Przedruk wzbroniony Warszawa, dni 1a4 styczni 193a 1 r. Tom...

Nr, 2.Przedruk

Warszawa, dnia 14 stycznia 1931 r.wzbroniony

Tom LXX.

PRZEGLĄD TECHNICZNYTYGODNIK POŚWIĘCONY SPRAWOM TECHNIKI I PRZEMYSŁU.

T R E Ś Ć :

T o l e r a n c j e , , g w i n t ó w , nap. Prof. N. N. Sawin, Pilzno,Zakłady Skody.

C z y n n i k i h a m u j ą c e r o z p o w s z e c h n i a n i e s ię że-l a z n y c h k o n s t r u k c y j s p a w a n y c h , nap. H. Ja-siński, Inż.-technolog.

N o w y p o g l ą d na r a c j o n a l n ą b u d o w ę i o b s ł u g ęp a r o w o z ó w z p a r ą p r z e g r z a n ą , nap. Inż. JuljanMadeyski,

P r z e g l ą d p i s m t e c h n i c z n y c h .S p r a w o z d a n i a i P r a c e P o l s k i e g o K o m i t e t u

E n e r g e t y c z n e g o .

SOMMAIRE:S u r l e s t o l e r a n c e s d e s f i l e t s . d e v i s , par M. N.

Sawine, Professeur, Etablissements Skodovy Zavody.L e s f a c t e u r s e m p e c h a n t l e d e v e l o p p e m e n t

p l u s r a p i d e d e s c o n s t r u c t i o n s s o u d e e s ,par M. H. Jasiński, Ingćnieur.

N o u v e l l e s i d e e s d a n s l a c o n s t r u c t i o n e t l em a i n t i e n d e s l o c o m o t i v e s a v a p e u r (a sui-

\ vre), par. M. J . Madeyski,R e v u e d o c u m e n t a i r e .B u l l e t i n d u C o m i l e P o l o n a i s d e 1 ' E n e r g i e .

Tolerancje gwintów.Napisał Prof. N. N, Sawin, Pilzno, Zakłady Śkody.

ARTYKUŁ TRZECI").

N a Konferencji Międzynarodowej ISA2 w Ber-linie, w październiku 1927 r., zalecano normyDIN tolerancyj gwintów, jako podstawę przy-

szłego układu międzynarodowego. Od tego czasunormy te uległy częściowym zmianom w samychNiemczech, jak to wynika z uchwał niemieckiejKomisji Gwintów z dn. 30.IX.1928 i 9,IV.1929, anadto w sierpniu—wrześniu 1929 r. wyszła nowaksiążka prof. G. Berndfa p. t, „Die deutschen Ge-windetoleranzen", która została rozesłana, wcharakterze oficjalnego dokumentu NDI, dowszystkich zagranicznych organizacyj normaliza-cyjnych. Na Konferencji Międzynarodowej ISA2dn. 3O.IX i 1X1929 w Zurichu, gdzie debatowanonad głównemi podstawami tej książki, wybranopodkomisję z 3-ch osób '), celem usunięcia rozbież-ności zdań pomiędzy delegacjami różnych krajówi opracowania, w porozumieniu z sekretarjatemISA2, projektu międzynarodowych norm toleran-cyj gwintów.

Artykuł niniejszy zawiera pewne uwagi co doprojektu norm niemieckich, omówionych we wspom-nianej wyżej książce prof. G. Berndfa, — uwagi,oparte na badaniach doświadczalnych nad złącza-mi gwintowemi i na licznych próbach norm DIN,dokonanych- w zakładach Śkody w Pilznie.

A. Luz wierzchołkowy.Główne osobliwości niemieckich norm gwin-

tów stanowią: 1) zmiana teoretycznego porfilu mię-dzynarodowego SI z 1898 roku, o minimalnym lu-

*) Patrz „ P r z e g l . T e c h n . " , t. 68 [1929), str. 1079;t. 69 (1930), str. 541.

J) Berndt, Pernollet i Sawin,

zie wierzchołkowym profilu równym 1/]|i wyso-kości trójkąta gwintu, na nowy profil teoretyczny,wspólny dla śruby i nakrętki, o płasko ściętychkońcach na wysokości Vś teoretycznego trójkątagwintu, i 2) zapewnienie niezbędnego luzu w wierz-chołkach gwintu zapomocą tolerancyj większej imniejszej średnicy śruby i nakrętki,

Wspólny profil teoretyczny caa1bb1e1 (rys. 30)jest granicą, rozdzielającą pola tolerancyjne śrubyi nakrętki; profil ten określa wymiary teoretycz-ne (Sollmass) sprawdzianów. Gwintownik powinienmieć takie wymiary, żeby profil wyciętego prze-zeń w nakrętce dna rowka gwintowego wypadł po-za granicą teoretyczną caa^^ warunek ten spraw-dza się drogą wkręcania do nakrętki gwintowegosprawdzianu trzpieniowego o gwincie całkowitym,którego wymiary są zgodne z profilem teoretycz-nym gwintu. Normy niemieckie ustalają jeno dol-ną granicę dla większej średnicy nakrętki D, mia-nowicie linję aa.; górny wymiar może dochodzić,bez ujmy dla wytrzymałości nakrętki, do samegowierzchołka trójkąta A; końce nowych gwintowni-ków bywają zwykle ścięte płasko; z chwilą przy-tępienia ich krawędzi, dno rowka w nakrętce^ wy-pada zaokrąglone. Tolerancja na zużycie najbar-dziej ścierającej się części gwintownika, mianowi-cie jego końców, może być w układzie niemieckimznacznie większa, niż w układzie międzynarodo-wym SI, gdzie profil teoretyczny przewiduje obo-wiązkowy luz minimalny.

Mniejsza średnica nakrętki D1 powinna mieć, ja-ko dolną granicę, linję bb^ profilu teoretycznego, cosprawdza się sprawdzianem trzpieniowym, zaś jakogórną granicę — linję eet. Licząc się z nieuniknio-nemi, dość znacznemi odchyleniami przewiercone-

26 PRZEGLĄD TECHNICZNY 1931

go do gwintowania otworu od wymiarów przewi-dzianego w tym celu wiertła2), wyznaczono umyśl-nie większą tolerancję mniejszej średnicy nakrętkiA , jak to przyjęto też w układzie amerykańskim.Znaczne oddalenie granicy 662 od wierzchołka trój-kąta B {Vs VA) i znaczna tolerancja mniejszejśrednicy nakrętki D, objaśniają się dążeniem doułatwienia pracy gwintownika- i do uchronieniago od złamania, mogącego łatwo powstać w ra-zie, gdy wskutek niedostatecznie wywierconegootworu musi gwintownik usuwać tworzywo rów-nież częścią sworzniową swego profilu tnącego.

W niemieckim układzie metrycznym, wewszystkich klasach dokładności gwintów, próczpasowania ciasnego (Festsitz), sworzeń śruby jestograniczony przez profil teoretyczny caa1661ei

•A

Tolerancjanakrętki

Tolerancja -gwintu śruby

S1" B

rplerancjanakrętki

Tolerancja7.&L ~nakręfkl

Rys. 30.

(rys, 30), wyznaczający jego wymiary maksymal-ne. Większa średnica śruby d ma pole tolerancyjneod aa^ do ccu ustalone w porozumieniu z niemiec-kiemi wytwórniami, wytwarzającemi wyroby wal-cowane"^ ciągnione, Zakłada się, że żelazo okrąg-łe na śruby pozostaje bez obróbki skrawaniem naczęści profilu gwintowego, odpowiadającej więk-szej średnicy d. Co się tyczy mniejszej średnicyśruby dlf to jej wymiar może się zmieniać wstosunkowo wąskich granicach; od linji bbl profiluteoretycznego do linji ff„ Dla zapewnienia luzu po-trzeba, ażeby rowek gwintu śruby nie przekroczyłgórnej granicy ebb±ex, a z drugiej strony — zewzględu na wytrzymałość śruby — należy trzy-mać się możliwie blisko tej granicy; dla zachowa-nia tych ważnych warunków, zaleca się wykony-wać kontrolę mniejszej średnicy śruby d1 zapomo-mocą sprawdzianów granicznych. W razie przy-tępienia końców tnących narzynek, otrzymuje siędno rowka gwintowego zaokrąglone.

W ten sposób, w układzie metrycznym DIN owspólnym teoretycznym profilu granicznym śrubyi nakrętki, uzyskuje się niezbędny luz wierzchołko-wy w połączeniu gwintowem za pośrednictwem to-lerancyj większej i mniejszej średnicy nakrętki iśruby (rys. 30). Ze względów gospodarczych mniej-szą średnicę nakrętki D1 i większą średnicę śruby (/wykonywa się w ustalonych, dość szerokich tole-rancjach nie przez pracę narzędzia tnącego (gwin-

2) Normy niemieckie przewidują też przebijanie otwo-rów do gwintowania.

tującego), lecz przez wywiercanie otworów o od-powiednich wymiarach w nakrętce i przez walco-wanie (przeciąganie) żelaza na śruby. Dokładnymnarzędziom tnącym (gwintownikowi, wycinające-mu dno rowka w nakrętce nad lin ją aait i narzyn-kom, wycinającym dno rowka w sworzniu śruby podlin ją 66,) przypada w udziale mniejsza część polatolerancyjnego luzu. Duże tolerancje dla Dxi d pro-wadzą do zmniejszenia powierzchni roboczej sty-ku śruby i nakrętki, albo t. zw. głębokości nośnej(Tragtiefe); ale — jak wskazują liczne doświad-czenia angielskie, amerykańskie i niemieckie —powierzchnia ta może być znacznie zmniejszona,bez ujmy dla wytrzymałości połączenia gwintowe-go, w porównaniu z wartościami przyjętemi dlaSL Normy DIN tym warunkom wytrzymałości od-powiadają.

Niezbędny luz stożkowy zapewniają przepisyDIN, dotyczące budowy sprawdzianów gwinto-wych. Nie należy jeno zapominać, że dla trzpienio-wego sprawdzianu gwintowego linja granicznacaa1c1 stanowi krańcowy kontur minimalny przycałkowitem zużyciu sprawdzianu; przytem samawielkość luzu w nakrętce nie jest kontrolowanasprawdzianem. Śruby i nakrętki systemu metrycz-nego DIN są zamienne, w ogólnym schemacie bu-dowy tolerancyj, ze śrubami i nakrętkami systemumiędzynarodowego SL

Z formalnego punktu widzenia, zamiana luzu wprofilu teoretycznym SI na przepisy DIN o tole-rowaniu większej i mniejszej średnicy, faktycznieluz ten zapewniaj ącemi, może być rozpatrywanenie jako pogwałcenie umowy konwencyjnej z roku1898, lecz jako uzupełnienie redakcyjne, wywoła-ne przez postępy techniki gwintowniczej. Istotnie,w końcu ubiegłego stulecia ani w literaturze, aniw praktyce nie było wiadomości o tolerancjachgwintów i wzajemnej zamienności elementów po-łączenia gwintowego. O wiele później narodowekomitety normalizacyjne znormalizowały rozmai-cie wielkość luzu w profilu teoretycznym SI, o-czywiście posługując się danemi swego doświad-czenia. Wkońcu przez wprowadzenie litery M za-miast SI jako oznaczenia gwintu metrycznego,oznaczenia przyjętego już w szeregu państw prze-mysłowych, usunięto" możność pomieszania stare-go profilu międzynarodowego z nowym.

Rozumie się, że dla realizacji korzyści prak-tycznych projektu niemieckiego przyjęcie normDIN gwintu metrycznego, jako norm międzyna-rodowych, powinno być poprzedzone porozumie-niem międzynarodowem co do tolerancyj prętówżelaznych walcowanych i ciągnionych, analogicz-nem do porozumienia z wytwórniami niemieckiemi.

Wywody powyższe, dotyczące gwintu metrycz-nego, dotyczą i systemu Whitwortha: i tu byłobywłaściwem zapewnienie luzu wierzchołkowego za-pomocą tolerancyj większej i mniejszej średnicyśruby i nakrętki według projektu DIN 3 ). Ponieważprofil gwintu Whitwortha jest zaokrąglony, tosprawdzian trzpieniowy powinien mieć także za-okrąglony kontur, równy najmniejszemu dopu-szczalnemu obrysowi nakrętki. Dla uzgodnienia no-

s) Patrz rys. 22,str, 544.

P r z e g l , Teohn, t, 69 (1930),

Nr. 2 PRZEGLĄD TECHNICZNY 27

wych norm ze staremi, przyjmuje norma DIN mi-nimalną największą średnicę nakrętki D jako rów-ną średnicy teoretycznej D. Aby uchronić narzynkiod złamania, powinna być średnica pręta walco-wanego (ciągnionego) mniejsza, niż większa śred-nica krawędzi tnących narzynek, a w każdym ra-zie mniejsza, niż średnica teoretyczna (nominalna)d dla średniej i zgrubnej klasy pasowań4). W no-wych normach DIN zachowano dla gwintu Whit-wortha starą zasadę minimalnego luzu wierzchoł-kowego w profilu teoretycznym, ale luz ten po-dzielony jest nie jednakowo na śrubę i nakrętkę,jak było przedtem, lecz na większą średnicę śru-by d i mniejszą średnicę nakrętki I),. Ta niewielkazmiana profilu teoretycznego gwintu Whitworthama na celu umożliwienie zamienności śrub i nakrę-tek dawnego i nowego wyrobu.

B. Klasy dokładności połączeń gwintowych.Obecnie znalazły w Niemczech szerokie zasto-

sowanie dwie klasy dokładności gwintów, uznaneza właściwe przez przemysł niemiecki i przyjęteprzez DIN: klasa średnia (Mittel) i zgrubna (Grób).Bardziej dokładna klasa (Fein) i odpowiadającejej pasowanie ciasne (Festsitz) istnieją dotąd ja-ko projekt, i są w stadjum badania.

Jak wiadomo, różnica pomiędzy temi 3-maklasami DIN dokładności gwintów sprowadza siędo następującego stosunku liczbowego tolerancyj:

Fein : Mittel : Grób = 1 :1,5 : 2,5,przytem zależność miedzy tolerancją a skokiemgwintu S wyraża się parabolą kwadratową, miano-wicie _jednostka dokładności gwintu = 1 GPE = 67 1 S.

Na podstawie długich obserwacyj i olbrzymiejilości skontrolowanych śrub i nakrętek, zarównowyrobu własnego, jak i obcego, wedł, norm DIN,twierdzimy, że wówczas gdy wykonanie śrub dro-gą skrawania na automatach i rewolwerówkachwedł. tolerancyj DIN-Mittel nie wywołuje żad-nych trudności fabrykacyjnych i ilość braków mo-że być doprowadzona do rozmiarów praktycznienieznacznych, to wyrób nakrętek napotyka po-ważne trudności.

Zarówno przy wyrobie indywidualnym nakrę-tek, jak i przy masowym, niemożliwe jest dotrzy-manie tolerancyj DIN-Mittel, nawet przy użyciupierwszorzędnych gwintowników szlifowanych. Napoczątku pracy świeżo wyostrzonym gwintow-nikiem występują niewielkie odchylenia odnorm ; przyczyną tego są igły — zadzioryna krawędziach tnących gwintownika, nie-jednakowe naostrzenie i niejednakowy po-dział pracy na poszczególne krawędzie tnące,zmienny wpływ obrabiarki i robotnika i t. p. Ba-danie nakrętek, wykonanych temi samemi nieszli-fowanemi gwintownikami i kontrolowanych nowe-mi sprawdzianami DIN, wykazuje, że z pośródpierwszych 50—100 nakrętek tylko 90% (nie wię-cej) jest poprawnych, a w innych strona brakowasprawdzianu o skróconym profilu według DINprzechodzi przez całą długość nakrętki. Tylko po

4) Patrz rys. 24, P r z e g 1. T e c h n. t. 69 (1930),str. 545.

wykonaniu ok. 50 szt. nakrętek praca gwintowni-ka stabilizuje się i odsetka nakrętek z odchyle-niami od tolerancyj DIN-Mittel nieco obniża się.

Staranne pomiary średniej średnicy nakrętek,zapomocą odbitki profilu roboczego lub za pośred-nictwem kulek, wykazały wogóle niemożliwośćutrzymania tolerancyj DIN-Mittel5) przy pracygwintownikami nieszlifowanemi; gwintowniki szli-fowane dają znacznie mniejsze odchylenia wymia-rów nakrętek w średniej średnicy niż przepisaneprzez DIN.

