Гигант паровозостроения

А. ОГАНЕСОВ

Огромная территория, изрезанная сетью железнодорожных путей, мощные каменные корпуса с десятками гигантских труб, множество паровозов и подъемных кранов-вертушек, движущихся по рельсам, сотни и тысячи тонн металла всех сортов и конфигураций — таков общий вид Ворошиловградского паровозостроительного завода имени Октябрьской революции.

На территории завода расположена высокомощная Ворошиловградская тепло-электроцентраль (ТЭЦ), откуда по трубам и проводам текут пар и электрическая энергия в заводские цехи, в конторы, на квартиры рабочих и специалистов.

Ворошиловградский паровозостроительный завод — один из передовых заводов нашего Союза. Он оборудован новейшими машинами, станками и приспособлениями. Его двадцатипятитысячный коллектив вполне освоил эти механизмы и весь сложный технологический процесс производства.

Отсюда ежедневно поступают на различные дороги Советского союза все новые и новые паровозы. Их число растет и множится, качество улучшается.

Завод выпускает паровозы двух типов: «ФД» (Феликс Дзержинский) и «ИС» (Иосиф Сталин). Паровозы эти отличаются гигантскими размерами, прекрасной отделкой и великолепными производственными показателями.

Паровоз «ФД» является лучшим товарным паровозом СССР и не уступает первоклассным заграничным машинам. Колесная формула паровоза «ФД» — 1-5-1. Это значит, что у него семь пар колес, на каждую из которых приходится 20 т нагрузки. Вес паровоза в целом свыше 135 т.

«ФД» может развивать скорость до 80 км в час. Это доказали лучшие машинисты-стахановцы вопреки «предельщикам» транспорта, утверждавшим, что максимальная скорость «ФД» 40—45 км в час. Завод выпускает в среднем по два «ФД» в день.

В июне 1936 г. завод выпустил тысячный паровоз «ФД», который был вручен одному из лучших машинистов — стахановцу-орденоносцу т. Огневу.

Производство паровозов «ИС» заводом в настоящее время только осваивается. «ИС» — лучший тип пассажирского паровоза. Он может развивать скорость в 120 км в час. Сейчас ведутся работы по приданию ему обтекаемой формы; тогда его максимальная скорость увеличится до 140 км в час.

ЦЕХ СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ

Когда видишь готовый паровоз, то сразу трудно себе представить, что большинство деталей, имеющих самые разнообразные формы, получены из жидкой стали и чугуна.

Самые ответственные части паровоза, в том числе и «сердце» его — цилиндр для паровой машины, создаются в сталелитейном цехе. В этом цехе, имеющем в длину около 300 м, расположены мартеновские печи, дающие сотни тонн стали в сутки. От монотонного гудения печей в цехе стоит постоянный гул, заглушенный и ровный, словно доносится он из-под земли. Узкие металлические лестницы ведут вверх, на площадку мартеновских печей.

Рядом работают краны, подающие металлический лом. Посреди площадки передвигается загрузочная машина, весьма подвижная и быстроходная, напоминающая большую пушку. Она имеет длинный хобот, которым и загружает печи скрапом и рудой. Работает машина с помощью нескольких электромоторов, позволяющих ей совершать различные операции. Управляет ею один человек, манипулируя рычагами и маховиками. Закончив загрузку одной печи, машина передвигается по площадке к другой. Механизированная завалка производится быстро.

Это важнейшее условие протекании процесса в печи. Если бы завалка происходила медленно, то холодный воздух, попадая через дверцу в печь, охлаждал бы ее. В результате этого имело бы место выгорание необходимых примесей кремня и марганца.

У мартеновской печи работает бригада из четырех человек: сталевара, двух подручных и одного подсобного рабочего. Сталевар руководит процессом плавки. Он часто подвергает испытанию огненную массу, извлекаемую его помощниками из печи.

На противоположной стороне площадки расположены ковши, куда поступает жидкая сталь, готовая для литья.

Тонкая струя жидкого металла течет из отверстия печи в ковш, откуда разносятся во все стороны миллионы мельчайших искр. Температура расплавленной стали — 1500°, температура печи доходит до 1700—1800°.

Когда ковш наполнен сталью, к нему подходит мощный мостовой кран. Рабочие подводят массивные крюки крана к специальным выступам ковша, и кран постепенно начинает его поднимать.

