En una locomotora de vapor, la marcha atrás se utiliza para controlar la dirección de desplazamiento de la locomotora. También ajusta el corte de la locomotora de vapor.
Palanca de marcha atrás
Esta es la forma más común de inversor. Consiste en una palanca larga montada, paralela al sentido de la marcha, en el lado del conductor de la cabina. Tiene un mango y un gatillo de resorte en la parte superior y se gira en la parte inferior para pasar entre dos placas sectoriales con muescas. La varilla de inversión , que se conecta al engranaje de la válvula , está unida a esta palanca, ya sea por encima o por debajo del pivote, en una posición que proporcione un buen apalancamiento. Se dispone un pasador cuadrado para que encaje con las muescas de las placas y mantenga la palanca en la posición deseada cuando se suelta el gatillo.
Las ventajas de este diseño son que el cambio entre la marcha adelante y la marcha atrás se puede realizar muy rápidamente según sea necesario, por ejemplo, en un motor de maniobras. Las desventajas son que, debido a que la palanca debe descansar en una de las muescas, no es posible un ajuste fino del corte para ofrecer el mejor funcionamiento y economía. En locomotoras grandes, puede ser difícil evitar que el mecanismo salte a la marcha de avance completa ("picado de nariz") al ajustar el corte una vez que la locomotora ha ganado velocidad: con tales motores, la práctica de los conductores era seleccionar un grado apropiado de corte antes de abrir el regulador y dejarlo en esa posición mientras dure el viaje.
Inversor de tornillo
En este mecanismo, la varilla de inversión está controlada por un tornillo y una tuerca, accionados por una rueda en la cabina. La tuerca opera sobre la varilla de inversión directamente o mediante una palanca, como se indicó anteriormente. El tornillo y la tuerca se pueden cortar con una rosca doble y un paso grueso para mover el mecanismo lo más rápido posible. La rueda está equipada con una palanca de bloqueo para evitar el deslizamiento y hay un indicador para mostrar el porcentaje de corte en uso. Este método de alterar el corte ofrece un control más preciso que la palanca de sector, pero tiene la desventaja de un funcionamiento lento. Es más adecuado para motores de pasajeros de larga distancia donde no se requieren cambios frecuentes de corte y donde los ajustes finos ofrecen el mayor beneficio. En las locomotoras equipadas con equipos de frenos de aire Westinghouse y engranajes de válvulas Stephenson , era común usar la carcasa del tornillo como un cilindro de aire, con la tuerca extendida para formar un pistón. Se aplicó aire comprimido de los depósitos de freno a un lado del pistón para reducir el esfuerzo requerido para levantar el eslabón de expansión pesado, con la gravedad asistiendo en la dirección opuesta. [1]
Marcha atrás del poder
Con motores más grandes, los vínculos involucrados en el control del corte y la dirección se volvieron progresivamente más pesados y hubo una necesidad de asistencia eléctrica para ajustarlos. El engranaje de marcha atrás impulsado por vapor (o más tarde, aire comprimido) se desarrolló a finales del siglo XIX y principios del XX. Normalmente, el operador accionaba una válvula que admitía vapor a un lado o al otro de un cilindro conectado al mecanismo de inversión hasta que el indicador mostraba la posición deseada. Se requería un segundo mecanismo, generalmente un pistón en un cilindro lleno de aceite que se mantenía en posición al cerrar una llave de control, para mantener los enlaces en su lugar. El primer ingeniero de locomotoras que instaló un dispositivo de este tipo fue James Stirling de Glasgow and South Western Railway en 1873. [2] Luego, varios ingenieros los probaron, incluidos William Dean de GWR y Vincent Raven de North Eastern Railway , pero los encontraron. poco de su agrado, principalmente debido a las dificultades de mantenimiento: cualquier fuga de aceite del cilindro de bloqueo, ya sea a través del casquillo del pistón o del grifo, permitía que el mecanismo se deslizara o, peor aún, se hundiera en la marcha hacia adelante mientras estaba en marcha. Stirling se mudó al South Eastern Railway y Harry Smith Wainwright , su sucesor en esa compañía, los incorporó a la mayoría de sus diseños, que estaban en producción unos treinta años después de la innovación de Stirling. Más tarde, el ingeniero de Ferrocarriles del Sur Oliver Bulleid los instaló en su famosa clase de locomotoras de la Marina Mercante , pero en su mayoría fueron retirados en la reconstrucción.