Ponieważ przy ocenie braków w nakrętkach,wykonanych najlepszemi gwintownikami, niezmier-nie ważną rolę odegrywa konstrukcja strony bra-kowej (przechodniej) sprawdzianu, o czem szcze-gółowo niżej, to nasz pogląd na tolerancje DIN-Mittel powinien być wyrażony w sposób następujący:

T o l e r a n c j e D I N - M i t t e l d l a ś r u bm o g ą b y ć p r z y j ę t e b e z ż a d n e g o n i e -b e z p i e c z e ń s t w a d l a w y t w ó r c ó w io d b i o r c ó w , j a k o n o r m a m i ę d z y n a -r o d o w a . C o s i ę t y c z y t o l e r a n c y jt e j k l a s y d l a n a k r ę t e k , t o i c h p r z y -j ę c i e m o ż l i w e j e s t t y l k o z w a r u n -k i e m d o k ł a d n e g o o k r e ś l e n i a k o n -s t r u k c j i s t r o n y p r z e c h o d n i e j s p r a w -d z i a n u d o n a k r ę t e k i s p o s o b u k o -r z y s t a n i a z e ń .

Wartości tolerancyj Fein i Grób różnią się ma-ło od Mittel. Wątpimy, czy proponowane w pro-jekcie DIN tolerancje dla k l a s y d o k ł a d n e j(Fein) wytrzymają próbę praktyki; do' użytku nor-malnego tolerancje te nie wykazują żadnego znacz-niejszego ulepszenia w porównaniu z klasą śred-nią, usprawiedliwiającego podrożenie produkcji wtej klasie; z drugiej strony, są one nie dość dokład-ne, by zapewnić potrzebną zamienność w wypad-kach ciasnych pasowań gwintów. Nasze badaniatych specjalnych połączeń wykazały koniecznośćzmniejszenia dla nich tołerancyj DIN-Mittel d l aś r u b przynajmniej d w u k r o t n i e .

Rozumie się, że takie zmniejszenie tolerancyjwymaga starannej obróbki śrub, t. zn. ich podro-żenia. Ale dokładne połączenia ciasne' są przecieżwypadkami szczęgólnemi, •— zaś dla olbrzymiejwiększości gwintów normalnych, spotykanychnaprz. w budowie samochodów i samolotów, tole-rancje średniej klasy (Mittel) są wystarczające,o czem świadczy zdanie miarodajnych kół prze-mysłu niemieckiego °).

Proponowane przez nas ustosunkowanie war-tości tolerancyj dla śrub klasy dokładnej, rów-ne i/o wartości tolerancyj DIN-Mittel, odpowiadadość blisko tolerancjom amerykańskim i prawiezupełnie się zgadza z tolerancjami angielskiemiclose fit.

Z g r u b n e t o l e r a n c j e D I N wymaga-ją także, naszem zdaniem, poprawek, mianowicie w

•"] Tem się tłomaczy zdanie prof. Berndta, źe nie po-trzeba tolerować wymiarów gwintownika. Patrz Gewindeto-leranzen, 1929, str. 76.

") Uchwały Komisji Faclmormenauschuss fur Luft-schiflahrt z dn. 31 stycznia 1929 r. i z dn. 19—20 marca1929 r. oraz Fachnormenauschuss fur Kraftfahr-Industriez dn. 12 czerwca 1929 r.

28 PRZEGLĄD TECHNICZNY 19.1

kierunku ich p o w i ę k s z e n i a . Jak wykazujądoświadczenia 7), ścisłym wymogom wytrzymało-ści złącza gwintowego tolerancje te czynią zadośćz nadmiarem. Co się zaś tyczy ważnej dla odbior-cy gwarancji tej granicy dokładności wykonaniaśrub i nakrętek zgrubnych, jaka jest potrzebna wbudowie maszyn, to nasze pomiary kontrolne i ba-dania wykazały, że spotykane zazwyczaj w śrubachzgrubnych przekroczenia tolerancyj DIN Grób nieprzeszkadzają im spełniać z pożytkiem swych za-dań tam, gdzie przyjęto stosować śruby zgrubne.Biorąc zaś pod uwagę, poza wszystkiem, co powie-dziano wyżej, brak jakiejkolwiek większej różnicyw kosztach wytwarzania przy wyrobie śrub klasyzgrubnej i średniej, staje się logicznie uzasadnio-nym wniosek o powiększenie tolerancyj klasyzgrubnej, naprz. do 2—2y2 wartości granicznychtolerancyj klasy średniej.

Tak więc, wniosek nasz sprowadza się do na-stępujących stopni dokładności gwintów:

I klasa — dokładna = % DIN-Fein,II „ — normalna = obecne DIN-Mittel,

III „ - z g r u b n a = (l'/5 — I1/*) DIN-Grob.Czy jest już teraz konieczność regulowania mię-

dzynarodowego wszystkich trzech klas dokładnościgwintów?

Zdaje się nam, że nie.Przez przyjęcie obowiązujących dziś w Niem-

czech tolerancyj DIN-Mittel za k l a s ę n o r m a l -n ą m i ę d z y n a r o d o w e j d o k ł a d n o ś c ig w i n t ó w uczyni się zadość najważniejszej po-trzebie współczesnej budowy maszyn — ujedno-stajnienia tolerancyj gwintów; klasy dokładna izgrubna mogą być ujęte w przepisy międzynarodo-we później.

/J.IPO1601501401301201101003080PO605040302010 _O

Gprnu wymiarśruby/sworznia/

•Górny wymiar nakrętki,sprawdzonej zappniocątrzpienia o skróconymprofilu gwintu

Dolny wymiarśruby/sworznia/

Borny wymiar nakrętki,sprawdzonej zapomocątrzpienia o całkowitymprofilu gwintu

Dolny wymiar

O 0/5 I 1,5 2 25 3 35 4 4,5 5 5,5

Rys. 31. Tolerancje gwintów w pasowaniu ciasnem ukł. Śkody.

ku wkręcania śrub-wkrętów do gwintu wewnętrz-nego w ciele części maszynowej. Ustalenie normmiędzynarodowych dla tej klasy pasowań wydajesię nam pożądanem już teraz.

Nasze badania tolerancyj DIN-Fein dla paso-wania ciasnego wykazały, że są one z a d u ż e d l aś r u b i że ich wzrost wraz ze skokiem jest zas z y b k i . Drogą doświadczeń ustalono, że przy po-prawnym profilu i skoku nakrętki i śruby tak nie-wielka różnica ich średnic (wartość wcisku), jak0,070—0,100 mm daje przy wkręcaniu śrub z ma-terjału C 60 momenty skręcające, znajdujące sięna granicy wytrzymałości tworzywa. W rzeczywi-stości nieprawidłowości w profilach śruby i na-krętki bywają tak znaczne, że faktyczny wcisk ifaktyczne naprężenie w tworzywie bywają znacz-nie mniejsze niż wypada z obliczeń, wobec czegomożliwe jest powiększenie tolerancyj. Okolicznośćta nasunęła nam konieczność korzystania dla śrub-wkrętów z żelaza i stali z wykresu tolerancyj wedł.rys, 31 8), gdzie wartość tolerancyj odpowiada w

przybliżeniu wzorowi 50 v~S, z wahaniami od 40 VS

do 90 h.Przy ustalaniu tolerancyj gwintów w n a k r ę t -

k a c h przy pasowaniu ciasnem (Festsitz) należynajpierw umówić się co do metody ich pomiarów,głównie co do konstrukcji strony przechodniejsprawdzianu (skrócony, czy całkowity profil spraw-dzianu?) i co do sposobu brakowania (czy nakrętkęuważa się za brak, jeżeli strona przechodnia spraw-dzianu wkręca się do niej tylko częściowo, lecz nieprzechodzi całą swą długością?).

Siła wcisku w śrubach-wkrętach zależy w więk-szości wypadków praktyki nie od różnicy średnich

średnic śruby i nakrętki, lecz od nie-prawidłowości ich profili, a głównie odbłędów w ich skoku. Bardzo często sięzdarza, że sprawdzian roboczy DIN-Feino skróconym boku profilu przechodziprzez całą dfugość nakrętki, a zarazemdo tej samej nakrętki nie można bezwysiłku wkręcić śruby, która ma śred-nią średnicę o parę dziesiątków \>< mn;ej-szą od średniej średnicy sprawdzia-nu.

Przy wykonywaniu gwintu wewnętrz-nego w ciele części maszynowej nawiertarce, trudno utrzymać małe tole-rancje DIN-Fein nawet przy pracygwintownikiem szlifowanym, jeżeli po-miary prowadzi się sprawdzianem ro-boczym o profilu skróconym. Jeśli za-mienimy profil skrócony na całkowi-ty, to zadanie znacznie się ułatwia; moż-na powiedzieć, że taka zmiana jest rów-noznaczna powiększeniu tolerancyj o 30—50 (i dla większości normalnych gwin-tów. W razie stosowania sprawdzianu oskróconym profilu, wypada umieszczać

Fozostaje jeszcze dotknąć pasowania ciasnego granicę C tolerancyj nakrętki nieco powyżej środka(Festsitz), czyli powszechnie spotykanego wypad- pola tolerancyjnego śruby-wkręta A—5 (p. rys. 31);

7) Dr, Ing. Kurt Miitze, Die Festigkelt der Schrauben-Yerbindung str, 68—73, wykresy 3—4,

8) Dana tego wykresu do skoku 2,5 mm sprawdzono nawielkiej liczbie złącz śrubowych; wyższe wymiary skokusprawdzone byty na przykładach pojedynczych,


zaś przy kontroli nakrętek sprawdzianem robo-czym o całkowitym profilu można górną granicętolerancyj nakrętki D umieszczać w pobliżu dolnejgranicy B pola tolerancyjnego śruby. Pierwszy typsprawdzianu jest teoretycznie pewniejszy w zna-czeniu gwarancji poprawności nakrętki i właściwe-go przylegania boków jej gwintu do boków wkrę-conej do niej śruby; ale przy użyciu go powstajedużo braków. Drugi typ sprawdzianu daje mniejbraków w nakrętkach, zaś przy wkręcaniu śrub doskontrolowanych przezeń nakrętek odczuwa sięprędzej i łatwiej poprawność pasowania ciasnego.

Proponowane tolerancje dla pasowania ciasne-go (Festsitz), według wykresu rys. 31, dały w prak-tyce koncernu Śkoda wyniki zupełnie zadawalają-ce w zastosowaniu do nast. tworzyw: stali, żeliwai aluminjum,

C. Sprawdziany gwintowe,a) P o m i a r ś r u b .Kontrolę gwintu na ś r u b a c h wykonywa się

zazwyczaj zapomocą pierścieni gwintowanych iszczęk gwintowanych. W praktyce uzyskują corazwiększe rozpowszechnienie sprawdziany szczęko-we, które pozwalają na kontrolę szybszą niż pier-ścienie, a których dokładność wykonania i zużyciedają się sprawdzić w sposób pewniejszy.

Przy ocenie sprawdzianów szczękowych róż-nych konstrukcyj, poza sprawą ich kosztu i stop-nia dogodności w użyciu, należy brać pod uwagętakże ich c z u ł o ś ć , t r w a ł o ś ć i z d o l n o ś ćp o m i a r u g w i n t u na c a ł y m j e g o p r o -f i l u .

Na c z u ł o ś ć szczęk gwintowych wywiera wpływrodzaj stykającej się z mierzoną śrubą powierzch-ni sprawdzianu i wartość tarcia przy operacjachpomiarowych, Naszem zdaniem, największą czuło-ścią odznaczają się szczęki o stałych bokach, sty-kających się z gwintem śruby wzdłuż profilu. Te-

go rodzaju stykzachodzi: 1) wściętych ukośnieszczękach na-stawnych systW i c k m a n n ' a(rys. 32), gdziestyk szczęk zgwintem mierzo-nym następujew płaszczyźnieAA, albo 2) wpodobnych, leczstałych szczę-kach syst. sko-dy, wykonanychw ten sposób, żeich profil odpo-wiada rzutowigwintu śruby na

Rys. 32.

jego płaszczyznę osiową (rys, 33), W takich szczę-kach zachodzi przy pomiarach tarcie ślizgowe.

Mniejszą czułością odznaczają się szczęki okrążkach obracających się, naprz, syst. Aggra(rys, 34), w których zachodzi przy pomiarach tar'

cie potoczyste (albo równocześnie ślizgowe i po-toczyste). Ponieważ spółczynnik tarcia potoczy-stego jest o wiele mniejszy niż ślizgowego, to siłaniezbędna dla przejścia szczęki (albo s'ruby), przyokreślonem, bardzo małem przekroczeniu wymia-

Rys. 33.

rów gwintu śruby w stos. do wymiarów szczęki,może być bliską do zera i nie być odczutą przezkontrolera. Prócz tego, styk ze śrubą zachodzi wszczękach krążkowych w pojedynczych punktach,wskutek czego odkształcenia sprężyste przy po-miarach bywają większe,

Nasze doświadczenia wykazały, że przy spoty-kanych zwykle w praktyce siłach pomiaru szczę-kami w granicach 0—2 kg czułość stałych szczękwyraża się w przybliżeniu 10 l̂ -, zaś czułość szczękkrążkowych — 20—30 lJ-. Innemi słowy, różnicewymiarów gwintu na śrubie, nie uławiane przezprzyrządy pomiarowe, są przy użyciu szczęk krąż-kowych 2—3 razy większe niż przy stałych.

Z u ż y c i e gwintowych sprawdzianów szczęko-wych z obracającemi się krążkami jest mniejsze,niż gwintowych pierścieni lub szczęk z bokami sta-łemi i przesuwnemi. Ale zużycie krążków nie jestjednostajne, a zatem nie może być w jakikolwieksposób ocenione.

Rys. 34.

U s t a w i e n i e (dopasowanie) na właści-wy wymiar szczęk gwintowych wykonywa się zapo-mocą długich trzpieni gwintowanych o profilu cał-kowitym, albo też zapomocą krótkich spraw-dzianów trzpieniowych o profilu skróconym.


W pierwszym wypadku szczęka mieć będziewymiary większe niż trzpień, wskutek błę-dów w wykonaniu nietylko szczęki, ale i samegoustawienia trzpienia; jeżeli błędy w skoku szczękibędą A S i trzpień o profilu całkowitym ustawionyzupełnie poprawnie, to średnia średnica szczękibędzie większa od średniej średnicy trzpienia o

^ S ctg — , gdzie a — kąt profilu gwintu.

Jeżeli obie strony szczęki są względem siebiep r z e s u n i ę t e , co się często zdarza, to różnicapomiędzy wymiarami średnich średnic szczęki itrzpienia będzie zależała od długości szczęk i głę-bokości ich styku (głębokości nośnej) z trzpieniem.Tak więc, przy użyciu szczęki M 12, o długości bo-ków równej 6 całkowitym zwojom, przy wzajemnemich przesunięciu o AS, wskazana wyżej różnica wrazie długiego trzpienia o całkowitym profilu bę-dzie wynosiła AS, a w razie krótkiego trzpienia(2̂ /2 zwojów) o profilu skróconym różnica ta wy-niesie zaledwie 0,4 AS. Zatem wobec wzajemnegoprzesunięcia szczęk o AS dopuszczalne ich zuży-cie będzie o 0,6 AS mniejsze, jeżeli nastawianiesprawdzianu odbywa się według trzpienia długiegoo profilu całkowitym, a kontrolę ich zużycia wyko-nywa się krótkim trzpieniem, o profilu skróconym.Zauważmy przytem, że bezpośredni pomiar prze-sunięcia szczęk napotyka na wielkie trudności.

Całkowitą kontrolę gwintu śruby w z d ł u ż ca-ł e g o p r o f i l u można wykonać zupełnie pewniezapomocą szczęk, których profil o b e j m u j egwint mierzonej śruby (Wickmann, Skoda). Szczę-ki krążkowe nie uławiają mniejszych błędów wprofilu gwintu śruby; atoli okoliczność ta, naogółzmniejszająca czułość ogólną przyrządu pomiaro-wego, nie stanowi przeszkody do kontroli szczęka-mi krążkowemi śrub klasy normalnej (Mittel) do-kładności.

Reasumując powyższe wywody o szczękach,możemy wyciągnąć wniosek następujący.

1) Do kontroli śrub normalnego wyrobu w ob-szarze tolerancyj DIN-Mittel nadają sięsprawdziany szczękowe zarówno o szczę-kach ślizgowych, jak i krążkowych.

2) Do kontroli śrub w obszarze pasowań o wyż-szej dokładności, o małych tolerancjach,naprz, śrub-wkrętów, lepiej stosować spraw-dziany o szczękach stałych; szczęki krąż-kowe są nie dość czułe, a błędy pomiarówniemi (kontroli) sięgają często 50% całej to-lerancji (naprz. w wypadku ogólnej toleran-cji gwintu ciasnego równej 50—60 [J-),

Pomiar bezpośredni pierścieni i szczęk gwin-towych zapomocą odbitek aińalgamowych metodąopisaną przez prof. Berndfa") wykazał nam ko-nieczność powiększenia, w razie pomiaru bez-pośredniego, tolerancyj średniej średnicy tychsprawdzianów w porównaniu z normą niemieckąDIN 13 i 14 Beiblatt 5 o ok. 50%; co się tyczy to-lerancyj skoku i kąta, to nie napotkaliśmy potrze-

by żadnych ich zmian, ponieważ elementy te przywyrobie pierścieni i szczęk wypadają równie do-kładne, jak i przy wykonywaniu trzpieni,

b) P o m i a r n a k r ę t e k .