Ровный ряд литейных форм в опоках расположен по другую сторону пролета. К ним подходит ковш, и струя стали заполняет их по порядку. Опоки представляют собой чугунные ящики, в которые набивается формовочная земля.

После охлаждения металла отливки освобождаются от опок, очищаются от формовочной земли и поступают для обработки в другие цехи. Там сначала производится механическим способом грубая очистка их поверхности, a затем уже каждая деталь подвергается точной обработке на специальных станках.

ПРОКАТНЫЙ ЦЕХ

В этом цехе — ряд нагревательных печей, выдающих заготовки.

Первоначально заготовка вытаскивается из печи с помощью длинных стержней. Затем она скатывается двумя рабочими с помощью клещей и передается следующим двум рабочим, стоящим в некотором отдалении. Все четверо поворачивают стальную полосу и ставят ее на валки. Все это проделывается очень быстро, для того чтобы заготовка не успела остыть до поступления на валки. Полоса раскаленного металла пропускается несколько раз между валками и постепенно становится все тоньше и тоньше. Уже через несколько секунд из узкой полосы получается длинный лист темного цвета. Толщина его не более 25 мм.

После прокатки листы поступают на гидравлические «ножницы».

Ножницы эти представляют большую машину, которая наподобие обыкновенных ножниц развивает срезывающие усилия, направленные перпендикулярно к поверхности листа.

В ножницах имеются два ножа. Нижний неподвижен, верхний опускается силой воды, давящей на поршень. Ножницы быстро разрезают листы на отдельные части, придавая им такие размеры, которые требуются для изготовления паровозных котлов.

Из другого ряда печей поступают раскаленные болванки, имеющие коническую форму. Их температура достигает 1200°. Болванки эти передаются на паровой молот мощностью в 12 т.

В паровом молоте имеется наковальня, на которую ставится заготовка. Двигая рычажок, рабочий меняет величину давления на соответствующую поверхность, благодаря чему молот получает вертикальные перемещения в одну и другую сторону. (Раскаленная заготовка, находящаяся между наковальней и молотом, постепенно деформируется и принимает необходимые размеры.

Этот же двенадцатитонный молот может придать заготовке цилиндрическую форму и вырезать из середины полученного цилиндра другой цилиндр.

Таким образом заготовка принимает облик кольца. Дальнейшая обработка этого кольца на специальном бандажном стане и превращает его в бандаж.

Бандаж (или шина), изготовляемый из специальной бандажной стали, имеет кольцеобразную форму и надевается на обод паровозного колеса. Надевается бандаж после нагрева в горячем виде, когда диаметр значительно больше диаметра обода.

По охлаждении бандаж снова принимает свои первоначальные размеры и плотно прилегает к ободу колеса.

Назначение бандажей — предохранять колеса от износа.

Кроме того, бандаж придает движению паровоза во время хода по кривой правильное направление, так как имеет коническую обточку поверхности, катящейся по рельсам.

КУЗНИЦА

Этот цех оборудован множеством сложных ковочных и транспортирующих машин. Одна из них, словно гигантский танк, движется по цеху.

У одной из печей она останавливается, и ее длинный хобот направляется в огненную пасть печи.

Человек, сидящий на этой удивительной машине, является единственным живым существом на ней.

По сравнению с величиной агрегата он кажется очень маленьким.

Когда хобот машины доходит до раскаленной детали, которую нужно извлечь из печи, его клещи движением руки машиниста мгновенно раскрываются, и огромный раскаленный стальной брус захватывается и вытаскивается из печи.

Машинист вращением маховика дает движение хоботу, который подносит свою «добычу» к одному из молотов.

Здесь нагретая заготовка ставится одним концом на наковальню. При этом машинист следит за движениями бригадира. По его знаку машинист нажимает на рычаг, и молот начинает действовать.

В другом конце кузнечного цеха стоит огромный парогидравлический пресс, способный развить усилия до 1500 т. На нем изготовляются главным образам паровозные оси, являющиеся очень ответственными деталями. При дальнейшей обработке осей на них не допускаются даже самые ничтожные царапины, которые легко могут перейти в трещины.

Огромная деталь передвигается во время своей обработки особой машиной — манипулятором. Весь агрегат обслуживается бригадой из шести человек: бригадир, два машиниста, два подручных, один нагревальщик.

