El engranaje de válvula Gab fue una forma temprana de engranaje de válvula utilizado en motores de vapor . Su forma más simple permitía detener y arrancar un motor. Una forma doble, utilizada principalmente en locomotoras de vapor , permitía una fácil marcha atrás. [1]
Etimología
La palabra gab o gabb puede derivar de una palabra por boca, registrada por el Oxford English Dictionary desde 1724, y probablemente de origen medieval a partir de otras formas relacionadas con el chisme o la charla ociosa. El OED también da el sentido del motor de vapor de GAB como una muesca en el mecanismo de distribución como posiblemente de flamenco origen, de la palabra Gabbe . Esto se cita en el OED de 1792. [2] El OED también cita la palanca de discurso obviamente derivada de 1839. [3]
Orígenes
Uno de los primeros engranajes de válvulas de acción automática que se utilizaron para las máquinas de vapor fue el engranaje de válvulas excéntrico . Esto colocó un excéntrico en el cigüeñal del motor , que a su vez condujo una correa y una varilla larga al eje de accionamiento de la válvula. Este era un engranaje de válvula simple, pero funcionaba bien para motores rotativos que funcionaban continuamente durante largos períodos y en una sola dirección. Para los primeros motores de molino, esto era aceptable.
Engranaje de válvula Gab
La forma más simple de engranaje de válvula gab o 'embrague gab' era una simple muesca en la varilla de la válvula, donde se enganchaba sobre el eje de la válvula. Una palanca manual permitió levantar esta muesca, desconectando así la transmisión de la válvula y deteniendo rápidamente el motor.
Motores estacionarios
Cuando un motor tenía que detenerse y ponerse en marcha con precisión, como en el caso de un motor de bobinado , resultaba útil hacerlo mediante el engranaje de válvulas. Esto permite que el motor se detenga en una fracción de revolución, donde el uso de un acelerador o una válvula de parada en el suministro de vapor ralentiza el motor gradualmente y, por lo tanto, sería mucho menos preciso.
Se requirió que los motores de bobinado para ejes de minas se invirtieran, para izar y bajar la jaula del eje. Estos motores comenzaron usando el engranaje de válvulas excéntrico de deslizamiento , con un embrague gab. La excéntrica está suelta en el cigüeñal y puede girar libremente entre dos topes. Estas paradas representan las posiciones para que el excéntrico haga funcionar el motor en cada dirección. Cuando se soltó el gab y se detuvo el cigüeñal, se usó la palanca manual para impulsar las válvulas del motor en reversa, lo que también restableció la excéntrica a la posición opuesta. Ahora se puede volver a activar el gab y volver a arrancar el motor en la dirección opuesta.
Locomotoras
Con el desarrollo de las primeras locomotoras de vapor, la marcha atrás era una necesidad obvia. Locomotion de Stephenson utilizó excéntricas de deslizamiento [4], aunque pronto se consideraron poco prácticas, debido a la falta de acceso a los ejes del cigüeñal que actúan como eje portador y cigüeñal. Un método algo artificial utilizado para la réplica de Locomotion es intentar exhibirlo en una pista con extremos elevados, de modo que se pueda permitir que la locomotora ruede hacia atrás bajo su propio peso y restablezca sus propias excéntricas. [4] Una mejor solución era utilizar excéntricas fijas, pero proporcionar dos de ellas, una para cada dirección. La excéntrica y la dirección requeridas se seleccionaron involucrando solo una palabra a la vez. [5]
Los primeros engranajes de gab de la locomotora usaban dos gabs 'abiertos', uno al lado del otro, cada uno potencialmente (cuando se engancha) enganchando sobre el mismo pasador. Si ambos gabs se engancharan simultáneamente, estos se atascarían, probablemente dañando la varilla de la válvula. En el reposapiés de una locomotora traqueteante sin suspensión y con una pista pobre, se sabe que esto ha sido la causa de averías, ya sea por error del conductor o por una charla suelta que se desliza en un acoplamiento accidental. Como los gabs, a diferencia del motor estacionario, estaban alejados del conductor, se les proporcionaron mordazas anchas en forma de V para ayudarlos a engancharse con los pasadores.
Una mejor solución era usar una sola palabra de doble cara. Inicialmente tenían forma de X y se colocaban entre los dos pines de conexión. [5] Los espacios en X también se invirtieron generalmente, de modo que el espacio se colocó en el eje de la válvula y los pasadores se conectaron a las varillas excéntricas. La charla ahora se quedó quieta verticalmente y los pasadores se movieron hacia arriba y hacia abajo para engancharlos. Esto se hizo uniendo ambos pines con una barra vertical corta. La palanca de marcha atrás del conductor [nota 1] movió el centro de esta barra, por lo tanto los pasadores, hacia arriba y hacia abajo para engancharse uno a la vez con las caras opuestas de la X-gab. Este engranaje de válvula se utilizó en las locomotoras de Stephenson de principios de la década de 1830, como Rocket .
Otro mecanismo, utilizado en las locomotoras de Stephenson en la década de 1830, fue la "charla acoplada". [6] [7] Se utilizaron dos gabs abiertos, como para el gab abierto manual, aunque en este caso ambos fueron operados automáticamente por una sola palanca de inversión . Uno fue accionado por una palanca , el otro a través de un enlace inverso de este, de modo que cuando uno se enganchó, el otro ya estaba despejado.
La forma final del engranaje de la válvula de gab fue el gab "cerrado". Al igual que el X-gab, este era un par de gabs acoplados, aunque en este caso miraban hacia adentro y había un solo alfiler entre ellos. Una vez más, los gabs fueron impulsados por las excéntricas y el pasador impulsó el eje de la válvula.
Desarrollos
El uso de trabajo expansivo ya se reconocía para motores estacionarios , aunque esto generalmente solo se requería para motores que trabajaban bajo una carga constante. Al cortar el suministro de vapor antes, se permitió que el vapor dentro del cilindro se expandiera mientras trabajaba contra el pistón. Esto proporcionó ahorros considerables en la eficiencia del consumo de carbón y agua. [nota 2] En 1844, William Williams, un creador de patrones para Stephenson, hizo la notable invención de darse cuenta de que si una gab cerrada se convertía en un eslabón curvo, de modo que encajaba estrechamente con el pasador en todo su recorrido, entonces el engranaje de la válvula también podría colocarse en una posición intermedia, y que esto también tendría el efecto de proporcionar un trabajo expansivo. Este engranaje fue la génesis del conocido engranaje de eslabones Stephenson . [5]
Notas
Referencias
- ^ Snell, JB (1971). Ferrocarriles: Ingeniería Mecánica . Longman.
- ^ Especif. Patente de Kellys (1792) No. 1879. 8 'Despeje de la muesca o gabb de la palanca de retención'
- ^ Robinson, RS (1839). Ingeniería Náutica de Vapor . pag. 97.
- ↑ a b Semmens y Goldfinch (2003) , p. 111.
- ^ a b c Semmens, PWB; Goldfinch, AJ (2003) [2000]. Cómo funcionan realmente las locomotoras de vapor . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford . pag. 112. ISBN 978-0-19-860782-3.
- ^ Snell, JB (1964). Ferrocarriles tempranos . Weidenfeld y Nicolson.
- ^ Madera, Nicolás (1838). Un tratado práctico sobre ferrocarriles .