Przy zwykłym wyrobie nakrętek wykonywa siękontrolę ich gwintu sprawdzianami trzpieniowe-mi, przyczem w celu wyeliminowania wpływu nie-równości powierzchni i błędów w skoku wyposa-ża się sprawdzian przechodni w profil skrócony iw 2—3 zaledwie zwoje gwintu, jak to przepisująnormy DIN.

Profil gwintu w nakrętce różni się znacznie odprofilu teoretycznego, jak również od profilu gwin-townika ") . Nasze doświadczenia wykazały, żeodchylenia średnich średnic nakrętek od wymia-rów gwintownika są jeszcze większe, niż to usta-lili badacze niemieccy. Naprz. dla gwintu M 20średnie odchylenia wynosiły:

gwintowniki nieszlifow.

„ szlifowane

w średniej średnicy

4- 200 do + 250 (J.

4- 100 '[i.

w skoku

± 10 (i

± 5 J ,

Profile nakrętek, zwłaszcza wykonanych gwin-townikami nieszlifowanemi, mają takie nierówno-ści, że przytaczane zwykle w normach tolerancjeich kątów są niewystarczające i nierealne. Do zba-dania tedy stanu proiiiu zużytkowaliśmy pojęciaangielskie: ,,play" — charakteryzujące stopieńgry (luzu) i „grade" — miarę błędów wykonania.

W nakrętkach M 20 „play" przekraczał o20—80 \>< wymiar średniej średnicy gwintownika,a ,,grade" był większy o 250—350 )J>, zaś w wy-padku krańcowym — nawet o 700 \^-

XĘł?40lC5 „OJ OQ

1 5 30

\\

/

c

\

hi

^ ^ 10

^\ 5

00 20 40 60 80 100 120 140160 180 200220 240260

Odchylenie w JLL

Rys, 35. Odsetka nakrętek o określonych tolerancjachprzy pomiarach trzpieniowym sprawdzianem DIN,

Zmierzono 1000 szt, gwintowanych 8-ma gwintownikami.Gwint metryczny 12 mm

Przy pomiarach profilu nakrętek stosowaliśmyprawie wyłącznie odbitki amalgamowe wedł, me-

") Zeiischr. fiir Instrumentenkunde, 1930, zesz. 6, str.375—384; zesz. 7, str. 407—416.

l u) L e h l a . ,:Muttergewinde und-gewindebohrer". Dres-den 1928; M i i t z e . „Die Festigkeit der Schraubenverbin-dung in Abhandigkeit v, d. Gewindetoleranzen", J, Sprin-ger 1929.

Nr. 2 PR2EGLAD TECHNICZNY 31

tody D-ra Hartra 1 1 ) . Foremki odlewnicze, skła-dane, były tak skonstruowane, że odbitki odtwa-rzały dokładnie wszystkie nierówności gwintu.Drogą wielokrotnych powtórnych odbitek gwintuwewnętrznego szlifowanych pierścieni gwintowa-nych i drogą pomiarów tych odbitek zapomocąkomparatora Zeissa znaleźliśmy największe od-chylenie średniej średnicy równe 10 n i skoku —

100

m

41)

?o- J ' "

__—!

i i. tph

•pi

ivi

A o całfo

v>ct

>wii

nyr

urn profilu

i

gwintu

omu'ntu

-20 0 20 40 BO 80 100 120 140 160 160 200220 240 260Odchylenia w jU

Rys. 36. Ogólna odsetka nakrętek o określonych tolerancjach,wyznaczonych drogą pomiaru dwoma różnemi trzpieniami

DIN — o gwincie skróconym i całkowitym w profilu.Zmierzono 1000 szt., gwintowanych 8-ma gwintownikami.

Gwint metryczny 12 mm.

3 |x. Licząc się z nieuniknionemi odkształceniamiprzy zaprasowywaniu amalgamatów, można po-wiedzieć, że omyłki przy wyznaczaniu średniej

•4-s

40

35

30

>

20

tfi

10

S

0

iI\\u

\20 4O 60 80 IOO

Różnica danych wjLLI2O

Rys. 37. Różnica danych z pomiarów trzpieniami DINO profilu skróconym i całkowitym.Gwint metryczny 12 mm. Zmierzono 300 szt.

średnicy gwintu wewnętrznego metodą odbiteknie przekraczają 20—25 fJ-; biorąc zaś pod uwagęwiększe niedokładności w profilu nakrętki, można

uznać dokładność metody odbitek amalgamowychza zupełnie zadawalającą,

Pomiary wykonywaliśmy uniwersalnym kom-paratorem Zeissa. Najmniejszą grę ,,play" wyzna-czaliśmy bądź drogą pomiaru bezpośredniegoodbitek, bądź drogą wkręcania (wpasowywania)ciasno wchodzącego trzpienia sprawdzianowego oprofilu pełnym12). „Grade" sprawdzano zapomocąpomiarów odbitek na komparatorze.

Im więcej niedokładności w profilu gwintu na-krętki, tem większa różnica pomiędzy „play" a„grade", jak również pomiędzy wymiarami ciasnowkręcającego się do nakrętki sprawdzianu o pro-filu skróconym i sprawdzianu o profilu całkowi-tym.

Sprawdzian o profilu skróconym daje do pew-nego stopnia rękojmię co do jakości profilu gwin-towego nakrętki i najmniejszej głębokości nośnejgwintu. Dla zupełnej jasności i porównywalnościwyników pomiarów nakrętek koniecznie potrzeba,by w normach tólerancyj gwintów była ściśleoznaczona konstrukcja sprawdzianu przechodnie-go, t. zn. liczba zwojów i długość boków gwintu.Naszem zdaniem, liczba zwojów nie powinna byćmniejsza niż 21/4, aby średnią średnicę sprawdzia-nu można było mierzyć drucikiem wzorcowanym.Długość boków ustalają normy DIN zupełniesłusznie; dalsze jej skrócenie byłoby nieekono-miczne z punktu widzenia zużycia.

•3S

30

r5?

15

IO

\

\

\

L-

2 0 - 4 0 60 80 tOO (20Róż mes danych w JU.

Rys. 38. Różnica danych z pomiarów w końcach i na całejdługości nakrętki, przy użyciu trzpienia DIN .

o skróconym profilu gwintu.Gwint metryczny 20 mm. Zmierzono 300 szt.

Prócz ustroju sprawdzianów, ważnem ' byłobytakże znormalizowanie samego sposobu pomiaru.W przekroju osiowym nakrętka ma zazwyczaj-.'po-

" ) B e r n d t . „Messungen der Innengewinden..."Werkzeugmaschine 1929, zesz. 7.

12) Pomiarowe sprawdziany trzpieniowe różniły siępomiędzy sobą kolejno wielkością średniej średnicy o 10 [A.

32 PRZEGLĄD TECHNICZNY

stać stożkową lub dzwonową, z rozszerzeniem wmiejscu wejścia gwintownika. Różnica średnichśrednic na początku i w środku nakrętki stanowiśrednio od 30 do 100 ^ przy pomiarach na odbit-ce i od 0 do 50 \>' przy pomiarach sprawdzianamitrzpieniowemi; największe odchylenia przy pierw-szej metodzie sięgają 300—400 p,,

Na wykresie rys. 35 pokazano w % stosunko-wy podział partji 1000 szt, nakrętek M12 wedł,tolerancyj, wyznaczonych za pośrednictwemwkręcania (wpasowywania) do nich trzpieni śru-bowych typu sprawdzianu przechodniego DIN oprofilu skróconym. Na osi odciętych wskazano od-chylenia od wymiaru teoretycznego średniej śred-nicy, zaś na osi rzędnych — odsetkę nakrętek, po-przez które nie przechodzi trzpień o odpowiada-jącem odchyleniu wymiaru średniej średnicy. Na-krętki wykonano 8-ma gwintownikami o średnicyśredniej przewyższającej wymiar teoretyczny o38—55 (i . .

Wykres na rys. 36 wskazuje ogólną odsetkęnakrętek tej samej partji o określonych toleran-cjach, wyznaczonych za pośrednictwem wkręca-nia sprawdzianów przechodnich o profilu skróco-nym wedł. DIN i sprawdzianów przechodnich oprofilu pełnym teoretycznym oraz o długości od-powiadającej długości nakrętki.

Różnice w wynikach pomiarów zapomocądwóch wskazanych typów sprawdzianów widzimyna wykresie rys, 37, gdzie na osi odciętych wska-zane są różnice wymiarów w fJ- przy pomiarachpartji 300 szt, nakrętek M.12 sprawdzianami trzpie-niowemi o całkowitym i skróconym profilu, a naosi rzędnych — odpowiadające im odsetki liczbynakrętek. Stosunek długości boków sprawdzianówwynosił 1 : 2,08 ,

Wpływ sposobu pomiaru (czy sprawdzian prze-chodni przechodzi poprzez całą długość nakrętki,czy też zatrzymuje się w samym jej początku) wy-kazano na wykresie rys. 38. Tu na osi odciętych ma-my różnice wymiarów przechodnich sprawdzia-nów trzpieniowych o profilu skróconym wedługDIN, które wchodzą do nakrętki zaledwie na2—3 jej zwoje, i tych, które ciasno przechodząprzez nią całą; na osi rzędnych wskazano odnośneodsetki nakrętek,

Naszem zdaniem, do kontroli nakrętek o nor-malnej dokładności (DIN-Mittel) należy ustalić,jako normę międzynarodową, p r z e p i s o u ż y -c i u p r z e c h o d n i e go s p r a w d z i a n ug w i n t o w e g o o 2—3 z w o j a c h i o p r o -f i l u s k r ó c o n y m DIN, n i e m a j ą c e g op r z e c h o d z i ć p r z e z c a ł ą d ł u g o ś ćn a k r ę t k i .

Czynniki hamujące rozpowszechnianie siężelaznych konstrukcyj spawanych.

Napisał H. Jasiński, Inżynier-łechnolog.

Ogólnie znane są zalety, któremi konstrukcjespawane wyróżniają się korzystnie w po-równaniu z nitowanemi, i wiadome są atuty,

jakie spawanie daje do ręki konstruktorowi i war-sztatowcy:

1) uproszczone rysunki (niema nitów);2) skrócone obliczenia wytrzymałości (niema

osłabiających przekroje otworów do nitów);3) prostsze łączenie elementów;4) mniej obróbki warsztatowej;5) łatwa naprawa i wzmacnianie konstrukcji;6) oszczędność na wadze żelaza.Te i wiele innych jeszcze dodatnich cech spa-

wania przyczyniają się do szybkiego rozwoju kon-strukcyj spawanych. Dotychczas jednak rozpo-wszechnianie się żelaznych konstrukcyj spawa-nych nie postępuje w jednakowem tempie dlawszystkich rodzajów konstrukcyj. Już obecniespawanie jest bardzo szeroko stosowane w róż-nych urządzeniach fabryczno - przemysłowych,mniejszych budowlach i wogóle w konstrukcjachstosunkowo mniej odpowiedzialnych pod wzglę-dem bezpieczeństwa. Inaczej się sprawa przedsta-wia w konstrukcjach o znacznem obciążeniu, bu-dowlach użyteczności publicznej i wogóle kon-strukcjach w wysokim stopniu odpowiedzialnychpod względem statycznym i wytrzymałościowym,

Tu stosowanie spawania postępuje w tempie znacz-nie powolnie jszem.

Składają się na to różne czynniki natury tech-nicznej i gospodarczej, Krótkie omówienie nie-których z tych czynników jest przedmiotem niniej-szego artykułu.

W wielu krajach prowadzone są na szerokąskalę badania konstrukcyj spawanych, pomimojednak, że prace w tym kierunku posunęły się jużdość daleko, wyniki badań dotychczas nie są je-szcze, z nielicznemi wyjątkami, ujęte w miaro-dajne przepisy, zatwierdzone przez władze pań-stwowe. Te zaś z przepisów, które już ogłoszono,różnią się pomiędzy sobą znacznie.

Polska, dzięki pracy i energji p, prof. Bryły igodnej naśladowania inicjatywie Ministerstwa Ro-bót Publicznych, kroczy w pierwszych szeregachpaństw, które wydały przepisy urzędowe w tymzakresie. Polskie przepisy zastosowane były przywykonaniu spawanego mostu drogowego w Łowi-czu (opisane są szczegółowo w „Przeglądzie Tech-nicznym" z r. 1929, zesz. 26).

Dla porównania, niżej podane są dopuszczalnenaprężenia do obliczania szwów spawanych, ogło-szone w niektórych państwach.

W Polsce, przy projektowaniu mostu w Łowi-czu, przyjęto: dopuszczalne naprężenie szwu czo-

Ni. 2 PRZEGLĄt) TECHNICZNY

łowego 700 kg/cm2; wytrzymałość 1 cm b. szwuścinanego obliczono pg. wzoru profesora Bryły;(640—80/)^ kg/cmb1). We wzorze tym dopu-

szczalne naprężenie uzależnione jest od grubościszwu t.

W Ameryce (patrz pismo: Der Stahlbau 1930Nr. 14. Bondy; „Schweissung im Stahlbau 1929")ogłoszono przepisy, w których dopuszczalne na-prężenia szwów są następujące:

rozciąganie 930 kg/cm2

ściskanie 1070 „ścinanie 810 „ ,

W Niemczech wydane były w roku 1930 prze-pisy do wykonywania konstrukcyj spawanych(Stahlhochbauten). Jako zasadnicze naprężenia do-puszczalne w szwach ustalono tam:

rozciąganie 720 kg/cnrściskanie 900 „ścinanie 600 „

Dla wypadków, w których warunki technicznepozwalają na podwyższenie naprężenia dopu-szczalnego w prętach konstrukcji z 1200 na 1400i 1600 kg/cm2, — dozwolono powiększenie w tymsamym stosunku naprężeń w szwach; dla obciążeńzaś zmiennych zmniejszono napręeżenia w szwach0 jedną szóstą.

Niemieckie koleje opracowały projekt przepi-sów do obliczania mostów spawanych, w którymdopuszczalne naprężenia wyznaczone są wedł.wzorów:na rozciąganie i ściskanie 0,8 . 1 400 = 1 1 2 0 kg/cm2

na ściskanie . . . . 0,5. 1400 — 700 „ .

Przy uwzględnieniu wiatru, liczba 1400 w po-wyższych wzorach może być powiększona do 1600.Siły w prętach, momenty zginające i siły po-przeczne powinny być powiększone wedł, wzoru:

S = max S -\- 0,5 (max S — min S),gdzie max. S i min. S są to bezwzględnie największe1 najmniejsze siły i momenty,

Jak widać z kilku powyższych przykładów, o-głoszone w różnych państwach dopuszczalne na-prężenia w ustrojach spawanych różnią się po-między sobą bardzo.

Niejednakowe są również wymagania przepi-sów co do wyboru elektrod i prądu. Przy wyko-naniu mostu w Łowiczu zastosowano elektrody zpowłoką chemiczną i prąd zmienny. We wspom-nianych wyżej przepisach kolei niemieckich wska-zany jest prąd stały i elektrody bez powłoki. Prze-pisy niemieckie dla spawanych konstrukcyj żelaz-nych pozwalają stosować prąd stały lub zmiennyi elektrody z powłoką lub bez, odpowiednie dowykonywania szwów poziomych, pionowych lubnad głową.

Brak ostatecznie ustalonych i miarodajnychprzepisów do projektowania i wykonywania kon-strukcyj spawanych stwarza atmosferę niepewno-ści tak dla konstruktora i wykonawcy, jak i dla

!) W późniejszych badaniach ustalił prof. Bryła wzórdla siły zrywającej (3025—1325/^ kg/cm b.

odbiorcy, co nie sprzyja naturalnie rozpowszech-nianiu się konstrukcyj spawanych.

Tylko należycie zaprojektowana konstrukcjaspawana może wykazać zalety spawania i uczynićzadość pokładanym w niej nadziejom. Sposób łą-czenia części konstrukcji spawanej jest inny niż ni-towanej. Żeby połączenia i węzły najlepiej odpowia-dały spawaniu, muszą poszczególne elementy miećodpowiednie i nieraz specjalne przekroje. Podtym względem spotykają dzisiejszego konstrukto-ra nieprzezwyciężone jeszcze trudności, mianowi-cie brak odpowiednich kształtówek i wypróbowa-nych szczegółów konstrukcyjnych.

Jakie kształtówki niezbędne są do konstrukcyjspawanych, odpowie prawdopodobnie najbliższaprzyszłość; dziś, dla przykładu, wskazać możnakształtówki o wielkich i cienkich ramionach, owysokim stosunku momentu bezwładności do po-wierzchni przekroju, których w Polsce jeszcze sięnie walcuje; kształtówki rurowe, jak na rys. 1,

Rys. 1.

których nie walcuje się nigdzie, pomimo iż nada-wałyby się do prętów spawanych.

