opłukuje się wodą. Na stali powstaje plama czarna, w skutek wydzielonego proszku węgla; na żelazie kutém, biaława, w skutek utraty połysku i wystąpienia utkania krystalicznego; na żelazie laném, popielata, w skutek wydzielonego węgla w postaci blaszek grafitowych.
↑ Taka bormaszyna opisana jest w „Organie kolei żelaznych” (Organ des Eisenbahnwesens) z r. 1869 na str. 15, z rysunkami na tablicy III.
↑ Obręcze winny być szerokie najmniéj 127, a najwyżéj 152 millimetrów.
↑ Bormaszyna ta produkowaną była na ostatniéj wystawie paryzkiéj 1867 r. — opisaną zaś jest: w „Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, 1868, p. 127.“
↑ Inne gatunki maźnic na str. 215 pod literami a, b, c . . . . g wyszczególnione, a dla szczupłości miejsca tutaj pominięte, znajdują się opisane w dziele: „Handbuch für spezielle Eisenbahn-Technik“ von Edmund Heusinger-Waldegg, w tomie II. r. 1869.
↑ Obacz: Bulletin de la Soc. d’encouragement, 1867, str. 240.
↑ O praktycznéj wadze (mechanika Ehrharda z Drezna) służącéj do bezpośredniego obciążenia kół, traktuje rozprawa inżyniera Webera, zamieszczona w Organie Heusingera, rok 1866, str. 14.
↑ Wielkie nieszczęście, jakie wydarzyło się na kolei Paryzko-Wersalskiéj w miesiącu maju 1842 r., w skutek złamania się osi przy maszynie 4-ro kołowéj, zdaje się, że skłoniło głównie konstruktorów maszyn do budowy parowozów 6-cio kołowych.
↑ W roku 1851 dyrektor maszyn Kirchweger w Hanowerze, parę zużytą przez parowóz tym sposobem spożytkował, iż tylko tyle jéj dmuchawką (Blasrohr, Exhaustor) do komina wpuszczał, ile było trzeba do ożywienia ciągu w kominie lokomotywy, resztę zaś pary użyto do ogrzewania wody w tendrze zawartéj. Sposób w jaki tę kondensacyę Kirchweger urządził, opisuje szczegółowo: Organ Heusingera-Waldegg, T. 7, str. 1 (1852).
↑ Lechatelier, Etudes sur la stabilité des machines locomotives en mouvement, Paris 1849. Couche, Des contrepoids appliquées aux roues motrices des machines locomotives, Annales des mines, Tom III, 1853. Couche najpiérwéj wykazał jak ważnemi są szkodliwe ruchy nie tylko w kierunku poziomym, ale i pionowym, przy obliczaniu przeciwciężarów dla kół pociągowych, i znalazł, że te ostatnie ruchy, są najzgubniejsze w czasie ruchu parowozu. Ivon Villarceau, Théorie de la stabilité des machines locomotives en mouvement. Résal, Note sur la stabilité des machines locomotives, Annales des Mines, Tom III, 1853. Oprócz tych, pisali w tym samym przedmiocie: Redtenbacher: die Gesetze des Locomotivbaues, Mannheim 1855. Scheffler: Bestimmung der Gegengewichte in den Triebrädern der Locomotiven. Zeuner: über das Wanken der Locomotiven. Programm des Züricher Polytechnicums na rok 18⁶¹⁄₆₂, Emil With (z francuzkiego), Handbuch des gesammten Eisenbahnwesens; Mannheim, 1861, str. 231.
