Engranaje de válvula Holcroft
El engranaje de válvula de Holcroft era un tipo de engranaje de válvula conjugada diseñado y patentado por Harold Holcroft y utilizado en locomotoras de vapor de tres cilindros de South Eastern & Chatham Railway (SECR). Tenía muchas similitudes con el engranaje de válvulas conjugadas de Gresley , que era anterior, como se usó finalmente en todos los diseños de tres cilindros de Gresley. Varía del método de operación de Gresley al usar el conjunto de palanca de combinación en lugar de los ejes de la válvula para impulsar el cilindro central de un diseño de tres cilindros. Esto tuvo ventajas operativas sobre el diseño de Gresley, es decir, eliminó los problemas de flexión, desgaste de los casquillos y la influencia del calor en los ejes de las válvulas.
Fondo
Mientras trabajaba para el Great Western Railway en Swindon Works , Holcroft diseñó y patentó (en 1909) un engranaje de válvula conjugado para locomotoras de vapor de tres cilindros, que permitió la eliminación del engranaje de válvula para el cilindro interior derivando el movimiento para el válvula interior de la de las válvulas exteriores. Esto se hizo mediante un conjunto de palancas situadas detrás del bloque de cilindros.
Algo más tarde, Nigel Gresley del Great Northern Railway había diseñado y patentado su propia aplicación de engranajes de válvulas conjugadas (finales de 1916) que requería un mayor desarrollo para permitir su aplicación a tres cilindros de diferente inclinación. Gresley estaba involucrado con ARLE y él y Holcroft se conocieron en la oficina del primero en King's Cross en enero de 1919. Holcroft planeó una propuesta práctica para permitir que el engranaje de la válvula Gresley operara la válvula interna y retenga los eventos de la válvula en su relación correcta, sesgando el cilindro y eje de válvula.
En 1917, Holcroft produjo una propuesta para un 4-4-0 de 3 cilindros para la SECR, que incluía un mecanismo de conjugación detrás de los cilindros para accionar la válvula interior, pero esto no fue aceptado. En febrero de 1919, el ingeniero mecánico jefe de la SECR , Richard Maunsell, le preguntó a Holcroftpara diseñar una versión de 3 cilindros del SECR N clase 2-6-0, que se convirtió en el N1. Resultó poco práctico ubicar el mecanismo detrás de los cilindros en este diseño debido a que la rueda delantera acoplada ensuciaba el área requerida para el engranaje. Esto hizo necesario revisar el diseño con varillas laterales para transmitir el movimiento hacia adelante al mecanismo de palanca montado cerca de la parte delantera de los marcos. Así, se perdieron algunas de las ventajas de 'pulcritud' y compacidad del original, junto con la rigidez mecánica, que era una de las ventajas de este engranaje. [1] El equipo también se utilizó en la suela K1 y la primera de la clase U1.
Sin embargo, a largo plazo, el engranaje de Holcroft no se perpetuó en el ferrocarril del sur , y se construyeron más locomotoras SR de 3 cilindros con 3 juegos de engranajes de válvulas. La flexión fue una de las fallas citadas.
Diseño
Las locomotoras de tres cilindros tienen ciertas ventajas sobre las de dos cilindros, pero una desventaja significativa sobre una locomotora de dos cilindros es la necesidad de un tercer juego de engranajes de válvulas, normalmente montado entre los bastidores donde el mantenimiento de rutina es inconveniente. El mecanismo de conjugación elimina la necesidad del tercer juego de engranajes de válvulas, reemplazándolo con una disposición algo más simple de palancas transversales.
El engranaje conjugado es efectivamente una máquina sumadora mecánica, donde la posición de la válvula para el cilindro interior es la suma de las posiciones de los dos cilindros exteriores, pero en sentido inverso. También se puede considerar como una palanca oscilante entre un cilindro exterior y el cilindro interior, como es común en las locomotoras de vapor de 4 cilindros, pero con el punto de pivote moviéndose hacia adelante y hacia atrás mediante una palanca desde el otro cilindro exterior. Consulte Engranaje de válvulas conjugadas Gresley para obtener más detalles.
Cuando resultó poco práctico montar el aparato de conjugación detrás de los cilindros en el N1, Holcroft tuvo que revisar el diseño para tener el aparato frente a los cilindros. No deseaba utilizar una extensión de los ejes de las válvulas, como en el engranaje de válvulas conjugadas Gresley . En cambio, Holcroft llevó adelante la acción del conjunto de palanca de combinación que controlaba el movimiento hacia adelante y hacia atrás del eje de la válvula (que admitía vapor "vivo" en el cilindro y expulsaba vapor "gastado" a través de los puertos) a un punto de pivote conectado a una palanca desde el eje de la válvula "interior". [2]La variante Holcroft tenía una ventaja sobre el diseño "conjugado" de Gresley, ya que la sincronización de la válvula era inmune a las variaciones provocadas por la expansión térmica de los ejes de la válvula y la flexión del conjunto de conjugación cuando se usaba mucho. [3] También tenía beneficios potenciales de mantenimiento porque la mayor parte del mecanismo de conjugación estaba ubicado fuera de los bastidores de la locomotora y, por lo tanto, se podía acceder a él sin un foso de inspección. [3]
Engranaje Holcroft de cuatro cilindros en miniatura
Harold Holcroft era amigo cercano de Curly Lawrence , el diseñador pionero de pequeñas locomotoras modelo de transporte de pasajeros a vapor vivo . A principios de la década de 1940, Lawrence había construido una locomotora de cuatro cilindros 4-6-2 en 2 1/2 "de ancho, Tugboat Annie , con la intención de utilizar engranajes de válvulas Baker . La complejidad de la disposición resultó desalentadora, y Holcroft acudió al rescate. con un engranaje de válvulas conjugadas de cuatro cilindros, una modificación del engranaje utilizado en las manivelas de 120 grados de Gresley para tres cilindros para adaptarse a las manivelas de 135 grados del modelo de cuatro cilindros. Holcroft escribió el motor para el Railway Gazette , mientras Lawrence describió el motor y luego su engranaje en Model Engineer . [4]
Referencias
Notas
- ^ "Aventura en locomotoras" Harold Holcroft, Ian Allan Publishing London
- ^ Middlemass, ( Backtrack : 4), págs. 148-154
- ↑ a b Holcroft, ( Ingeniero : 181, 1946), págs. 145-147
- ^ LBSC (Model Engineer, Vol. 115, Número 2883, 1956) págs. 282-284, "Datos sobre el remolcador Annie"
Bibliografía
- Clarke, Jeremy: 'Las locomotoras de REL Maunsell, Parte 3: La familia' Mogul '- SECR' ( Steam World , 2008 (248)), págs. 38–41
- Holcroft, H .: 'Engranajes de válvulas conjugadas para locomotoras: su historia y desarrollo' ( Engineer : 181, 1946), 15 de febrero: págs. 145-147; 22 de febrero: págs. 168-170; 1 de marzo: 192-193
- Middlemass, Tom: 'The "Woolworths" - La entrada tentativa de Woolwich Arsenal en la construcción de locomotoras de la línea principal' ( Backtrack , 1990 (4)), págs. 148–54
- Engranaje de válvula de locomotora