Co się tyczy szczegółów konstrukcyjnych(szczegóły łączeń), to mamy ich dość dużo już o-becnie, ale przeważnie mało wypróbowanych, o

A B r D

Rys. 2.

niewiadomym spółczynniku pewności pod wzglę-dem wytrzymałości. Ta niepewność krępuje bar-dzo konstruktora. Na rys. 2 uwidocznione są czte-


ry przykłady A, B, C, D styków duszy belki bla-szanej. Można dysputować, który z tych stykówjest prostszy lub tańszy, ale co powiedzą próby wlaboratorjum lub w praktyce, tego nie jesteśmypewni.

Niektóre z rozpowszechnionych przez reklamęrysunków są zasadniczo dla statyka niezdatne.Jako najprostszy przykład służyć może węzeł narys. 3, w którym pręty są niezcentrowane w pła-szczyźnie rysunku i w płaszczyźnie prostopadłejdo rysunku.

Rys. 3.

Spotyka się często łączenia, które statyk mógł-by zastosować tylko z warunkiem uwzględnienianaprężeń dodatkowych.

Nawet taki elementarny szczegół, jak pokaza-ne na rys. 4 usztywnienie duszy belki zapomocądwustronnych żeberek blaszanych, może wzbu-dzać obawę, że blacha duszy jest w tem miejscuosłabiona „wżerającemi się" z dwu stron szwami.

Do szczegółów jeszcze nieustalonych należało-by zaliczyć również wymiary szwu najmniejsze-go, jaki można stosować w konstrukcji spawanej.Zrozumiałą jest tendencja konstruktora do stoso-wania szwów jaknajmniejszych, zwłaszcza tam,gdzie nie przenoszą one znaczniejszych sił i służątylko do połączenia w jedną całość równoleglepracujących części przekroju jakiegokolwiek prę-ta. Podług wzoru prof. Bryły (Czas. Techn. 1930Nr. 18), stosunek wytrzymałości dwu szwów owymiarach 8 X 8 i 4 X 4 cm wyraża się cyfrą484 : 307 = 1,6. Ponieważ stosunek przekrojówtychże szwów równa się 32 : 8 = 4, wynikałobystąd, że przy zmniejszeniu wymiarów szwu 8 X 8na 4 X 4 cm wytrzymałość szwu zmniejszy siętylko 1,6 razy, objętość zaś szwu, czyli zużycieelektrod, a zatem i koszt szwu, zmniejszy się aż 4razy. W praktyce jednak, w miarę zbliżania się doszwów najmniejszych, koszt spawania nie zmniej-sza się wprost proporcjonalnie do zmniejszenia sięprzekroju szwu, rośnie bowiem trudność ręcznegowykonania szwów małych. Zwiększa się precyzyj-ność niezbędnego przy spawaniu zygzakowategoruchu ręki, łuk elektryczny wywołuje drgania cien-kiej elektrody, a stosunek objętości elektrody domasywu konstrukcji żelaznej staje się za mały doutrzymania temperatury na należytej wysokości.Zużycie elektrod na jednostkę objętości szwu, na-skutek większego spalania się, wzrasta, tak samojak i czas jednostkowy wykonania szwu. Jedno-

cześnie gwarancja dobroci szwu zmniejsza się.Z powyższego wynika, iż jest pewna granica, pozaktórą zmniejszanie szwu już się nie opłaca. Ko-leje niemieckie uważają szew 7 X 7 cm na naj-mniejszy, jaki może być stosowany przy spawa-niu mostów (Die Bautechnik 1930, zesz. 31,str. 483).

Do czynników, hamujących rozpowszechnianiesię konstrukcyj spawanych, należy też zarzut, iżkontrolowanie dobroci szwu spawanego jest nie-możliwe, naskutek czego niewykryte wady szwówgrożą zawsze niebezpieczeństwem. Dziś zarzut tenjest przestarzały. Mamy już różne sposoby i przy-rządy do badania spoiny z wystarczającem dlacelów przemysłowych przybliżeniem, naprzykładsposoby: rontgenograficzny, lub też elektroma-gnetyczny, albo oporowo-elektryczny. Zapomocątych sposobów badać można grube spoiny, nało-żone wieloma warstwami.

Należy jednak zaznaczyć, że stosowanie tychsposobów do badania szwów konstrukcji żelaznejniezbędne jest w wyjątkowych tylko wypadkach.Wielowarstwowe grube szwy zdarzają się bardzorzadko w konstrukcjach żelaznych. Przeważająszwy jedno lub dwuwarstwowe. Wszystkie wadytakich cienkich szwów widoczne są na zewnętrznejich powierzchni. Wprawny fachowiec może kon-trolować takie szwy z wystarczającą dla praktykidokładnością podług zewnętrznego ich wyglądu,nadcinaniem i opukiwaniem. Pierwszy próbny mostkolejowy w Niemczech zbadany był sposobemrontgenograficznym. Do tego celu mają Niemcylaboratorjum, umieszczone w wagonie.

Wszystko to, co jest w konstrukcji spawanejjeszcze niezbadane, niezdecydowane i wątpliwe,budzi u przedsiębiorcy wrażenie ryzyka i obawęnieprzewidzianych wydatków i strat.

Wykonawca konstrukcyj spawanych powinienbyć dobrym specjalistą i umieć sobie poradzić zróżnemi trudnościami, jakie go spotkać mogą,

5%

Rys. 4. Rys. 5. Rys. 6.

Jako przykład takich trudności, służyć możecharakterystyczne dla szwów spawanych dośćzłożone zjawisko odkształceń termicznych, któredla krótkości nazywamy tu wyrazem „skurcz",


t1t

Skurcz szwu łatwo może być zaobserwowanyprzy spawaniu długich styków blach. Krawędzieprzeznaczonych do spawania blach, ułożone rów-nolegle do siebie, w miarę wykonywania szwu, na-skutek jego skurczu, nasuwają się na siebie, jakpokazano na rys. 5. Żeby temu zapobiec, należyukładać krawędzie blach z 5% nachyleniem dosiebie (rys. 6). Skurcz szwu wywołuje ściąganiewe wszystkich kierunkach, czyli nietylko wpo-przek szwu, ale i wzdłuż, jak wskazują strzałki

na rys. 7. Podłużny skurczszwu zaznacza się bardzowyraźnie przy niesyme-trycznem nakładaniu wstosunku do przekroju ja-kiegokolwiek pręta szwu.

Jak widać na rys. 8i 9, pręt w tym wypadkuwygina się, przytem dlapróbek wskazanych na ry-sunkach strzałki ugięcia

Rys. 7. były 11 i 9 mm. ł

Skurcz szwu spawa-nego jest o tyle znaczny,

że się daje zmierzyć nawet prymitywnym sposo-bem. Na rys. 10 uwidoczniona jest próbka, złożo-na z pięciu kawałków płaskownika 50 X 8 mm,ułożonych, jak należy do spawania, z przerwamipo 2 mm. Specjalną ramką, nie pokazaną na ry-sunku, kawałki są zabezpieczone od przesuwaniasię w bok i poruszania się z powodu nieprzewi-dzianych wstrząśnień lub pęknięcia elektrody.Spawanie czterech szwów wykonywane jest pokolei od pierwszego do czwartego, przytem każdynastępny kawałek płaskownika przytwierdzanyjest przyciskiem nieruchomo, poprzedni zaś tylkozlekka, żeby nie przeszkodzić przesuwaniu się te-go ostatniego naskutek skurczu szwu. Różnica od-ległości pomiędzy punktami A i B, zmierzonychprzed i po spawaniu czterech szwów, wyrażaskurcz tych szwów. Średnia wielkość skurczu wjednym styku, zmierzona' w kilku wykonanych wpowyższy sposób w zakładach Tow, K. Rudzkii S-ka próbkach, wynosiła 0,7 mm. Przy rozsze-rzaniu przerw pomiędzy płaskownikami, skurczwzrasta i może przekroczyć 1,5 mm2).

Stosując różne znane fachowcom zabiegi i spo-soby, można zmniejszyć powstające od skurczuzniekształcenia, pewne wewnętrzne naprężeniaszwu i żelaza zawsze jednak pozostają, i należysię z niemi liczyć.

„/

Rys. 8 i 9.

Niżej podane są przykłady najczęściej spoty-kanych zniekształceń, jakie w większym lub mniej-szym stopniu, w zależności od umiejętności wy-

I, 50mir

Rys. 10.

konawcy, zachodzą w konstrukcjach żelaznych na-skutek skurczu szwów spawanych. Dla jasnościprzedstawiono odkształcenia na szkicach przesad-

•') Patrz próby inż. Lottmanna: Z. V. D. I. 1930, Nr. 33.

Rys/11.

nie. Rys. l lS uwidocznia przekrój pasa korytowe-go, zniekształcony przez skurcz poprzeczny;rys. 11T — widok boczny tegoż pasa, wygiętegoz powodu skurczu podłużnego. Rys. 12 przedsta-wia zniekształcony przekrój belki blaszanej. Wpiśmie „Bautechnik" 1930 r., Nr. 22 komunikujeDr. Szaper, iż przy wykonywaniu pierwszego wNiemczech kolejowego mostu spawanego znie-kształcenie nakładek 260 X 30 mm belki głównej,której przekrój podany jest na rys. 13, wynosiło4 mm. Po wykonaniu zaś szwów drugich nakładek220 X 16 mm, skrzywie-nie pierwszych zmniej-szyło się o 1,5 mm, wsku-sek skurczu szwu K(rys. 12M i N). Znie-kształcenie przekrojówskrzynkowych wskutekskurczu szwów narożnych,wewnętrznych a i zewnę-trznych b widoczne jestna rys. 14. Inny rysunek(15) przedstawia szkieletramy, wykonanej, przy-puśćmy, z ceówek. Trzyodcinki 1, 2, 3 środkowejbelki PR są wstawionez pewnym konstrukcyjnym „luzem ' pomiędzy po-przednio zmocowane belki poprzeczne. Po wyko-naniu szwów, przytwierdzających odcinki do be-lek poprzecznych, ostatnie zostaną ściągnięte podwpływem skurczu szwów ku sobie i wygięte, jakwidać na rysunku.

Przypuśćmy, że rysunek 16 przedstawia kra-townicę dźwigara mostowego. Jeżeli część ABpasa górnego ulegnie podłużnemu skurczowi, po-kazanemu na rys. 11,T, to słup C zostanie ściśniętysiłą, jaka jest niezbędna do wyprostowania wygię-tego ku dołowi pasa AB.

Przy wzmacnianiu spawaniem konstrukcyj imostów, skurcz szwu, powodując dobre dociąganie

Rys. 12.


wzmocnień, może być. pożyteczny. W niektórychjednak wypadkach, przy szwach czołowychzwłaszcza, może dać wyniki niepożądane. Przy-puśćmy naprzykład, że rozciągany pręt P (rys, 17)jakiejkolwiek kratownicy jest wzmocniony na-

J

Rys. 13. Rys. 14.

kładką blaszaną S', spawaną w styk do węzłówek.Jeżeli skurcz szwów przekroczy pewną granicę,to, przy obciążeniu kratownicy, dawna część prze-kroju pręta nie będzie pracowała, wzmacniającazaś nakładka S będzie przeciążona, i szwy mogąpęknąć. (Żeby tego uniknąć, styk powinien byćpokryty nakładką o szwach ścinanych).

To samo może się zdarzyć w wypadku wskaza-nym na rys. 18. Przypuśćmy, że uszkodzona częśćjednego z dwu kątowników pręta 3-—4 jest wycię-ta i zastąpiona wstawką spawaną m na dwa stykiczołowe. Naprawiona połowa pręta skurczy się,skutkiem czego druga połowa pręta nie będziepracowała. Wynik będzie jeszcze gorszy, jeżeli,naprzykład, cztery kątowniki przekroju pręta 1—2(rys. 18) będą naprawione czterema wstawkami n,spawanemi na styki czołowe, przytem wstawkibędą wpawane jedna po drugiej (a nie jednocze-śnie wszystkie). Przy takiej kolejności spawania,skurcz pręta 1—2 będzie szczególnie wielki, albo-wiem poszczególne skurcze każdego z czterechkątowników zsumują się. Przy obciążeniu kratow-nicy, najwięcej naprężony będzie ten z czterechkątowników przekroju pręta, który był spawanyostatni. Sumaryczny skurcz pręta może być o ty-le wielki, że wywoła dodatkowe naprężenia w są-siednich prętach kratownicy.

Odpowiednie zaprojektowanie połączeń spa-wanych w niektórych wypadkach chroni konstruk-cję od skurczu. Może się stać nawet, że nieraz po-wstające pod wpływem skurczu odkształcenia inaprężenia, o znaku przeciwnym do wywołanychobciążeniem, dadzą się zużytkować, jako korzy-stne, ulepszając stan wytrzymałościowy konstruk-cji3). Pomimo to jednak podane wyżej liczneprzykłady mogą stanowić dowód, że wykonawcama na każdym kroku do czynienia ze zniekształ-ceniem konstrukcji wskutek skurczu. Niema w tem

nic zastraszającego, zapobieganie jednak znie-kształceniom wymaga wykwalifikowanego robotni-ka, pomocniczych przyrządów i dodatkowej pra-cy, — czyli i dodatkowych kosztów.

Jak wspomniano na wstępie niniejszego arty-kułu, zaletą konstrukcji spawanej jest mniejszailość obróbki warsztatowej. Dla omawianego turodzaju konstrukcji, oszczędności, płynące z tegoźródła, nie są jednak tak wielkie, jak się to nierazprzypuszcza. Obróbka każdej konstrukcji żelaz-nej daje się zgrupować w następujących zasadni-czych operacjach: trasowanie, prostowanie, zna-czenie, przebijanie lub wiercenie, obcinanie, heb-lowanie, montowanie, dopasowywanie, nitowaniei malowanie, W konstrukcjach spawanych odpadacałkowicie tylko nitowanie, przybywa zaś spawa-nie. Robocizna spawania jest tańsza od robociznynitowania tylko przy szwach przerywanych. Ro-bocizna szwów ciągłych, z małemi wyjątkami, jestdroższa od robocizny nitowania; przytem, w od-niesieniu do całego zespołu, różnica przesuwa siętem więcej na niekorzyść spawania, im więcej o-sobnych elementów mają przekroje prętów (naprz.kilka warstw blach), czyli im więcej jest szere-gów szwów. Ponieważ w omawianych to kon-strukcjach (naprz. mostów) przeważają szwy cią-głe, to robocizna spawania jest tu przeważniedroższa od robocizny nitowania. Niektóre z wy-mieniowych wyżej prac, mianowicie prostowa-nie, obcinanie, heblowanie i malowanie, kosztująjednakowo prawie w konstrukcjach spawanych initowanych. Z powyższego wynika, że oszczędno-ści mogą być tylko na trasowaniu, znaczeniu, prze-bijaniu lub wierceniu, montowaniu i dopasowy-waniu.

Nieraz się słyszy, że konstrukcje spawanedają się montować bez otworów i śrub, i że moż-na je wykonywać całkowicie na miejscu budowy.Jest to zgodne z rzeczywistością, ale tylko dla ro-bót najprostszych — lub też dla większych ilościjednakowych objektów, które można montowaćna szablonach pomocniczych i ramach. Przy kon-strukcjach bardziej skomplikowanych, cięższych inie powtarzających się, ten uproszczony sposóbmontowania jest albo niemożliwy, albo kosztujedrożej. W tym wypadku tylko zapomocą otworów

\

p

1

\/

12

T I3

\ \

3) Patrz: Przegl. Techn. 1929, Nr. 39! Dr, F. Szelą-gowski. O stosowaniu w konstrukcjach korzystnych naprę-żeń i odkształceń. Również: Z. V. D. I. 1930, Nr. 46, str. 1560,

Rys. 15.

i śrub można zmontować konstrukcję geometrycz-nie poprawnie i w czasie najkrótszym. Pewna ilośćotworów w konstrukcji spawanej jest niezbędna,czyli i tu, tak samo jak w konstrukcji nitowanej,trzeba je trasować, znaczyć i przebijać lub wier-cić. Otworów tych jest stosunkowo niewiele, są


one przeważnie na końcach poszczególnych ele-mentów i prętów, lecz powinny być bardzo do-kładnie wytrasowane i wykonane, od nich bowiemzależy prawidłowy kształt konstrukcji,

Rys. 16.

Dla zmontowania różnych przewiązek i kratekzespołów spawanych, powinny być wytrasowane inaznaczone na prętach: podziałka, ryski, znaki itp.Prócz tego, na wszystkich częściach konstrukcjipowinny być oczywiście wytrasowane i naznaczo-ne obcięcia i wybita numeracja.

Z powyższego widać, że na trasowaniu i zna-czeniu konstrukcji spawanej wielkich oszczędno-ści być nie może. Co się zaś tyczy montowaniaposzczególnych części zespołów spawanych, to wustroju spawanym kosztuje ono raczej drożej niżw konstrukcji nitowanej. Wobec braku, lub ogra-niczonej ilości otworów, wypada tu stosować za-miast śrub różne uchwyty, zaciski, tymczasowełączniki i t. p., i sprawdzać stale wzajemne położe-nie części. Zajmuje to więcej czasu, niż montowa-nie na otwory i śruby.