↑ Śladomiar zwykły, czyli odległość pomiędzy szynami = 4 stopy 8½ cali m. ang. = bardzo blizko 4 stopy 6½ cali wiedeńskich = 1,435 metrów francuzkich.
↑ Maszyny nie mające do poziomu więcéj nachylenia jak 1:5, liczą się do kategoryi maszyn poziomych.
↑ Koléj południowa austryacka z Wiednia do Tryestu, przechodząc przez Alpy noryckie, napotyka w pobliżu granicy węgierskiéj górę Semmering. Szczyt jej leży 1000 metrów nad poziomem morza, a 500 metrów po nad doliną. Długość drogi Semeryngskiéj od Glognicy do Mürzuschlag, wynosi 45 kilometrów. Spadki wynoszą 25 millim. na jeden metr bieżący, czyli jedną stopę na 39 stóp. Najmniejsze krzywizny nakreślone są promieniem 180 metrów. Znajduje się tu 22 wiaduktów a długość wszystkich tunelów 7 kilometrów wynosi. Piérwsze parowozy konkursowe, na téj drodze użyte, nazywały się: Bavaria, Neustadt, Seraing i Vindobona, opisane w dziele Emila With: Handbuch des gesammten Eisenbahnwesens, Mannheim, 1861, str. 309. Drogę tę, ze wszech miar podziwienia godną, pod glówym kierunkiem inżyniera Ghega, budowali między innymi inżynierowie: Pilarski, Szynglarski i A. Lewicki; ten ostatni obecnie inżynier drogi źelaznéj Warszawsko-Bydgoskiéj. Obacz Księgę świata, wydawaną przez Merzbacha z r. 1857, Tom IIgi, str. 35, w któréj opisaną jest szczegółowo koléj Semmeringska.
↑ Sposób ogrzewania wody w tendrze za pomocą pary zużytéj, wychodzącéj z cylindrów, jest w użyciu na kolejach austryackich.
↑ W roku 1845 W. C. Fuller i Karol Bergue, otrzymali przywiléj w Anglii, a w r. 1847 we Fraucyi, na wyrabianie buforów kauczukowych.
Ulepszone bufory gummowe Spencera ukazały się dopiéro w użyciu w r. 1853, a Werthera głównego inżyniera w Norymberdze, w końcu 1866 r.
Przyrządzanie kauczuku przedstawiało z początku bardzo wielkie trudności; podług dawnéj metody, zanurzano gummę w roztopionéj siarce, lub téż mieszano ją z siarką i poddawano temperaturze 70° R.; lub rozpuszczano kauczuk w oleju terpentynowym, nasyconym wprzódy siarką. W nowszych czasach udało się lepiéj spreparować kauczuk, tak, że temperatura powietrza, żadnego wpływu na jego sprężystość nie wywiera. Głównym warunkiem przy fabrykacyi, jest zachowanie właściwego stopnia temperatury, a mianowicie temperatury pary 2½ do 3-ch atmosfer ciśnienia; jeżeli się bowiem użyje wyższego ciśnienia pary, w takim razie massa będzie się kurczyć i pękać. Ważnem jest również, aby dobrze wymieszaną została cala massa, pomiędzy walcami ogrzanymi parą.
↑ Podług ostatnich doświadczeń w roku 1871 przez Fizyka Dra Joule w Manchester dokonanych, żelazo lane, kute i stal, w skutek zimna, nic na swéj wytrzymałości nie tracą. (Gazeta Przem. Rzemieśln., r. 1872, str. 344).
↑ Fabryka machin Hr. A. Zamojskiego i Sp., łączniki śrubowe dostarczała drogom żel. W. W. i W. B. po rubli sr. 8 za sztukę.