Бригадир сидит в кресле, наблюдает за ходом обработки и руководит работой всех пяти членов бригады. Он знает до подробностей работу каждого из рабочих и уверенными движениями рук приказывает сделать необходимую операцию. Движения здесь молниеносны: раскаленный металл требует быстроты.

Один из машинистов управляет манипулятором.

Это самая «умная» машина в цехе. Она действует с помощью семи моторов, каждый из которых дает хоботу и всей системе определенное движение: вращательное, вертикальное, горизонтальное, продольно-поступательное. Комбинацией этих движений заготовка подносится к полуторатысячному прессу, и начинается ее обработка. Все управление движением манипулятора сосредоточено перед машинистом, который внимательно следит за движениями рук бригадира. Если нужно повернуть заготовку влево, бригадир подает знак рукой, машинист вращает соответствующий маховичок, и обрабатываемая деталь получает необходимое перемещение.

С помощью хобота заготовка может получить длительное вращательное движение, для того чтобы удары приходились равномерно по всей ее поверхности. Обрабатываемый таким образом конец болванки становится все длиннее и меньше в диаметре. Когда достигнуты необходимые размеры заготовки, бригадир дает знак — топор.

Это инструмент, которым режется раскаленная сталь. Подручный ставит его на заготовку на определенном расстоянии от ее конца, и пресс отделяет обработанную часть от болванки.

Готовые детали переносятся хоботом в сторону.

КОТЛЫ «ФД» И «ИС»

В котельном цехе множество металлорежущих станков: сверлильные, строгальные, фрезерные. Удары молотов, дребезжание пневматических зубил и сверл, гудение печей — все сливается в мощный гул. Здесь разговаривать невозможно, приходится объясняться жестами и мимикой. Сложнейшие операции по сборке котлов производятся, однако, вручную.

У входа в цех лежит большое количество листового железа. Это листы, поступившие сюда из прокатного цеха. Магнитный кран сортирует их, перенося пачки листов с одного места на другое.

Электромагнитный кран поднимает листы железа.

Магнитный кран представляет собой мост, движущийся на рельсах, скрепленных в верхней части эстакады. Посредине моста расположена будка, где сконцентрировано все управление краном. Здесь же помещается и крановщик. У концов моста на специальном держателе висят электромагниты, имеющие дискообразную форму. Они снабжены обмоткой, по которой проходит электрический ток.

Электромагниты, приближаясь к листам, притягивают их и крепко держат, пока в обмотке имеется ток. С выключением тока листы отделяются от магнитной подушки крана уже на земле. Грузоподъемность этого крана — 10 т.

Для сверления листов одинаковых размеров они пакетируются по 4-5 штук. На пачку листов накладывается кондуктор, т. е. лист, заранее точно рассверленный, — служащий шаблоном. Затем вся пачка скрепляется на плите сверлильного станка. Сверло подводится к каждому отверстию кондуктора и, получая вращательное и вертикально, поступательное движения от мотора, начинает сверлить находящиеся под кондуктором листы.

Сверление отверстий на кожухе топки.

После сверловки листы разбираются и поступают на разметку. Здесь при помощи ряда измерительных инструментов на листах делаются отметки в виде прямых линий, окружностей и точек. Все они показывают, какие формы и размеры в дальнейшем должны принять листы.

Для того, чтобы придать листам цилиндрическую форму, их пропускают через вальцы. Вальцы представляют собой три параллельно расположенных барабана длиной около 5 м. Оси двух барабанов находятся на одном уровне, третий барабан расположен несколько выше и может перемещаться по вертикали. Проходя несколько раз через вальцы, лист принимает нужную цилиндрическую форму.

В конце пролета установлены гидравлические клепальные машины, которые могут развивать давление до 120 атмосфер. К ним мостовые краны подносят собранные цилиндры для клепки.

У каждой машины работает бригада из трех человек; один из них нагревает в маленькой печи заклепки и подносит их по одной в раскаленном виде к машине.

Цилиндрическая часть котла, имеющая вес в несколько тысяч килограммов, висит во время клепки на крюках мостового крана в вертикальном положении. Заклепки вставляются в ранее просверленные отверстия, и машина, зажав их с обоих концов, придает им форму усеченных шаровых сегментов.