Natomiast niezbędne przy montowaniu dopa-sowywanie części, czyli obróbka ścinakiem, pilni-kiem i t, d. kosztuje w konstrukcjach spawanychtdniej, ponieważ obcięcia końców wielu elemen-tów nie wymagają wielkiej dokładności.

Ze wszystkich wymienionych wyżej operacyjnajwiększe oszczędności mogą być na przebijaniulub wierceniu otworów.

Tak zwane koszty dodatkowe, czy ogólne, sądla konstrukcji spawanej niższe, niż dla nitowa-nej, zwłaszcza tam, gdzie prąd jest niedrogi.

Konstrukcje spawane są lżejsze od nitowanych.Jest to zrozumiałe, albowiem przekroje prętównie są osłabione otworami; węzłówki są mniejsze;blachy mogą być łączone bezpośrednio, bez ką-towników; połączenia są wogóle prostsze. Z po-wodu mniejszej ilości żelaza (5 — 35%), oszczęd-ności stąd pochodzące mogą być znaczne,

Sumując wszystkie pozycje kosztów konstruk'cji spawanej, mianowicie — robociznę, koszty o-gólne i materjał, można otrzymać cyfry mniejszeniż dla konstrukcji nitowanej. Ale do powyższychkosztów należy doliczyć jeszcze koszt elektrod —i tu właśnie następuje moment krytyczny dla kon-

strukcji spawanej, albowiem koszt elektrod jesttak wielki, że w większości wypadków pochłaniawszystkie wspomniane wyżej oszczędności. Takistan rzeczy jest obecnie w Polsce i, prawdopodob-"

Rys. 17.

nie, wszędzie, gdzie elektrody są drogie. Sprowa-dzamy elektrody z zagranicy, jako wyrób paten-towany i oclony, i płacimy bardzo drogo, Naprzy-kład elektrody bez powłoki chemicznej austrjac-kie kosztują 2,67 zł. za kg. Elektrody z powłokąchemiczną kosztują znacznie drożej, mianowicieza kg metalu (waga bez powłoki) średnio:

szwedzkie — 8.03 zł., angielskie AWP — 13.00 zł.belgijskie — 8.20 zł., ameryk. Wilson"—* 7.25 zł.

Koszt metalu jednego metra szwu 10 mm, wy-konanego elektrodą belgijską, wynosi 4,70 zł.,czyli prawie trzy i pół razy więcej niż robociznaspawania. Żeby otrzymać pojęcie, jak wielką po-zycję w kosztach wykonania konstrukcji spawa-nej stanowią powyższe elektrody, wystarczy po-równanie, mianowicie: koszt elektrod wynosi wprzybliżeniu półtora razy tyle, co cała robociznakotlarska. W tem tkwi główna przyczyna, którautrudnia konstrukcji spawanej współzawodnictwoz nitowaną. Konieczność amortyzowania nowychinwestycyj spawalnianych nie odgrywa wielkiejroli. Oferty na różne konstrukcje spawane, obli-czone bez uwzględnienia amortyzacji i oprocento-wania kapitału inwestycyjnego, są pomimo to zadrogie.

Rys. 18.

Konstrukcje spawane rozpowszechniałyby sięw Polsce o wiele prędzej, gdybyśmy mieli krajo-we dobre i tanie elektrody. W tym kierunku po-winna być skierowana inicjatywa prywatna i czyn-ników miarodajnych.


Nowy pogląd na racjonalną budowę i obsługą

parowozów z parą przegrzaną.Napisał Inż. Juljan Madeyski.

Z pomiędzy wielu konstrukcyj parowozów zparą przegrzaną, wykonanych w ostatniemdwudziestopięcioleciu, t. j . od czasu, gdy

pierwsze parowozy z parą przegrzaną użyto dotrwałego ruchu kolejowego, okazał się najodpo-wiedniejszym typ parowozu z przegrzewaczemSehmidfa, osadzonym w płomienicach o dużejśrednicy.;

Przy zastosowaniu bardzo czułych elementówi małego pola rusztu, uczyniono zadość warun-kom racjonalnego wytwarzania pary przegrzanej,t,'y. wytwarzano parę o średniej temperaturze330° C, Uzyskano przez to znaczną oszczędnośćw.ody, jednak rozchód węgla był dość znaczny,gdyż taki parowóz pracował przy wielkiem natę-żeniu rusztu, obniżając przez to sprawność kotła.

Mniejszy rozchód wody do wykonania takiejsamej pracy jest dla kolejnictwa bardzo wielkąkorzyścią, zarówno ze względu na ekonomję ru-chu, jak również konserwację kotła, gdyż pompo-wanie wody na stacjach wodnych powoduje nie-ekonomiczny rozchód węgla, a odparowywana wo-da w kotle pozostawia osad kamienia kotłowego,który trzeba częściej usuwać i który, gromadzącsię w większej ilości na powierzchni ogrzewanejkotła, powoduje zmniejszenie przewodności cie-pła i przegrzewanie blach. Następstwem tego jestZwiększenie kosztów ruchu i szybsze niszczenie sięblach kotłowych, zwiększające koszta konserwa-cji. Trakcja kolejowa jest bardziej ułatwiona, o ilezapas wody wystarczy na dłuższy przebieg, bo-wiem postoje do nabrania wody mogą być skróco-ne i opóźnienia pociągów łatwiej można nadrobić.

Drugim ważnym warunkiem ekonomji ruchujest jednak mniejszy rozchód węgla na jednostkępracy. Obecnie wynosi rozchód wody przeszło10 kg, zaś węgla 1,75 — 2,6 na 1 KM użyt. i go-dzinę 1),

W celu podniesienia sprawności spalania wę-gla, powiększono znacznie pole rusztu, przy kon-strukcji nowych parowozów. Osiągnięto przez tolepsze spalanie węgla, lecz pogorszono sprawnośćsilnika, gdyż parowozy takie nie są w stanie do-starczać pary wysokoprzegrzanej. Temperaturapary w takich parowozach, mierzona w skrzyncesuwakowej,-nie przekracza 330° C przy najwięk-szem natężeniu rusztu i- użyciu węgla o wysokiejwartości opałowej.

Para wysokoprzegrzana, wobec swych własno-ści fizycznych, nadaje się najlepiej, jako czynnikpracy, w silnikach, zmieniających stale swe poło-żenie i pracujących w zmiennych warunkach atmo-sferycznych i terenu, gdyż nie skrapla się przy

zetknięciu z zimnemi ścianami cylindrów i, cho-ciaż ochłodzona skurczy się, to jednak nie traciswej zdolności do pracy. Aby te własności parywyzyskać, musi mieć para temperaturę conajmniej0 150° C wyższą 2) od temperatury pary nasyconej,odpowiadającej ciśnieniu roboczemu, t, j . przy 5ata musi być przegrzaną do 310° C, zaś przy 15ata do 350° C (w skrzynce suwakowej).

Parowóz rozpoczyna swoją pracę przy użyciupary nasyconej, to też konieczne jest spowodowa-

. nie, by przegrzanie pary wzrastało jak najszybciej1 do najwyższej temperatury 400° C, gdyż od tegozależny jest rozchód pary i węgla w czasie całejpracy parowozu. Dotychczasowe parowozy, o wiel-kiem polu rusztu, nie odpowiadają tym warunkom.Zasadniczą przyczyną tego zjawiska jest przede-wszystkiem powiększenie pola rusztu i odpowied-nio do jego wielkości — powierzchni ogrzewanejrur.

Kocioł takiego parowozu nie wytwarza naruszcie dostatecznie wysokiej temperatury spala-nia, gdyż spala węgiel przy dużym nadmiarze po-wietrza. Skrzynia ogniowa nie bierze wskutek te-go należytego udziału procentowego w produkcjipary i wytwarzanie pary odbywa się przeważniew rurach, przy użyciu dużej wagi spalin o stosun-kowo niskiej temperaturze, Spaliny przepływająłatwiej przez płomieniówki, aniżeli przez płomie-nice, wskutek większych oporów w płomienicach.Temperatura spalin odlotowych, uchodzących zpłomieniówek, jest wyższa od tejże z płomienie,co wpływa na zwiększenie strat ciepła w gazachodlotowych. Intensywna produkcja pary w pło-mieniówkach powoduje zwiększenie wilgotnościpary; odcina dopływ świeżej wody do powierzch-ni ogrzewanej rur; blachy kotła przegrzewają, się;występują nieszczelności zespórek i rur.

Wysokość temperatury przegrzania pary za-leży przedewszystkiem od ilości spalin, przepły-wających przez płomienice, i od ich temperaturydolotowej, tuż przed kolankiem elementu prze-grzewacza, następnie od ilości pary przepływają-cej przez elementy i od jej stopnia wilgotności.

Zależność tę wskazuje wykres rys. 1, ważny dlawagi spalin, przepływających przez jedną płomie-nice o średnicy 125,133 mm i 4710 mm długości,w której umieszczono element Schmidt'a, składa-jący się z dwóch rur kształtu U, złączonych ze so-bą w szereg, o średnicy . 32,'.4O mm, długości4110 mm, przez które przepływa 300 kg'godz. pa-ry suchej. Wolny przekrój takiego zespołu rur wy-nosi 72,2 cm2. Stosunek przekroju płomienicyqPt. • 4 qte. = 2,44, i powinien być uważany jakonajmniejszy, ze względu na łatwość zatykania się

str. 112.1) G a r b e. Die Zeitgemasse Heissdampflokomotive, 2) Brucjcmann. Eisenhabnmaschinenwesen der Ge-

genwart, część I, str. 897.


rur niedopałkami. Z wykresu rys, 1 widzimy, żetemperatura pary przegrzanej nie wzrasta wprostproporcjonalnie do wagi spalin, lecz wolniej, i jesttem wyższa, im wyższa jest temperatura spalinprzed kolankiem elementu.

* •

iSÓ

**"

f .

JM^'

?n«

'c

r _ _ ;

y ^

***

^ ^

fan

4-&~

«—-•

s»"_

. ——

- — -

- — -

• — • J

- — -

Ilośi gazów spalenia ,100

Rys. 1.

Aby otrzymać np. 310" C przegrzania pary, mu-siałoby przepływać przez tę płomienicę conajmniej50 kg godz. spalin o temperaturze dolotowej1100° C, wzlędnie 225 kggodz. spalin o temperatu-rze 950" Ć, zakładając, że przez element przepły-wa 300 kg godz. suchej pary. Wykres ten zachowaswą ważność przy zmniejszonej ilości pary, prze-pływającej przez element przegrzewacza (gdyżprodukcja ciepła na ruszcie jest wywołana pra-cą pary odlotowej w kominie, proporcjonalną dozużytej ilości pary), jednak tylko w tym wypad-ku, gdy cała na ruszcie wytworzona ilość spalinzetknie się z elementami przegrzewacza.

Siła ciągu komina jest podczas pracy parowo-zu ciągle zmienna, również i rozdział ciągu wzglę-dem rur jest zmienny, zależny przedewszystkiemod wymiarów komina i dyszy, jej ustawienia wzglę-dem środka kotła i wielu innych czynników nie-uchwytnych, jak ustawienie sklepienia w skrzyniogniowej, warstwy węgla na ruszcie i t. p., tak żewłaściwy podział przepływu spa-lin przez rury w stosunku do ichwolnego przekroju jest niemożli-wy bez użycia środków pomocni-czych. Przy kombinacji płomieniez elementami przegrzewacza \płomieniówek, rozdział ciągu jestzupełnie nieprawidłowy, gdyżwięcej spalin przepływa przezpłomieniówki niż przez płomieni-ce, wskutek czego za mało spalin,o wysokiej temperaturze, dosta-je się do płomienie i przegrzewacza, Przegrzewaczw tym wypadku nie jest w stanie przegrzać parydo odpowiedniej temperatury, zwłaszcza gdy jejstopień wilgotności jest znaczny.

Wilgotność pary w kotłach parowozowych wa-ha się od 10 do 30%, zależnie od wielkości wol-

nej przestrzeni parowej w kotle, zwierciadła wo-dy, wysokości stanu wody w kotle, prędkości ru-chu parowozu, stopnia natężenia kotła i czystościwody. Wilgotność pary ma bardzo wielki wpływna zmniejszenie sprawności przegrzewacza. Elemen-ty przegrzewacza Schmidfa mają większą zdolnośćdo odparowywania wody, zawartej w parze, aniżelido jej przegrzewania, a to z tego powodu, że dużadługość elementów i odbiór ciepła przez same pło-mienice obniżają średnią różnicę temperatur mię-dzy parą a spalinami tak znacznie, że większaczęść powierzchni ogrzewanej elementu, po od-parowaniu wody zawartej w parze, jest dla prze-grzania nieczynna.

Para wilgotna, uchodząc z kotła przez prze-pustnicę do skrzynki przegrzewacza, o ile przed-tem nie została należycie odwodniona, przez uży-cie odpowiedniego odwadniacza, strąca wodę wniej zawartą ku dolnej części rury dopływowej,wskutek zmiany kierunku ruchu pod kątem pro-stym. Woda, nagromadzona na dole tej rury, wpły-wa do elementów, tuż pod ujściem rury dopływo-wej się znajdujących. Elementy te, nie mając nale-żytej ilości ciepła w swem otoczeniu, nie są w sta-nie odparować całej ilości wody, zawartej wparze, woda ta uchodzi więc wraz z parą do cylin-drów, powodując straty ciepła zużytego do jej o-grzania. Zjawisko to występuje tem wybitniej, imwiększe jest otwarcie przepustnicy.

Odpowiednio do tych objaśnień, projektujeWarszawska Spółka Akcyjna Budowy Parowozównastępujące zmiany w budowie kotłów parowozo-wych z parą przegrzaną.

1) Dla umożliwienia szybszego i wyższego•przegrzania pary, wyposaża się parowóz w mecha-nizm, pozwalający na zamianę, podczas jazdy pa-rowozu, w zależności od chwilowych warunkówpracy tegoż, obecnego przegrzewacza, osadzone-go w części rur, t. j . w płomienicach o dużej śred-nicy, na przegrzewacz ogrzewany całkowitą ilo-ścią spalin odlotowych, inaczej mówiąc na prze-grzewacz osadzony we wszystkich rurach, Do te-go celu służą klapy ruchome, umieszczone w dym-nicy, tuż pod płomienicami, powodujące przepływ90 do 100% spalin wytworzonych na ruszcie przezpłomienicę i zmuszające tę ilość spalin do zetknię-cia z powierzchnią ogrzewaną przegrzewacza.

Rys. 2. Nowy nakład rur przegrzewacza.

Klapy te, uruchamiane samoczynnie, zapomo-cą różnicy ciśnień pomiędzy skrzynią ogniową adymnicą, wywołanej działaniem ssącem pary odlo-towej, a więc tą samą siłą, która przyczynia siędo wytwarzania ciepła na ruszcie, obciążone sąprzeciwwagami na pewnem ramieniu i tworzą sa-


moczynny regulator temperatury przegrzania pa-ry. Momenty przeciwwag, powodujące obrót klap,są ustalone empirycznie, przy użyciu pirometra,w czasie próbnej jazdy. Regulacja dokonana jest wten sposób, że klapa otwiera się dopiero wtenczas,gdy temperatura pary osiągnie 400° C, przy na-pełnieniu cylindrów 60%,

2) W celu poprawy działania elementów prze-grzewacza zmienia się konstrukcję elementówSchmidfa w ten sposób, jak to wskazuje rys. 2.Przy tym elemencie, para wilgotna odbiera znacz-ną ilość ciepła ze spalin o odcinku aa przy znacz-nie niższej średniej temperaturze, obniżając tem-peraturę spalin do możliwie najniższej granicy, za-leżnie od zawartości wody w parze. Para osuszo-na wpływa następnie do odcinka b elementu, naj-przód do krótszej pętli, a potem do dłuższej, istyka się, w miarę wzrostu jej temperatury, z co-raz to wyższą temperaturą spalin. Następnie wra-cając, odbiera już mniej skutecznie ciepło ze spalinna odcinku b, zaś" na odcinku a będzie nawet o-chładzana przez spaliny o niższej temperaturze,jednak z powodu swego złego przewodnictwa cie-pła z jednej strony i z powodu przewidzianej wodcinku a izolacji rury, przez nawinięcie sznuraazbestowego, osłonionego rurą ochronną, nie bę-dzie traciła ciepła poprzednio uzyskanego,

3) Aby zapobiec wpływaniu za wielkiej ilo-ści wody do elementów, znajdujących się tuż pod

miejscem ujścia pary z rury komunikacyjnej doskrzynki przegrzewacza, umieszcza się przy ujściudo skrzynki przegrzewacza blachę ochronną, zdwoma odgałęzieniami, powodującą rozdział wodyna obie strony skrzynki przegrzewacza po połowie,która następnie, porwana energją przepływu pary,dostanie się lepiej rozdzielona do poszczególnychelementów.