El engranaje de marcha atrás de Henszey, patentado en 1882, ilustra una solución temprana típica. [3] El dispositivo de Henszey consta de dos pistones montados en un solo vástago. Ambos pistones tienen dos extremos. Uno es un pistón de vapor para mover la varilla según sea necesario. El otro, que contiene aceite, mantiene la varilla en una posición fija cuando se apaga el vapor. El control se realiza mediante una pequeña válvula de vapor de tres vías ("adelante", "parada", "atrás") y un indicador separado que muestra la posición de la varilla y, por lo tanto, el porcentaje de corte en uso. Cuando la válvula de vapor está en "parada", también se cierra un grifo de aceite que conecta los dos extremos del pistón de bloqueo, manteniendo así el mecanismo en posición. El vástago del pistón se conecta mediante palancas al engranaje de marcha atrás, que funciona de la forma habitual, según el tipo de engranaje de válvula que se utilice.
El inversor de potencia Ragonnet, patentado en 1909, era un verdadero servomecanismo controlado por retroalimentación . La potencia de retroceso amplificó los pequeños movimientos de la palanca de inversión en la cabina de la locomotora, hechos con una fuerza modesta en movimientos mucho más grandes y enérgicos de la barra de alcance que controlaba el corte y la dirección del motor. [4] Por lo general, funcionaba con aire, pero también podía funcionar con vapor. [5] El término servomotor fue utilizado explícitamente por los desarrolladores de algunos mecanismos posteriores de inversión de potencia. [6] El uso de control de retroalimentación en estos últimos mecanismos de inversión de potencia eliminó la necesidad de un segundo cilindro para un mecanismo de bloqueo hidráulico y restauró la simplicidad de una sola palanca operativa que controlaba el varillaje de inversión e indicaba su posición.
El desarrollo de las locomotoras articuladas fue un gran impulso para el desarrollo de los sistemas de retroceso de potencia, porque estos típicamente tenían dos o incluso tres juegos de marcha atrás, en lugar de solo uno en una locomotora simple. [7] [8] El Baldwin Locomotive Works utiliza el engranaje de marcha atrás Ragonnet, y otros constructores estadounidenses generalmente abandonados características de bloqueo positivo. En el uso británico, los cilindros de bloqueo se mantuvieron en uso. El engranaje de marcha atrás de Hadfield, patentado en 1950, era en la mayoría de los detalles un engranaje de marcha atrás de Ragonnet con cilindro de bloqueo añadido. [9] La mayoría de las locomotoras Beyer Garratt utilizaron el sistema Hadfield. [10]
Muchas locomotoras americanas fueron construidas, o reequipadas , con retroceso de potencia, por ejemplo, PRR K4 , PRR N1 , PRR B6 , PRR L1 .
Terminología de los maquinistas
En el Reino Unido, un inversor de tornillo a veces se llama cortadora de tocino , particularmente el tipo que se instala en las locomotoras BR Standard. En los EE. UU., Una palanca de inversión se llama barra de Johnson .
Ver también
- Johnson bar (vehículo)
Referencias
- ^ Gaceta ferroviaria . Sutton, Inglaterra. 86 : 638. Enero de 1946. Falta o vacío
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( ayuda ) - ^ Canestrari, Guido; Greggio, Luciano (1985). Locomotoras de vapor . Avenel, Nueva Jersey: Crescent books. pag. 105. ISBN 0-517-48366-1.
- ^ William P. Henszey, marcha atrás para locomotoras, patente estadounidense 259.538 , 13 de junio de 1882.
- ^ Eugine L. Ragonnet, mecanismo de control de locomotoras, patente estadounidense 930.225 , 9 de agosto de 1909.
- ^ Jacob H Yoder, Válvulas de locomotoras y engranajes de válvulas, [1] , Van Nostrand, Nueva York, 1917; página 131.
- ^ Lincoln A. Lang, Mecanismo de servomotor , Patente de Estados Unidos 1.480.940 , 15 de enero de 1924.
- ^ George R. Henderson, Desarrollo reciente de locomotoras, Documento 90, Transacciones del Congreso internacional de ingeniería - Ingeniería ferroviaria , San Francisco, 20-25 de septiembre de 1915; página 491.
- ^ Charles McShane, engranajes inversos de potencia de locomotora, La locomotora actualizada , Griffin & Winters, 1921; 413.
- ^ James Hadfield, Cilindro de bloqueo hidráulico para marcha atrás de locomotora, Patente de Estados Unidos 2.523.696 , 26 de septiembre de 1950 (7 de octubre de 1944 en Gran Bretaña).
- ^ Ransome-Wallis, Patrick (2001). Enciclopedia ilustrada de locomotoras ferroviarias del mundo . Mineola, Nueva York: Dover Books . pag. 278. ISBN 0-486-41247-4.
Fuentes
- Allen, Cecil J (1949). Práctica y actuación de locomotoras en el siglo XX. . W. Heffer and Sons Ltd, Cambridge.
- Bell, A. Morton (1950). Locomotoras volumen uno. Séptima edición. Londres, Virtue and Company Ltd.