Мостовой кран играет в этом цехе важную роль, так как здесь приходится перемещать от одного станка к другому очень тяжелые детали. Достаточно указать, что барабаны паровозных котлов весят свыше 200 кг каждый, потолок топки весит около 700 кг, а весь котел в собранном виде — около 30 тысяч кг. Вдоль всего пролета по рельсам, на высоте 12—15 м, движется мост. На мосту вместе с тележкой перемещается крюк в поперечном направлении. Под мостом устроена кабина управления, в которой сидит крановщик.

Установка паровозного котла на колеса.

В котельном цехе производится также сборка топки. Сборка кожуха производится двумя рабочими. Один из них находится внутри котла, другой снаружи. Разговаривают они между собой ударами ключа о боковой лист. Один удар означает «следующий болт», два-три удара — «кончай». Так вырабатывают люди в условиях шума и ограниченной видимости новый язык.

В другом конце пролета особенно интересен гидравлический пресс на 1000 т. Здесь штампуются: третий барабан цилиндрической части котла, сухопарник, лобовой и другие фигурные листы.

У пресса всегда гудит газовая печь, где накаляется докрасна штампующаяся деталь. Когда она достаточно накалена, дверца печи открывается при помощи рычажного устройства, и лист поступает на пресс.

По команде бригадира машинист постепенно увеличивает давление, и через несколько минут отштампованная деталь извлекается из машины.

В другом пролете котельного цеха производится тщательное скрепление огневой коробки и кожуха топки парового котла. Здесь же производится ручная клепка наиболее ответственных и недоступных для машины мест.

Огневая коробка и кожух являются двумя основными частями топки котла. В первой из них происходит процесс сгорания горючих веществ. Между кожухом и огневой коробкой находится вода, из которой образуется пар, поступающий в паровые цилиндры.

Готовые котлы доставляются в самый конец пролета, в так называемую «канаву». Здесь они подвергаются длительному испытанию.

Испытание котла имеет целью выяснить точность заклепочных соединений, сварных швов и отсутствие течи в местах, где поставлены связи.

Для испытания в котел наливается вода и создается такое давление, которое превышает давление при нормальных условиях работы паровоза (20 атмосфер). Если котел выдерживает такое давление, то он готов и поступает в сборочный цех. Если связи дают течь, то они заменяются другими. При наличии недостатков в сварочных швах или заклепочных соединениях производится замена заклепок или вновь сваривается шов.

СБОРКА ПАРОВОЗА

Восемнадцать пролетов, больше 6 тысяч рабочих, десятки мощных кранов, множество металлообрабатывающих станков — таков паровозный цех. Техника здесь новейшая, методы работы могут быть образцами для многих цехов. Все станки отличаются компактностью. Они приводятся в движение индивидуальными электромоторами. Здесь производится окончательная и точная обработка большинства деталей паровоза.

В первом пролете изготовляются пароперегреватели системы Элеско. Пароперегреватель является одной из ответственных частей котла и состоит из отдельных труб диаметром в 30 мм. Концы труб свариваются между собою путем горновой сварки. Для этого концы труб накаляются докрасна в печи, затем они быстро переносятся на станок, где оба раскаленных конца зажимаются в специальном шаблоне. После этого они охлаждаются и вместо двух самостоятельных труб получается одна труба, как бы согнутая посредине вдвое.

Во втором пролете обрабатываются паровозные рамы, отлитые в сталелитейном цехе. На такой раме, имеющей длину около 10 м и толщину 100 мм, должно быть посажено и укреплено все тело паровоза.

При помощи газового резака в раме производятся выемки (окна). Резак имеет форму изогнутой трубки с коническим концом, откуда поступает кислород и ацетилен под определенным давлением.

Несмотря на большую толщину рамы, резак острым пламенем, направленным на линию резания, свободно и быстро режет раму.

В следующем пролете производится механическая обработка паровых цилиндров, заключающаяся в очистке поверхностей от всевозможных неровностей. Особое внимание обращается на внутреннюю поверхность цилиндра, которая после ряда операций получается геометрически точной и зеркально гладкой.

После обработки цилиндры подвергаются гидравлическому испытанию.

Сборочный цех Луганского паровозостроительного завода. Сборка паровоза серии «ФД».

В южной части цеха находится сборочный пролет, в который упираются все остальные пролеты. Здесь готовая паровозная рама устанавливается на скаты и уже может передвигаться по рельсам. Будущий паровоз движется от пролета к пролету и собирает большие и малые детали, которые занимают свои строго определенные места. У последнего пролета стоит уже готовый паровоз.