4) Aby lepiej uzyskać osuszanie pary i spowo-dować jednolitość pary, zaprojektowano zmianęskrzynki przegrzewacza wedł. rys. 3 tak, że dzieliona normalny przegrzewacz na dwie części. 1/B ele-mentów obecnego przegrzewacza Schmidt'a służyjako osuszacz, zaś 2/3 — jako przegrzewacz,Para uchodząca z kotła, wraz z domieszką wo-dy, wpływa do elementów osuszacza i odbiera,przepływając przez nie, ciepło ze spalin przepły-wających przez płomienice do możliwie najniższejtemperatury, Para osuszona uchodzi następnie dowłaściwego przegrzewacza, do elementów kon-strukcji według rys. 2, W pierwszej części tychelementów osusza się jeszcze dokładniej, zaś wdrugiej części przegrzewa do wysokiej temperatu-ry. Z chwilą, gdy przegrzanie pary przekraczało-by granicę 400° C, przy 60% napełnienia cylin-drów, są dwie możliwości obniżenia tej tempe-ratury: 1) albo pozwala się klapie, przez odpowied-nie wyważenie, uchylić się i przepuścić pewną ilośćspalin przez płomieniówki, albo 2) natryskuje się

Rys. 3. Nowy ustrój skrzynki przegrzewacza.


wodę do osuszacza, w celu zwiększenia wilgotno-ści pary. Obie te czynności muszą być uskutecz-nione samoczynnie, przez zastosowanie działaniassącego pary odlotowej,

W kotłach nowych, skonstruowanych odpo-wiednio do powyższych wskazówek, umieszcza siętaką ilość normalnych płomienie, jaka odpowiadastosunkowi FJR = 0,077, gdzie F 2 oznacza wolnyprzekrój dla przepływu spalin w rurach w m2, zaśR — pole rusztu w m\ Tak obliczony wolny prze-krój dla przepływu spalin odpowie racjonalnej pro-dukcji ciepła, przy ciśnieniu pozatłokowem dyszy,nie przekraczającem 0,2 ata przy największej pra-cy narowozu. Płomieniówki w zmniejszonej ilości,lecz o normalnych wymiarach, pozostają nadal,f|dyż tworzą one najtańszy i bardzo pożyteczny ele-ment usztywniający obie ściany sitowe kotła. Po-żyteczny dlatego, że mogą służyć jako dodatko-wa powierzchnia ogrzewana, przy rozpalaniu zim-nego parowozu, przez co zmniejsza się zanieczy-szczanie przegrzewacza smołą pogazową, wytwa-rzającą się przy spalaniu węgla, a wpływającąszkodliwie na przewodność ciepła do pary i wo-dy.

Część płomieniówek, znajdujących się pomię-dzy płomienicami, zasłania się od strony ogniowejgrzybkami porowatemi z porcelany; służą one doprzepuszczania spalin bez dymu i płomienia dorur. Klapy w dymnicy składają się z pięciu części,zawieszonych na wale (rys. 7) w 10 mm-wych od-stępach od siebie. Są one umieszczone tak, że od-słaniają trzy pionowe rzędy płomieniówek, którswspółpracują, jako podgrzewacz wody, w dolnejczęści kotła. Przez te płomieniówki przepływa tyl-ko ta ilość spalin, która odpowiada przekrojowi10 mm X d mm [d — średnica płomieniówki).Współpracę płomieniówek, przy produkcji pary,można również osiągnąć przez wywiercenie w kla-

pach dymnicy otworów 0 6—8 mm w osi każdejpłomieniówki.

W celu umożliwienia racjonalnego spalania wę-gla przy najmniejszym nadmiarze powietrza orazdla zwiększenia produkcji pary w skrzyni ognio-wej, projektuje się wbudowanie do skrzyni ognio-wej 2—4 rur wodnych, w kształcie litery S, oprzekroju 109/121 mm, po dwie w niewielkim(ok. 5 cm) odstępie obok siebie, pomiędzy ścianąsitową a drzwiczkową. Rury te tworzą dźwigarogniotrwały dla sklepienia, składającego się zkształtowych cegiełek ogniotrwałych, zawiasowowspartych na rurach, w niewielkich odstępachwzględem siebie. Sklepienie to zasłania tylko prze-strzeń między dwiema wewnętrznemi rurami, nacałej długości skrzyni ogniowej, i -owoduje jakbypodział skrzyni ogniowej na część, w której wy-twarzają się gazy palne na ruszcie, i drugą część,gdzie wokoło rusztu z cegieł ogniotrwałych nastę-puje dokładne wymieszanie gazów z gorącem po-wietrzem. W drzwiczkach umieszcza się klapę ru-chomą, otwierającą się do wnętrza skrzyni ognio-wej, obciążoną przeciwwagą na pewnem ramieniu.Klapa ta służy do samoczynnej regulacji dopływudo paleniska powietrza wtórnego, służącego dospalania gazów palnych, wytworzonych na ruszcie.Mieszanina gazu z powietrzem wtórnem musi prze-pływać przez szpary, utworzone pomiędzy ruramioraz między rurami zewnętrznemi a ścianamibocznemi. Aby w okresach małego natężenia rusz-tu, w chwili gdy klapa w drzwiczkach jest za-mknięta, dopływała również odpowiednia ilość po-wietrza, projektuje się nachylenie rusztu od środ-ka paleniska ku bocznym ścianom w stosunku1 :10, przez co warstwa węgla na ruszcie będzieniejednostajnie gruba. Cieńsza warstwa spala sięprzy większym nadmiarze powietrza, zaś grubszaprzy mniejszym.

(4. n.)

PRZEGLĄD PISM TECHNICZNYCH.METALOZNAWSTWO,

Ciężkie stopy, dające się ulepszać.(Z wyjątkiem.metali szlachetnych),

Z poznaniem faktu, że zdolność do ulepszania stopówaluminjum wiąże się z przekroczeniem nasycenia roztworustałego, rozwinięto teorję „krytycznej dyspersji", Przyjętoza powód wzrostu wytrzymałości i twardości wydzielaniesię bardzo drobnej fazy krystalicznej (por. W, Guertler. Zft.f. Metallkunde 22 (1930) zesz. 3, str. 78/84),

G. Masing, nie wchodząc w krytykę teorji, stwierdza,że ułatwiła ona poszukiwania stopów, dających się ulep-szać, Między innemi przyczyniła się teorja krytycznej dys-persji do poznania zjawisk, zachodzących podczas har-towania stali, i dopomogła do ustalenia faktu, że w mar-tenzycie mamy do czynienia z żelazem a, co potwierdziłybadania roentgenograficzne, Teorja ta doprowadziła teżdo stwierdzenia praktycznego, że wzrost twardości i wy-trzymałości zachodzi zawsze tam, gdzie można się spodzie-wać drobnego rozproszenia pewnej fazy. Obok wysokiej

wytrzymałości wymaga technika także i pewnej zdolnoścido odkształcenia się, tak że nie wszystkie ulepszone

. * • •

t J

a

7

0 2 4 6 8 10 12 14Długość elementu siatki wedtug liczby atomów-

Rys. i,

stopy mogą znaleźć zastosowanie w technice. Np. stopżelaza z berylem daje się ulepszać, jednak walcowanie je-


go sprawia zbyt wielkie trudności, uniemożliwiając zasto-sowanie. Nasycenie roztworów stałych osiąga się przymniejszych ilościach domieszek, o ile jest tych domieszekdużo. Tworzą one ze sobą często związki, zwłaszcza gdymają między sobą większe powinowactwo, niż z rozpu-szczalnikiem. W tym wypadku skutek ulepszania jest więk-szy niż w wypadku stopu podwójnego.

Heusler wykonał stopy miedzi z manganem i krze-mem, lub aluminjum. Stopy te osiągają dużą twardość po har-towaniu, trudno je jednak i przed hartowaniem obrabiać. Du-żemu wzrostowi twardości towarzyszy nieznaczny wzrostwytrzymałości, jak to widać z tabeli 1.

T A B E L A 1.S t o p y H e u s l e r a Cu — Al — Mn.

% Mn

55

1313

%A1

9

99

9

Stan

miękkihartów.miękkihartów.

Wytrzy-małośćkg/mm2

74756796

Wydłu-żenie

/o

151619

1

Twardość

170

202

330

570

Zjawisko niewspółmiernego wzrostu twardości i wytrzy-,małości obserwujemy w niektórych stopach ulepszającychsię, np, Cu-Fe. Stopy Corsona są bronzami krzemowemi zzawartością przedewszystkiem Cr, Co, Ni.

Tabela 2 podaje graniczne rozpuszczalności różnychpierwiastków w miedziowym roztworze stałym O. w różnychtemperaturach.

T A B E L A 2.R o z p u s z c z a l n o ś ć r ó ż n . p i e r w i a s t k ó w w r ó ż n .

t - r a c h w m i e d z i o w y m r o z t w o r z e s t a ł y m <*.

Składnik

CrCoSiCoa SiNiaSi

10000C

0,8

3,4—

3,38,2

800n,C

0,251,76,81,68,6

300° C

oo 0.07

—

3,00,3

0,7

20» C

0,352,0

—

—

. Stopy Corsona dają w stanie ulepszonym wytrzyma-do 80 kg mm2,, w stanie wyżarzonym — wydłużenie 50—70%.Wykres na rys. 1 podaje zmiany twardości stopu miedziz 8% N12 Si w zależności od czasu odpuszczania przy 550°

Z punktu widzenia praktyki, są najbardziej zajmującemistopy miedzi z berylem. Obok wysokich własności wytrzy-małościowych, jakie z metali daje tylko stal (tabela 3), po-siadają bronzy berylowe dużą odporność na korozję i dużąprzewodność elektryczną.

Miedź rozpuszcza w sobie żelazo w ilości ok, 3,5% w tem-peraturach bliskich topienia, Do 800" spada rozpuszczal-

ność na ok. 0,3% i w dalszym ciągu zmniejsza się, jednaknie tak gwałtownie. Hartując stopy Cu-Fe o 0,7% Fe, o-trzymujemy wzrost twardości o 50%. Wytrzymałość przy-tem prawie nie wzrasta. Stopy Al-Zn również dają się u-lepszać, przyczem w czasie odpuszczania twardość najpierwrośnie do pewnego maximum, poczem znów spada,

Małowęglista stal zahartowana przy 600° wykazuje popewnym czasie odleżenia się w temperaturze pokojowej,lub 50° C, wzrost twardości o 80% i wytrzymałości o 40%.

Wszystkie zjawiska ulepszania są do siebie w przebie-gu podobne, mimo pewnych anomalij, i to właśnie wskazu-je na pewne wspólne ich podłoże, na które wpływają ce-chy indywidualne pewnych stopów w sensie drobnych róż-nic, lecz bez zmiany ogólnego charakteru, (G. Masing, Z i t,f. d. M e t a l l k u n d e (22) 1930, zesz, 3, str, 90^4),

2 K-d

SAMOCHODY.Sejsmergometr — nowy przyrząd

do badania drgań i wstrząsów.Działanie sejsmergometru opiera się na znanych wła-

snościach przepływu cieczy przez zwężenie. Jeżeli mianowi-cie ciecz przepływa przez rurkę ABC (rys. 1), ze zwężeniemw B, w którymkolwiek kierunku, to w B powstaje minimumciśnienia (rys, 2). Spadek więc ciśnienia w B może byćwskaźnikiem, wzgl. miernikiem przepływu przemiennego cie-czy, tak jak wskazania przy-rządu elektrodynamicznegostanowią miernik przemien-nego prądu elektrycznego.

W najprostszem wykona-niu przyrządu jest on połączo-ny z przedmiotem, któregodrgania mają być mierzone, ima wygląd, jak na rys. 3. Słupcieczy utrzymuje się w rów-nowadze (w stanie spoczyn-ku) i tworzy masę bezwładną.

A B C

Rys. 3 i 4.Schemat przyrządu w dwuróżnych wykonaniach: domierzenia drgań gwałto-wniejszych (rys, 3) orazdo drgań łagodniejszych— o dwu cieczach (rys. 4).

Z chwilą, gdy się zaczynają drgania przyrządu, następujeprzemienny przepływ cieczy przez zwężenie i spadek ciśnie-

Rys. 1 i 2,Rurka ze zwężeniemi przebieg ciśnienia

w niej podczas .przepływu cieczy.

T A B E L A 3.

Stopy

2$Be 98% Cu2,5% Be, 975£ Cu

3% Be, 91% Cu

Granicasprężystości

harto-wane

6,25,09,1

ulep-szane

25,045,954,2

mięk-kie

12,821,4

Granicaplastyczności (0,2?)

harto-wane

11,015,720,0

ulep-jzane

78,0128,0

• 133,8

mięk-kie

22,331,132,0

Wytrzym. narozciąganie

harto-wane

51,348,955,6.

ulep-szane

87,2135,0150,3

mięk-kie

55,566,367,8

Wydłużenie

harto-wane

46,052,024,6.

ulep-szane

4,00,8

: 1,0

mięk-kie

22,0'21,0'23,6

' Wytrzymałość• na zginanie

harto-wane

45,0

.60,-7.

88,5

ulep-szane

163,7216,7.231,5

mięk-kie

: — "


nia (np. A'A"), mierzony zapomocą rurki manometrycznej D.Przyrząd taki nadaje się do mierzenia drgań dość gwałtow-nych. Jeżeli chodzi o wstrząśnienia łagodniejsze, to po-większa się czułość przyrządu przez nadanie mu postaciuwidocznionej na rys. 4. Tu mamy 2 ciecze, nie mieszającesię ze sobą, przyczem ciecz lżejsza zapełnia przestrzeń ponad

A"

Rys. 5. Schemat przyrządu do pomiaru składowejpoziomej amplitudy drgań',

poziomem cieczy cięższej i sięga powyżej wylotu rurki ma-nometrycznej, zaś zbiornik górny odpada. Różnica gęstościcieczy użytych w przyrządzie określa przesunięcie się dolnegosłupka cieczy w bocznej rurce manometrycznej, a zarazem iczułość przyrządu. Łatwo dobrać tak gęstość cieczy, że czu-łość wzrośnie 10-krotnie w stos. do ustroju wedł. rys, 3.

Do badania spółrzęd-nej poziomej drgań słu-ży przyrząd wedł. rys. 5,oparty na Itejże zasa-dzie.

Przyrząd jak na rys. 3nadaje się do samo-chodów ciężarowych ooponach pełnych. Przyustawieniu go na autobu-sie, przy jeździe drogągładko wybrukowaną ko-stką drzewną, spadeksłupka cieczy wynosił5 do 10 mm; gdy jezdniajest gorzej brukowana,sięgają wskazania przy-rządu 20 mm, a przy b.złym bruku 50 do 60 mm.Ustrój według rys. 4wskazywał, przy użyciu

Rys. 6. ; Inna postać przyrząd"o metalowej masie (M) ulegającejdrganiom, przenoszonym przez

ciecz na membranę (F). *•B — zwężenie; A —rurka manometryczna;

Aii — A> wahania słupka cieczy.

go na samochodzie dobrze resorowanym, o o-ponach balonowych —20 do 120 mm. Takwięc użycie opisanego przyrządu pozwala bądź na zbadaniewpływu napełnienia opon, regulacji, amortyzatorów i t, d.,przy jeździe tą samą drogą, bądź na wyjaśnienie kry-tycznej szybkości jazdy oraz na klasyfikację jakości dróg,przy jeździe różnemi drogami.- Nadto, zmniejszając czu-łość przyrządu, można go użyć do pomiarów drgań częściniezawieszonych pojazdu (np, mostu tylnego).

Zwiększenie czułości wymaga zwiększenia masy, a więci wysokości słupka cieczy. Temu staje na przeszkodzie brakmiejsca na samochodzie. Zastosowano tedy większą masęmetaliczną, w postaci ciężkiego klocka, nadającego swójruch cieczy za pośrednictwem membrany (rys. 6), Tu ciecznie odegrywa roli masy bezwładnej, lecz jeno transforma-tora energji.

Wskazania przyrządu zgadzają się z wrażeniami podwzględem komfortu, doznawanemi przez jadącego. Wyna-lazcy proponują tedy operowanie pewnym charakterystycz-nym dla danej drogi (danego pojazdu) „spółczynnikiem kom-

fortu", ustalanym nie subjektywnie, lecz objektywnie przezprzyrząd,

Rys. 7. Widok sejsmergometru na samochodziewraz z manometrem samopiszącym.

Rys. 7 uwidacznia wygląd przyrządu o masie ok. 620 g,połączonego z manometrem samopiszącym, a przeznaczone-go bądź do porównywania ze sobą dwu pojazdów, bądź dooceny stanu szosy. (Petit. R e c h e r c h e s e t I n v e n-t i o n s , 1930, zesz, 2).

TECHNIKA SANITARNA.

Mechaniczne oczyszczanie płaskich osadnikówdo wód ściekowych.