Tekst jest własnością publiczną (public domain). Szczegóły licencji na stronie autora: Jan Pietraszek.

[1str134-1] Obacz Zasady Fizyki przez Dra Wojciecha Urbańskiego. Warszawa 1868 r. str. 120. Tudzież: Injecteur Giffard, Paris chez Dunod, 1863 (extrait des Annales des mines); jak również: Vademecum des Mechanikers von Bernoulli, Stuttgart 1869, str. 354.

[1str136-2] Règlement de Police et Instructions, Bruxelles, 1864.

[1str141-3] 

8 części bizmutu ${\textstyle {\Biggl \}}{\Biggr .}}$ topi się przy 145,5° C.

16 „ ołowiu

12 „ cyny

[1str145-4] Szerokość obrączki, czyli powierzchni zetknięcia się klapy ze swojém łożyskiem, powinna być równą ⅟₂₀ średnicy klapy, więcéj 4 millimetry.

[1str178-5] W tym czasie kiedy to piszemy, Dyrekcya dróg żelaznych Warszawsko-Wiedeńskiéj i Warszawsko-Bydgoskiéj, zamówiła dwie lokomotywy z kotłami stalowymi u Kraussa w München, mające pracować pod ciśnieniem 10-ciu atmosfer.

[1str185-6] Trzon tłokowy z żelaza kutego ma zwykle średnicę: 60 do 80 millim., a ze stali lanéj: ⅔ owéj grubości.

[1str193-7] Dla rozpoznania stali, żelaza kutego i lanego, p. Zenon Hałatkiewicz zaleca użycie kwasu saletrowego, rozcieńczonego wodą. Puszcza się tego kwasu kropelkę na materyał doświadczany i po chwili opłukuje się wodą. Na stali powstaje plama czarna, w skutek wydzielonego proszku węgla; na żelazie kutém, biaława, w skutek utraty połysku i wystąpienia utkania krystalicznego; na żelazie laném, popielata, w skutek wydzielonego węgla w postaci blaszek grafitowych.

[1str201-8] Taka bormaszyna opisana jest w „Organie kolei żelaznych” (Organ des Eisenbahnwesens) z r. 1869 na str. 15, z rysunkami na tablicy III.

[1str209-9] Obręcze winny być szerokie najmniéj 127, a najwyżéj 152 millimetrów.

[1str213-10] Bormaszyna ta produkowaną była na ostatniéj wystawie paryzkiéj 1867 r. — opisaną zaś jest: w „Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, 1868, p. 127.“

[1str221-11] Inne gatunki maźnic na str. 215 pod literami a, b, c . . . . g wyszczególnione, a dla szczupłości miejsca tutaj pominięte, znajdują się opisane w dziele: „Handbuch für spezielle Eisenbahn-Technik“ von Edmund Heusinger-Waldegg, w tomie II. r. 1869.

[1str224-12] Obacz: Bulletin de la Soc. d’encouragement, 1867, str. 240.

[1str225-13] O praktycznéj wadze (mechanika Ehrharda z Drezna) służącéj do bezpośredniego obciążenia kół, traktuje rozprawa inżyniera Webera, zamieszczona w Organie Heusingera, rok 1866, str. 14.

[1str229-14] Wielkie nieszczęście, jakie wydarzyło się na kolei Paryzko-Wersalskiéj w miesiącu maju 1842 r., w skutek złamania się osi przy maszynie 4-ro kołowéj, zdaje się, że skłoniło głównie konstruktorów maszyn do budowy parowozów 6-cio kołowych.

[1str236-15] W roku 1851 dyrektor maszyn Kirchweger w Hanowerze, parę zużytą przez parowóz tym sposobem spożytkował, iż tylko tyle jéj dmuchawką (Blasrohr, Exhaustor) do komina wpuszczał, ile było trzeba do ożywienia ciągu w kominie lokomotywy, resztę zaś pary użyto do ogrzewania wody w tendrze zawartéj. Sposób w jaki tę kondensacyę Kirchweger urządził, opisuje szczegółowo: Organ Heusingera-Waldegg, T. 7, str. 1 (1852).

[1str239-16] Lechatelier, Etudes sur la stabilité des machines locomotives en mouvement, Paris 1849. Couche, Des contrepoids appliquées aux roues motrices des machines locomotives, Annales des mines, Tom III, 1853. Couche najpiérwéj wykazał jak ważnemi są szkodliwe ruchy nie tylko w kierunku poziomym, ale i pionowym, przy obliczaniu przeciwciężarów dla kół pociągowych, i znalazł, że te ostatnie ruchy, są najzgubniejsze w czasie ruchu parowozu. Ivon Villarceau, Théorie de la stabilité des machines locomotives en mouvement. Résal, Note sur la stabilité des machines locomotives, Annales des Mines, Tom III, 1853. Oprócz tych, pisali w tym samym przedmiocie: Redtenbacher: die Gesetze des Locomotivbaues, Mannheim 1855. Scheffler: Bestimmung der Gegengewichte in den Triebrädern der Locomotiven. Zeuner: über das Wanken der Locomotiven. Programm des Züricher Polytechnicums na rok 18⁶¹⁄₆₂, Emil With (z francuzkiego), Handbuch des gesammten Eisenbahnwesens; Mannheim, 1861, str. 231.

