Una barra de acoplamiento o barra lateral conecta las ruedas motrices de una locomotora . Las locomotoras de vapor en particular suelen tenerlas, pero algunas locomotoras diésel y eléctricas , especialmente las más antiguas y las maniobras , también las tienen. Las bielas de acoplamiento transfieren la fuerza motriz a todas las ruedas.
Desarrollo
Locomotion No. 1 fue la primera locomotora en emplear barras de acoplamiento en lugar de cadenas . En la década de 1930 se desarrollaron varillas de acoplamiento de rodamientos de rodillos fiables . [1]
Tolerancia para el movimiento vertical
En general, todos los vehículos ferroviarios tienen suspensión de resorte ; sin resortes, las irregularidades en la vía podrían levantar las ruedas del riel y causar daños por impacto tanto a los rieles como a los vehículos. Las ruedas motrices suelen estar montadas de modo que tengan alrededor de 2,5 cm (1 pulgada) de movimiento vertical. Cuando solo hay 2 ejes acoplados, este rango de movimiento coloca solo una ligera tensión en los pasadores de la manivela . Sin embargo, con más ejes, se deben tomar las disposiciones necesarias para permitir que cada eje se mueva verticalmente independientemente de los demás sin doblar las varillas. Esto se puede hacer articulando la varilla lateral en cada pasador de manivela intermedio, ya sea usando el pasador como pasador de bisagra , [2] [3] o agregando una junta de bisagra adyacente al pasador, como se muestra en la ilustración.
Una alternativa es utilizar una barra lateral que abarque varios ejes con un yugo escocés en cada eje intermedio. Este enfoque era bastante común cuando se usaban varillas laterales para unir un eje intermedio a 2 o más ruedas motrices en locomotoras eléctricas y algunas locomotoras de combustión interna tempranas. La locomotora Swiss Ce 6/8 II Crocodile es un ejemplo destacado, pero hubo otros. [4] [5] [6]
Equilibrio
El acoplamiento descentrado de la varilla de acoplamiento al pasador del cigüeñal de la rueda motriz crea inevitablemente un movimiento excéntrico y una vibración cuando está en movimiento. Para compensar esto, las ruedas motrices de una locomotora de bastidor interior siempre tenían contrapesos incorporados para compensar el momento angular de las bielas de acoplamiento, como se muestra en las figuras de arriba. En las locomotoras con bastidor exterior , el contrapeso podría estar en la propia rueda motriz o en la manivela fuera del bastidor, como se muestra en la figura adyacente.
Cuando el movimiento de las varillas laterales es puramente circular, como en las locomotoras impulsadas por ejes intermedios o transmisión de engranajes a un conductor, los contrapesos pueden equilibrar esencialmente todo el movimiento de las varillas laterales. Cuando parte del movimiento no es circular, por ejemplo, el movimiento horizontal de un vástago de pistón, los contrapesos de las ruedas o los ejes motrices no se pueden hacer para equilibrar todo el conjunto perfectamente. En una rueda motriz que soporta ambas bielas laterales y la biela a un pistón , el contrapeso necesario para equilibrar el movimiento horizontal del pistón y la biela sería más pesado que el contrapeso necesario para equilibrar el peso vertical de las bielas. Como resultado, un contrapeso elegido para minimizar la vibración total no minimizará el componente vertical de la vibración.
El componente vertical de la vibración que no pudo eliminarse debido al peso necesario para equilibrar los pistones se llama martilleo . Esto es destructivo tanto para la locomotora como para la calzada. En algunas locomotoras, este martilleo puede ser tan intenso que, a gran velocidad, los conductores saltan alternativamente desde la cabeza del riel y luego golpean con fuerza los rieles cuando las ruedas completan su rotación. Desafortunadamente, el martilleo es inherente a las locomotoras de vapor convencionales de dos cilindros accionadas por pistón y esa es una de las varias razones por las que se han retirado del servicio.
Materiales
Inicialmente, las varillas de acoplamiento estaban hechas de acero . [ cita requerida ] A medida que la tecnología avanzaba y se disponía de mejores materiales, las bielas se fabricaban con aleaciones más ligeras y resistentes [ cita requerida ] , lo que a su vez permitía contrapesos más pequeños y también reducía el martilleo.
Referencias
- ^ Tracy V. Buckwalter, Locomotive Drive, Patente de Estados Unidos 1.951.126 , concedida el 13 de marzo de 1934.
- ^ Robert Humble, Connecting-Rod, Patente de Estados Unidos 391.148 , concedida el 16 de octubre de 1888.
- ^ William G. Knight, Conexión de la barra de conducción de la locomotora, Patente estadounidense 1.807.217 , concedida el 18 de mayo de 1931.
- ^ Archibald H. Ehle, locomotora de combustión interna, patente estadounidense 951,062 , concedida el 1 de marzo de 1910
- ^ Construcción general, Locomotoras industriales de gasolina Baldwin Registro de obras de locomotoras Baldwin , Nº 74, 1913; páginas 7-9. La razón del yugo escocés se da explícitamente en la página 8.
- ^ Norman W. Storer, Locomotora eléctrica, Patente estadounidense 991,038 , concedida el 2 de mayo de 1911.
Ver también
- Componentes de locomotoras de vapor