Osadniki płaskie do klarowania wód ściekowych, cho-ciaż działają z efektem do 85%, mają tę wadę, że osiada-jący na dnie namuł pozostaje wciąż w styczności ze świe-żo napływającemi ściekami. Ponieważ namuł dość szybkoulega gniciu, zaraża, szczególniej gdy zbierze się go znacz-niejsza ilość, dopływającą wodę, która zaczyna również gnić,a stąd powstają dotkliwie dające się czuć zapachy w oko-licy osadników. Dalszą wadą tych osadników jest okolicz-ność, że usunięcie zebranego w dolnej ich części namułu jest

Rys. 1. Ręczne usuwanie namułu z dna osadnika.

połączone z dużemi trudnościami. Działanie osadnika musibyć w tym celu wstrzymane, osadnik opróżniony ze ście-ków, a następnie dopiero spycha się namuł ręcznie zapomo-

44 PRZEGLĄD ffićHMCzNY

cą dużych grac (rys. 1) do jednego końca osadnika, skądjuż drogą pneumatyczną przedostaje się na miejsce, prze-znaczone do wysuszania. Tego rodzaju osadniki zbudowa-no przed 40 laty w Lipsku. Przed przystąpieniem do roz-szerzenia urządzeń oczyszczających ścieki w tem mieście zbu-dowano dwie oczyszczalnie próbne. Jedną — do oczyszcza-nia 3000 m3/24h, składającą się z dwu studzien emszerskich,filtrów biologicznych zraszanych, zapełnionych żużlem, z roz-pryskiwaczami obrotowemi. Druga -— na taką samą ilość

a-6 c-d

Rys. 2. Osadniki do klarowania ścieków w Lipsku:1 — dopływ ścieków; 2 — platforma do przesuwania pomostu wpoprzek osadników; 3 — przewód ssący do,

namułu; 4 — kładka; 5 — zbiornik do namuhi spienionego; 6 — odpływ ścieków.

ścieków —• składa się również z dwu głębokich studzien em-szerskich, a mają być jeszcze wybudowane filtry biologicz-ne, i, w razie potrzeby, osadniki z czynnym osadem, Ponie-waż przy miejscowych warunkach (obfitość wód gruntowych)głębokie studnie kosztują bardzo drogo, przed przystąpie-niem do rozszerzenia urządzeń klarujących głównej oczy-szczalni postanowiono przeprowadzić próby z klarowaniemścieków w osadnikach płaskich z mechanicznem usuwaniemzbierającego się w nich namułu. W tym celu zbudowano 4osadniki betonowe o przekroju prostokątnym, 10 m szero-kości i 2,2 głębokości wódy (rys. 2), Długość osadników,dostosowana do wymiarów placu, jakim rozporządzano, wy-nosi 50 do 60 m. Na podłużnych ścianach osadników są uło-żone szyny, po których może się przesuwać pomost poprzecz-ny. W środku pomostu znajduje się budka z umieszczonemiw niej silnikami do przesuwania pomostu i innych celów.Pod pomostem są zawieszone 4 obracające się ramiona, doktórych jest przymocowana graca (rys, 3) 0,9 m wysokości.Gracę można opuszczać lub podnosić, posiłkując się silni-kiem, znajdującym się w budce. Przy najniższem położeniugraca dochodzi do dna osadnika, na którem są ułożonetrzy szyny, Graca jest obita z boków i na dole pasami gu-mowemi i przylega szczelnie do ścian i dna osadnika,

Graca służy do dwu czynności: 1) przesuwania warstwypienistego namułu, tworzącej się na powierzchni wody, dodeski przegrodowej, umieszczonej przed końcem odpływuścieków (rys, 2, I), skąd dalej usuwa się ją ręcznie do lej-kowatego zbiornika, oddzielonego od osadnika zasuwą drew-nianą; 2) ściągnięcia namułu, osadzonego w dolnej częściosadnika, do wgłębienia w kształcie odwróconego ostrosłu-pa, zajdującego się przy wlewie ścieków (rys, 2, II).

Od strony dopływu ścieków do czterech położonych ko-ło siebie osadników znajduje się platforma na kółkach (rys,2, III), za której pomocą może być przesunięty do każdegoosadnika pomost z budką i gracą i wszystkie osadniki sąobsługiwane jednym aparatem.

Jako zalety tego urządzenia, można wymienić;li Ścieki w czasie przepływu przez osadnik nie są mie-

szane,2. Namuł pływający i namuł denny usuwa się zapomo-

cą jednego przyrządu. Jeżeliusuwanie namułu odbywa sięraz na dzień, nie występujązjawiska gnicia.

3. Ponieważ ruch gracypo dnie odbywa się bardzopowoli, namuł nie jest mąco-ny. Z tego powodu nie trzebazatrzymywać dopływu ście-ków podczas oczyszczaniaosadnika.

4. Do czterech osadnikówpotrzebny jest tylko jedenaparat; możnaby nim obsłużyći więcej osadników, gdyżoczyszczanie jednego z nichtrwa 50—60 minut. Zużycieprądu jest małe — 1 34 KM.

5. Ponieważ wszystkie ru-chome części znajdują sięponad powierzchnią ście-ków, unika się przedwczes-nego zużycia przyrządu; o-prócz tego wszystkie częścijego są dostępne,

6, Całe urządzenie może być dozorowane przez jednąosobę, zajętą przy czterech osadnikach trzy godziny dziennie,

7, Koszt budowy osadników płaskich wyniósł 150 000marek, w czem koszt pomostu i urządzeń mechanicznych20 000 marek. Ażeby zbudować głębokie studnie emszerskiedo klarowania takiej samej ilości ścieków, wypadłoby wy-

1

•., f * ' ? 5 -:•'•:• • (••;

' / / / / / i , .

Rys. 3. Mechaniczne usuwanie namułu z dna osadnika(opróżnionego ze ścieków),

dać wielokrotnie większą kwotę, Przy tem trzeba zaznaczyć,że osadniki płaskie, w opisany sposób oczyszczane, dają na-muł świeży, zaś studnie głębokie — gnijący, ( T e c h n i -s c h e s G e m e i n d e b l a t t . 1930 r,, str, 301—304),

u.

fiimiiluliiiiuitfuaiiiuulM iiiiiiyuiMniiiiiiIiiiiiiiiiiiliii|I Nr. 2. SPRAWOZDANIA I PRACE TOM V

| POLSKIEGO KOMITETU ENERGETYCZNEGO 1| B U L L E T I N DCI C O M I T E P O L O M f l l S D E L ' E N E R G I E I

T R E Ś Ć ;

Racjonal izac ja gospodarki ener-getycznej w Borysławskiemz a g ł ę b i u naftowe m, ,nap, Inż,W. Rosental. (Referat złożony na 2-gąŚwiatową Konferencję Energetycznąi wBerlinie w r. 1530).

WRRSZAWft

14 STYCZNIfl

1931 R.

S O M M A I R E :

R a t i o n a l i s a t i o n de 1 'ut i i i sat ion de1'energie d a n s le b a s s i n p e t r o -H e r d e B o r y s ł a w en P o l o g n e (asu-ivre), par M. W. Rosental. Rapporl presentóa la 2-me Conference Mondiale de l'E-nergie, Berlin 1930.

i

Racjonalizacja gospodarki energetycznejw Borysławskiem zagłębiu naftowem5.

Napisał Inż. W. Rosental.

Występowanie złóż naftowych w Polsce, po-dobnie jak i w sąsiedniej Rumtinji, wiąże się ści-śle z Karpatami i ich Przedgórzem. Kopalnie naf-ty istnieją w Polsce w siedemdziesięciu kilku miej-scowościach, rozciągających się na przestrzeniPodkarpacia od linji rzeki Dunajca aż po Bukowi-nę. Większość polskich złóż naftowych jest zwią-zana z fałdami, przeważnie o skomplikowanej bu-dowie tektonicznej.

Zapasy ropy zawarte w złożach tych terenównaftowych, według przybliżonych obliczeń, wyno-szą około 160 miljonów tonn. Ogólna ilość ropy,wydobytej dotąd w Polsce od początku istnieniaprzemysłu naftowego, wynosi około 28 miljonówtonn. Ponieważ w eksploatacji znajduje się tylkookoło Tfo znanych stref naftowych, wydobyta do-tąd w Polsce ropa stanowi niezawodnie małą częśćtych zasobów, które mogą jeszcze kryć się wziemi.

Do najbogatszych pól naftowych zalicza się takzwane Borysławskie Zagłębie Naftowe, obejmują-ce trzy miejscowości: Borysław, Tustanowice iMraźnicę.

Obszary roponośne, wraz z rozmieszczeniemkopalń ropy i gazów ziemnych oraz rafineryj, po-kazano na rys. 1.

Przemysł naftowy pod względem gospodarczymi technicznym dzieli się na trzy odrębne gałęzie:

*) Referat zgłoszony na II Światową Konferencję Ener-getyczną w r. 1930 w Berlinie.

a) kopalnictwo, do którego należy wydobycie ro-py i gazów ziemnych; b) transport i magazynowa-nie ropy, wreszcie c) przeróbka rafineryjna ropy.

Przeróbczy przemysł naftowy, czyli rafinerjenaftowe, ogniskują się głównie w oddalonym odZagłębia o 12 km Drohobyczu, Wreszcie urządze-nia transportowe łączą kopalnie ze zbiornikamimagazynowemi, z rafinerjami oraz z odbieralniąkolejową.

Wydobywana z ziemi ropa spływa do odpo-wiednich zbiorników, W zbiornikach tych podda-je się ropę procesowi oczyszczania, czyli wydzie-lenia z niej odpadkowych stałych substancyj i wo-dy. Ropę odczyszczoną odtłacza się zapomocą sie-ci ropociągów do rafineryj, względnie innego miej-sca przeznaczenia.

Ogólna zdolność przeróbcza polskich rafineryjwynosi około 120 tysięcy cystern ropy rocznie. Wubiegłym roku czynnych było 27 rafineryj. Naj-większa rafinerja w Polsce — Państwowa Fabry-ka Olejów Mineralnych „Polmin" w Drohobyczujest własnością Państwa i posiada zdolność prze-róbczą około 25 tysięcy cystern ropy rocznie. Naterenie Drohobycza znajdują się jeszcze innewiększe rafinerje o łącznej zdolności przerobusięgającej również 25 tysięcy cystern rocznie. Nie-które z tych rafineryj posiadają swoje własne ro-pociągi i gazociągi.

Ropie nafowej towarzyszy zazwyczaj gaz ziem-ny. Gaz Zagłębia Borysławskiego posiada prze-ważającą część, bo 85 do 95% metanu (CH4),W gazie ziemnym, wydobywającym się jed-

46 — 6 En SPRAWOZDANIA I PRACE P. K. En. 1931

nocześnie z ropą, występuje obok metanupewien procent cięższych węglowodorów, któ-re zapomocą odpowiednich metod dają siędość łatwo wydzielać i skraplać na tak zwa-ną gazolinę, która stanowi lekką benzynę o cięża-

Ogólną sytuację Zagłębia Borysławskiegoprzedstawia rys. 2, Na rysunku, obok kopalni i ga-zoliniarni, oznaczono ropociągi i gazociągi orazprzewody sieci elektrycznej (p. rys. 2a).

Bilans polskiej gospodarki ropnej za r. 1928 uwi-

t •

! • • ' •

Ld

O

OL

McoCQO

LLJ

CO—JoCL

rze gatunkowym najwyżej 0,68. Gaz ziemny odga- doczniono w przedstawieniu graficznem na rys. 3.zolinowany zużywa się na potrzeby opało.we prze- Za jednostkę dla wykresu przyjęto cysternę, za-mysłu naftowego,. Wartość opałowa gazu, zależnie wierającą 10 tonn ropy.od jego składu chemicznego, wynosi 8 do 12 ty- Po stronie aktywów bilansu figuruje produk-sięcy Kal,m3 (przy 760 mm Hg i 0° C). cja ogólna, wynosząca 74 291 cystern. Produkcja

Nr. 2 SPRAWOZDANIA I PRACE P. K. En. 47 — 7 En

Zagłębia Borysławskiego w roku 1928 wyniosła72% ogólnej produkcji polskiej.

Po stronie pasywów, obok ropy, użytecznie wy-zyskanej, a więc przesłanej do rafineryj, widniejąpozycje zanieczyszczeń oraz opału.

ki poczynionym w metodach oczyszczania ulep-szeniom i oszczędnościom, zdołano pozycję tęznacznie zredukować, przysparzając poważne ilo-ści ropy czystej. Na rys. 4 krzywa (A) podaje prze-bieg wysokości zanieczyszczeń, licząc od roku 1922.

LJ

LU

CDLJł

^ JO

M

LJ

CO

CO

oCD

Zanieczyszczenie w roku 1928 wyniosło 3 379cystern, czyli 5,4% całego wydobycia. W ciąguostatniego dziesięciolecia w pozycji tej zachodzibardzo poważna zmiana na lepsze. Jeszcze w roku1920 zanieczyszczenie wynosiło około 15%. Dzię-

Należy zauważyć, że z ogólnej licz.by zanieczyszczeńokoło 95°ii przypada na okręg Drohobycki, a głów-nie na Zagłębie Borysławskie, oraz że zanieczy-szczenia, wykazane w roku obecnym, stanowią sub-stancje prawie zupełnie już bezwartościowe.

48 — 8 En SPRAWOZDANIA I PRACE P. K. En. 1931

Drugą pozycję, wykazującą poważny wynikwysiłków ekonomicznych w Zagłębiu Borysław-skiem, stanowi rubryka opału. W roku 1928zużyto na opał 316 cystern. Z tego na okręg Dro-hobycki przypada 237 cystern, na okręg Jasielski 30i na okręg Stanisławowski 49 cystern. Ropa jako pa-

BILANS OBROTU ROPY NAFTOWEJ1928

ASFALT, KOKS, WAZELINA,

ŚWIECE I STALE SMARY

PÓŁPRODUKTY I POZOSTAŁOŚCI^ 315,9-6,5%

BENZYNA

)UKTYNĄFTO\\398-915%

RZER0B1ON0 W RAFINERIACH

60699J-3LANO'DO"RAF

OLEIE SMAROWE

OLE) GAZOWA

ZUŻYTO NA OPAŁ237^0,4%

ZANIECZYSZCZENIA

5,42-3 3795=^%.

Rys, 3.

liwo, uży>vana jest częściowo na kopalniach do opa-lania kotłów (213 cystern), częściowo zaś przez to-warzystwa magazynowo-tłoczniowe do napędutłoczni (24 cystern). Krzywa (S) na rys. 4 przed-stawia przebieg zużycia ropy na o"ał w ciągu o-statnich lat 7. Swierdzić należy, że przejście od

5 320 cystern, czyli 8,5 % wydobycia brutto w ro-ku 1922, do 237 cystern, stanowiących zaledwie0,4% produkcji ogólnej, przedstawia poważny wy-nik, osiągnięty w dziedzinie gospodarki cieplnejcałego kopalnictwa polskiego, w szczególnościzaś kopalnictwa Borysławskiego Zagłębia Naftowego.

W roku 1928w 27 czynnych wPolsce rafinerjachropy naftowejprzerobiono ogó-łem 72 560 cysternropy. Produktównaftowych otrzy-mano 66 398 cy-stern, a więc91,5% ogólnegoprzerobu. W kra-ju zużyto 37 321cystern, czyli 56°/0iwywieziono zagra-nicę 26 048 cy-stern, czyli 39,4°/0

całej wytwórczo-ści produktów naf-towych, wreszcie3 029 cystern, więc4,6%, pozostało ja-ko zapas na rokprzyszły.

Różnicę pomię-dzy ilością ropy,zużytej do prze-robu, a ilością o-trzymanych pro-duktów naftowych,wynoszącą 6102cystern, czyli 8,5%całego przerobu,stanowią stratyprzy przeróbce,

Z pośród pro-duktów naftowychpierwsze miejscepod względem i-lości zajmuje naf-ta, która stano-wi 32,5"/o ogólnejilości produktównaftowych. Za niąnastępuje olej ga-zowy, wynoszą-cy 19%. olejesmarowe — 16,4%ibenzyna — 14,5%,parafina — 6%,półprodukty i po-zostałości — 6,5°/oi

wreszcie na asfalt, koks, wazelinę, świece i stałesmary, przypada razem 5% ogólnej ilości produk-tów naftowych,

W związku ze wzrostem ilości używanej ben-zyny przez lotnictwo i automobilizm, rafinerje sto-sują obecnie metodę krakową, pozwalającą przę-

W CYSTERNACH b, 10 TON.

OKR. STANISŁAWÓW

,4 279-5,82

OKR. JASŁO

52419 -10,27.

Nr. 2 SPRAWOZDANIA I PRACE P. K. En. 4 9 - 9 En

rabiać olej gazowy na benzynę. Pozatem niektórerafinerje posiadają instalacje do wyrobu mydłamineralnego z parafiny, do wyrabiania różnorod-nych wysokowartościowych olejów smarowychoraz do otrzymywania olejów o wysokich własno-ściach izolacyjnych dla potrzeb elektrotechniki,

W pierwszym okresie rozwoju kopalnictwa gazziemny uważany był za produkt uboczny, często-kroć niepożądany, bo przyczyniający pewne kło-

ZANIECZYSZCZENIA OPAL, x 1 0 0 0 CYSTERN ROCZNIE.