[1str242-17] Śladomiar zwykły, czyli odległość pomiędzy szynami = 4 stopy 8½ cali m. ang. = bardzo blizko 4 stopy 6½ cali wiedeńskich = 1,435 metrów francuzkich.

[1str245-18] Maszyny nie mające do poziomu więcéj nachylenia jak 1:5, liczą się do kategoryi maszyn poziomych.

[1str250-19] Koléj południowa austryacka z Wiednia do Tryestu, przechodząc przez Alpy noryckie, napotyka w pobliżu granicy węgierskiéj górę Semmering. Szczyt jej leży 1000 metrów nad poziomem morza, a 500 metrów po nad doliną. Długość drogi Semeryngskiéj od Glognicy do Mürzuschlag, wynosi 45 kilometrów. Spadki wynoszą 25 millim. na jeden metr bieżący, czyli jedną stopę na 39 stóp. Najmniejsze krzywizny nakreślone są promieniem 180 metrów. Znajduje się tu 22 wiaduktów a długość wszystkich tunelów 7 kilometrów wynosi. Piérwsze parowozy konkursowe, na téj drodze użyte, nazywały się: Bavaria, Neustadt, Seraing i Vindobona, opisane w dziele Emila With: Handbuch des gesammten Eisenbahnwesens, Mannheim, 1861, str. 309. Drogę tę, ze wszech miar podziwienia godną, pod glówym kierunkiem inżyniera Ghega, budowali między innymi inżynierowie: Pilarski, Szynglarski i A. Lewicki; ten ostatni obecnie inżynier drogi źelaznéj Warszawsko-Bydgoskiéj. Obacz Księgę świata, wydawaną przez Merzbacha z r. 1857, Tom IIgi, str. 35, w któréj opisaną jest szczegółowo koléj Semmeringska.

[1str253-20] Sposób ogrzewania wody w tendrze za pomocą pary zużytéj, wychodzącéj z cylindrów, jest w użyciu na kolejach austryackich.

[1str269-21] W roku 1845 W. C. Fuller i Karol Bergue, otrzymali przywiléj w Anglii, a w r. 1847 we Fraucyi, na wyrabianie buforów kauczukowych.
Ulepszone bufory gummowe Spencera ukazały się dopiéro w użyciu w r. 1853, a Werthera głównego inżyniera w Norymberdze, w końcu 1866 r.
Przyrządzanie kauczuku przedstawiało z początku bardzo wielkie trudności; podług dawnéj metody, zanurzano gummę w roztopionéj siarce, lub téż mieszano ją z siarką i poddawano temperaturze 70° R.; lub rozpuszczano kauczuk w oleju terpentynowym, nasyconym wprzódy siarką. W nowszych czasach udało się lepiéj spreparować kauczuk, tak, że temperatura powietrza, żadnego wpływu na jego sprężystość nie wywiera. Głównym warunkiem przy fabrykacyi, jest zachowanie właściwego stopnia temperatury, a mianowicie temperatury pary 2½ do 3-ch atmosfer ciśnienia; jeżeli się bowiem użyje wyższego ciśnienia pary, w takim razie massa będzie się kurczyć i pękać. Ważnem jest również, aby dobrze wymieszaną została cala massa, pomiędzy walcami ogrzanymi parą.

[1str272-22] Podług ostatnich doświadczeń w roku 1871 przez Fizyka Dra Joule w Manchester dokonanych, żelazo lane, kute i stal, w skutek zimna, nic na swéj wytrzymałości nie tracą. (Gazeta Przem. Rzemieśln., r. 1872, str. 344).

[1str275-23] Fabryka machin Hr. A. Zamojskiego i Sp., łączniki śrubowe dostarczała drogom żel. W. W. i W. B. po rubli sr. 8 za sztukę.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]