1922 1923 1924 1925

A (A<) - ZANIECZYSZCZENIA

B (B,j) - OPAL OGÓLNY

C i - OGÓLNA PRODUKCJA ROPY

1926 1927 192?

b i - OPAL NA KOPALNIACH

b z - . . . . W TŁOCZNIACHTOW. MAGAZYNOWYCH

Rys. 4.

poty i komplikujący prace wiertnicze, bądź wydo-bywcze.

Wykres obrotu gazem ziemnym w Polsce w ro-ku 1928 przedstawia rys. 5. Dla możliwości porów-nań przyjęto tu skalę ropną, ustalając równoważ-nik cieplny — I m 3 gazu ziemnego = 1 kg ropynaftowej = 10 000 Kal. Z wykresu widzimy, żewydobycie ogólne gazu ziemnego na obszarze Rze-czypospolitej wynosiło 459 487 701 m3, co w rów-noważniku cieplnym stanowiło 49 134 cystern ro-py. W okręgu Drohobyckim otrzymano 38 220 cy-stern, czyli 78%, z czego w Borysławskiem Zagłę-biu naftowem — 30 612 cystern, względnie 62%ogólnego wydobycia. Wynika stąd, że zarówno wgospodarce gazowej, jak i w gospodarce ropowejZagłębie Borysławskie stanowi podstawę przemy-słu naftowego.

Na gaz ziemny poczęto zwracać coraz baczniej-szy uwagę w miarę zmniejszania się nadmiaru ro-py oraz wyczerpywania się zapasów, pochodzącychz lat poprzednich. Przekonano się w niedługim cza-sie, że gaz ziemny przedstawia cenny środek opa-łowy, który może całkowicie pod tym względemzastąpić ropę, tembardziej, że cena jej na rynkueuropejskim coraz bardziej wzrastała. Jeszcze wroku 1920-ym niemal cała produkcja gazu ziemne-go była użytkowana na opał, prowadzony bardzorozrzutnie i nieekonomicznie, przyczem pokaźnailość gazu uchodziła w powietrze. Jeszcze późniejustalono, że gaz ziemny jest surowcem o warto-ściach nietylko opałowych, lecz że uważać go moż-na za surowiec, który może być poddany dalszejprzeróbce. Gaz ziemny przerabia się obecnie wspecjalnych fabrykach zwanych gazoliniarniami,gdzie otrzymuje się z niego gazolinę, czyli płyn na-leżący do najlżejszych gatunków benzyn. Produk-cja gazoliny w roku 1928 wyniosła 3 185,5 cystern,z czego na okręg Drohobycki przypada 2 893 cy-stern (około 91%), a w tem prawie wszystko o-trzymano w fabrykach Zagłębia Borysławskiego.

Wytwórczość gazoliny w roku ubiegłym w sto-sunku do otrzymanej ilości benryny, wynoszącej9 675 cystern, wyniosła 33%, co musi mieć poważ-ne znaczenie ze względu na stale wzrastające zu-życie benzyny w kraju.

Odwiarty gazu ziemnego, który nie może byćz tych lub innych względów obecnie zużytkowa-ny, zamykane są zapomocą odpowiednich głowic,

Zużycie gazu w gazoliniarniach wynosi około1 600 cystern, czyli 5,8% gazu rozporządzalnego.

Na wytwarzanie energji elektrycznej zużyto po-kaźną ilość gazu, bo około 2 700 cystern, czyli 9,8 %cale] rozporządzalnej ilości gazu. Prawie cała wy-twórczość elektryczna idzie na potrzeby przemysłunaftowego, bądź na cele oświetlenia, względnie napotrzeby napędu elektrycznego. Należy zauważyć,że przed 8-miu laty zużycie energji elektrycznej wprzemyśle naftowym ograniczało się głównie dopotrzeb światła oraz że w najbliższym czasie moż-na się spodziewać większego postępu w dziedzinieogólnej elektryfikacji Zagłębia.

Reszta gazu, wynosząca 23 038 cystern, a więcokoło 83% ogólnej ilości rozporządzalnej, zużywasię na potrzeby kopalń, rafineryj, tłoczni oraz in-nych zakładów i stanowi głównie opał kotłów, czę-ściowo zaś zużywa się do napędu silników gazo-wych.

Kopalnie naftowe na terenie Borysławskiego iZagłębia Naftowego zużywają znaczną ilość ener-gji mechanicznej do napędu i pewną ilość ciepła doogrzewania. Najwięcej energji potrzebują urządze-nia wyciągowe i wiertnicze, mniej energji zużywasię na utrzymanie w ruchu urządzeń pomocniczychi ogrzewanie. Obecnie ok. 18% napędu zelek-tryfikowano, reszta prawie wyłącznie stosuje na-pęd parowy. Instalacja parowa w głównej swojejczęści normalnie składa się: z kotłowni, obsługu-jącej zazwyczaj kilka najbliżej położonych szy-

50 — 10 En SPRAWOZDANIA 1 PRACE P. K. En. 1931

bów, a oddalonej ze względów bezpieczeństwa o40—50 m od poszczególnych otworów świdro-wych, — z przewodów parowych, łączących ko-tłownię z poszczególnemi maszynami i urządzenia-mi grzejnemi, i wreszcie z maszyn parowych orazurządzeń grzejnych. Każda z integralnych częścitej instalacji, znajdtijąc się w niekorzystnych wa-runkach, pracuje bardzo nieekonomicznie. Głów-nie jednak odbija się na całej instalacji nieekono-miczna praca kotła.

Według statystyki z roku 1928, w kopalniachropy Zagłębia Borysławskiego znajdowało się 1 134kotłów, o łącznej powierzchni ogrzewanej54 682 m2, w tem kotłów lokomobilowych 1011.Przeciętnie na jeden kocioł przypada więc około48 n r powierzchni ogrzewanej.-

Na terenie Zagłębia używa się kotłów typu lo-komobilowego, które pracują ze średnią sprawno-ścią od 30 do 50%. Główną trudnością w racjonal-nem prowadzeniu kotłowni jest brak odpowiedniejwody. Woda rzek miejscowych, z powodu zanieczy-szczenia i wielkiej zawartości soli, do zasilania ko-tłów wcale się nie nadaje. Kotłownie miejscowezaopatrują się w wodę zapomocą sieci wodociągów,prowadzących ją z okolic dalszych.

Kotły opala się gazem ziemnym. Ten sposóbopalania kotłów kalkuluje się najtaniej, zwłaszczawobec wysokich cen transportu i trudności w do-wozie węgla na samym terenie. Gazu dostarcza zwy-kle obsługiwany otwór świdrowy, lub spółka ga-zowa.

Do napędu używa się jedno lub dwucylindrowebliźniacze maszyny parowe, pracujące parą nasy-coną o ciśnieniu 8—10 atm i bez kondensacji. W ro-ku 1928 w kopalniach ropy Zagłębia znajdowało się1 367 tłokowych maszyn parowych, o łącznej mo-cy instalowanej 71 758 KM, przyczem na jedną ma-szynę przypada przeciętnie około 52 KM.

tworzonej. Średnio w stosunku rocznym na urzą-dzenia grzejne przypada 8 do 10%> całej ilości pa-liwa, zużytego na opalanie kotłów.

Przytoczona charakterystyka urządzeń gospo-darki cieplnej oraz miejscowych warunków pracytych urządzeń wskazuje, że obecny system nie zno-si daleko idącej, opłacającej się ekonomizacji, wdanych warunkach, i wobec tego należy go zastą-pić innym, bardziej doskonałym systemem.

W grę wchodzą dwa rodzaje silników: silnikispalinowe ora7, silniki elektryczne.

Dotychczasowe doświadczenie przemysłu naf-towego w Zagłębiu wskazuje, że silniki spalinoweze względu na wielką zmienność warunków pracy,wydobycia i wiertnictwa, posiadają tylko szczupłyzakres zastosowania w urządzeniach pomocni-czych, jak wszelkiego rodzaju pompy, sprężarki,ekshaustory i t. d.

Silnik elektryczny znany jest ze swoich warto-ści technicznych w porównaniu z silnikami parowe-mi i spalinowemi już z obcych terenów nafto-wych — na Kaukazie i w Rumunji, Dotychczaso-we doświadczenie, zdobyte w Zagłębiu Borysław-skiem w urządzeniach zelektryfikowanych, w zu-pełności potwierdziły tę jego wyższość,

Borysławskie Zagłębie Naftowe obejmuje jed-nolitą sieć przesyłowo-rozdzielczą użytecznościpublicznej na 15 kV oraz na ściślejszym terenienaftowym sieć rozdzielczą na 3 kV (rys. 2a). Siećzasila w energję Elektrownia Okręgowa w Tusta-nowicach o mocy instalowanej 11 200 kW oraz wy-twórczości rocznej 16,4 miljonów kWh (1928).Elektrownia posiada zespoły kondensacyjne i ko-rzysta z gazu ziemnego, jako paliwa.

Na terenie Zagłębia Borysławskiego, jak i wDrohobyczu, istnieje szereg elektrowni, służącychdo własnych potrzeb zakładów przemysłowych,Na największą uwagę zasługuje siłownia jednej z

Elektrownie

Okręg Drohobycz

W tem o mocy ponad 1 000 kW

1C0 do 1 000 kW

„ do 100 kW

Ilość

54

2

8

44

Liczbaprąd-

nic

95

6

20

. 60

1

Mocsilników

KM

25 207

20 030

3 655

1522

Mocprądnic

kW

16 406

13 652

2 114

642

Rocznaprodukcia10c0kWh

26 892

18 767

6 863

1262

Obok nieekonomicznie pracującego systemu na-pędu parowego, zużywa się na kopalniach wielepary w urządzeniach grzejnych, przeznaczonychdo podgrzewania (do 45° C), tężejącej, zwłaszczaw okresie chłodów, ropy i emulsji. Rozchód paryna urządzenia grzejne oblicza się w lecie na oko-ło 4%, w zimie na około 12% całej ilości pary wy-

rafineryj w Drohobyczu, gdzie energję wytwarzasię w silnikach parowych, przeciwprężnych, przy-czem parę odlotową użytkuje się na potrzebygrzejne rafinerji. Otrzymaną energję, po częścio-wem zużytkowaniu na własne potrzeby rafinerji,przesyła się zapomocą linji dalekonośnej do Za-głębia, do własnych kopalń naftowych.

Nr. 2 SPRAWOZDANIA I PRACE P. K. En. 51 — 11 En

Z podanego zestawienia wytwórczych zakła-dów elektrycznych wynika, że ogólna wytwórczośćelektryczna w Zagłębiu Borysławskiem w roku1927 wyniosła 26,892 miljona kWh przy 16 406 kWłącznej mocy instalowanej.

Korzyści, wynikające z przejścia napędu ko-palń naftowych z parowego na elektryczny, pole-gają tak na wyższości technicznej silnika elek-trycznego, jak i na możliwości korzystania z ener-

BILANS OBROTU GAZU ZIEMNEGO1928

STRATY381-

GAZOLINIARNIE•1600-5,8%

FLEKTROWNIE^ 0 0 - 9 , 8 %

SKALA ROPY NAFTOWE!W CYSTERNACH ćt -10 TONN

1 m J CMI) = 1 Hq ROPY •

- 1 Vlq GAZOUNY - 10 ł Kcat

ZUŻYCIEW KRAiU

PRODUKCJA GAZOUNYSTRATY

ZUŻYCIEWŁASNE 870-11,4/,

POZA ZAGLBORYSŁĄWSKIE

OKR. JASŁO 4407,7 9

iZUZYCIE PRZEMYŚLU|27 338198,6 % jjjfU

gji, wytwarzanej w wielkich, ekonomicznych si-łowniach centralnych.

Oszczędności, wynikające stąd, można ocenićna około 80% oszczędności na opale, 80% — nawodzie, 98% — na smarach i 15% na obsłudze.Korzyści te przeciwważą się w znacznej mierzekosztami kapitału, potrzebnego na drogie stosun-

kowo urządzenia elektryczne, wyciągowe i wiert-nicze,

Porównanie różnorodnych sposobów wytwarza-nia energji elektrycznej w cieplnych zakładachelektrycznych, prowadzone z myślą przewodniąnajlepszego wyzyskania paliwa i najtańszych urzą-dzeń inwestycyjnych, doprowadziło do ostateczne-go wniosku, że elektryfikacja Zagłębia Borysław-skiego przedstawi sumę najkorzystniejszych wa-

runków w tym wy-padku, gdy w ogólnymukładzie elektrycz-nym znajdzie się rów-nież sposób wytwa-rzania energji elek-trycznej, opartej nałącznem traktowaniugospodarki cieplnejrafineryj i kopalń naf-towych.

Rafinerje naftowe,nawet najlepiej podwzględem technicz-nym urządzone, zu-żywają znaczne ilo-ści pary przeznaczo-nej dla potrzeb fa-brykacji. Zużycie towynosi średnio około2,5 kg pary grzej-nej na kg ropy prze-rabianej. Parę tę pro-dukuje się obecniew niskoprężnych ko-tłach i następnie zapośrednictwem sieciprzewodów parowychprzesyła się do od-biorczych stacyj wrafinerji na cele de-stylacji i ogrzewa-nia.

W kopalniach naf-towych używa siędo napędu wyso-koprężną parę ma-szynową, w rafi-nerjach zaś do ce-lów destylacji i o-grzewania potrzebnajest niskoprężna paragrzejna. Wynika stąd,że urządzenia te u-zupełniają się wzaje-mnie i że w dogodnychwarunkach przestrze-ni i czasu mogą byćpołączone w szereg

a para może w nich kolejno wykonać pracępotrzebną.

Według tej koncepcji, kotły i maszyny paroweprzeniesione niejako zostają z kopalń do rafineryji w rezultacie praca połączonych urządzeń przed-stawia się schematycznie w sposób, pokazany narys. 6. Według tego schematu, ropa i gaz ziemny

52—32 En SPRAWOZDANIA I PRACE P. K. En. 1931

przesyłane są zapomocą przewodów rurowych zkopalń w Borysławiu do rafineryj w Drohobyczu.Tutaj para, wytwarzana w kotłach wysokopręż-

WSPÓŁPRACA ENERGETYCZNARAFINERYJ I KOPALŃ

PROJEKTOWANY UKŁAD EKONOMICZNY

w korzystnych warunkach pracy, zapewniającychjaknajłepsze wyzyskanie ciepła, zawartego w pali-wie, a przytem z pominięciem strat, związanych z

WSPÓŁPRACA ENERGETYCZNARAFINERYJ I KOPALŃ

UKŁAD ISTNIEJĄCY

WĘGIEL

GAZOCIĄG

DROHOBYCZRAFINERIE

WSPÓŁPRACUJĄCA ELEKTROWNIA

BORYSŁAWKOPALNIE

«/lETLENIE

GAZOUNA

WĘGIEL

DROHOBYCZRAFINERIE

BORYSŁAWKOPALŃ IE

Rys. 6. Rys. 7.

nych, wykonywa najpierw pracę mechaniczną wnapędowych silnikach parowych, a następnie prze-chodzi do stacyj grzejnych na potrzeby procesu ra-fineryjnego, Napędowe silniki parowe są połączo-ne w zespoły maszynowe z prądnicami, w celu wy-twarzania energji elektrycznej, a otrzymana ener-gja elektryczna zasila w Borysławiu zapomocą linjidalekonośnej silniki elektryczne, wykonywającepracę mechaniczną w kopalniach,

Rys. 7 przedstawia obecny układ pracy nieza-leżnej •— siłowni, rafineryj i kopalń naftowych. Po-równanie rysunków 6 i 7 daje możność zauważeniaróżnic pomiędzy systemem projektowanym, a obec-nie istniejącym.

Skoncentrowanie wytwarzania energji elek-trycznej w siłowniach przy rafinerjach odbywa się

kondensacją (rys. 8), Należy też zauważyć, że w da-nym wypadku na cele wytwarzania ciepła i siłypracuje wspólna instalacja kotłowa, która rozmia-rami swemi niewiele przewyższa pierwotną in-stalację kotłową rafinerji, przy zastosowaniu ko-tłów na wysokie ciśnienie oraz szeregu pomocni-czych urządzeń ekonomizacyjnych.

Już na podstawie tych ogólnych rozważań wy-ciągnąć można wniosek, że tak właśnie rozumia-nej elektryfikacji Zagłębia przypadnie w udzialeodegrać rolę najdoskonalszej, najbardziej oszczęd-nościowej- metody gospodarki cieplnej, i że podtym względem elektryfikację uważać można zanajwyższy stopień rozwojowy tej gospodarki naterenie Zagłębia.

(d. n.). .

Wydawca: Spółka z o, odp. „Przegląd Techniciny". Redaktor odp. Inż, Czesław Mikulski.

Przedruk wzbroniony Warszawa, dni 1a4 styczni 193a 1 r. Tom...

Documents

Transcript of Przedruk wzbroniony Warszawa, dni 1a4 styczni 193a 1 r. Tom...