Соединительная тяга - Coupling rod
Соединительный стержень или боковой стержень соединяет ведущие колеса из более локомотива . Паровозы , в частности , как правило , имеют их, но некоторые дизельные и электрические локомотивы, особенно старые и тепловозы , а также иметь их. Соединительные тяги передают мощность привода на все колеса.
Развитие
«Локомотив №1» стал первым локомотивом, в котором вместо цепей использовались соединительные тяги . В 30-е годы прошлого века были разработаны надежные соединительные тяги на роликовых подшипниках .
Учет вертикального движения
В целом все железнодорожные вагоны имеют рессорную подвеску ; без пружин неровности гусеницы могут оторвать колеса от рельсов и вызвать ударные повреждения как рельсов, так и транспортных средств. Ведущие колеса обычно устанавливаются таким образом, чтобы они имели вертикальное перемещение около 1 дюйма (2,5 см). Когда имеется только 2 соединенных оси, этот диапазон движения оказывает лишь небольшое давление на шатунные шейки . Однако при большем количестве осей необходимо предусмотреть, чтобы каждая ось могла двигаться вертикально независимо от других без изгиба стержней. Это можно сделать, навешивая боковой шток на каждый промежуточный штифт кривошипа, либо используя сам штифт как шарнирный штифт , либо добавляя шарнирное соединение рядом со штифтом, как показано на рисунке.
Альтернативой является использование боковой тяги, которая охватывает несколько осей, с кулисой, используемой на каждой промежуточной оси. Этот подход был довольно распространен, когда боковые штанги использовались для соединения промежуточного вала с 2 или более ведущими колесами на электровозах и некоторых первых локомотивах внутреннего сгорания. Швейцарский локомотив Ce 6/8 II Crocodile - яркий тому пример, но были и другие.
Балансировка
Нецентральное крепление соединительной тяги к шейке кривошипа ведущего колеса неизбежно создает эксцентрическое движение и вибрацию при движении. Чтобы компенсировать это, ведущие колеса локомотива с внутренней рамой всегда имели встроенные противовесы для компенсации углового момента соединительных тяг, как показано на рисунках выше. На локомотивах вне рамы противовес может находиться на самом ведущем колесе или на кривошипе вне рамы, как показано на рисунке рядом.
Там, где движение боковых штанг является чисто круговым, как на локомотивах, приводимых в движение промежуточными валами или редукторной передачей на одного машиниста, противовесы могут уравновесить практически все движение боковых штанг. Если часть движения не является круговой, например, горизонтальное движение штока поршня, противовесы на колесах или ведущих осях не могут быть выполнены для идеальной балансировки всего узла. На ведущем колесе, поддерживающем оба боковых стержня и шатун на поршне , противовес, необходимый для уравновешивания горизонтального движения поршня и шатуна, будет тяжелее, чем противовес, необходимый для уравновешивания вертикального веса шатунов. В результате противовес, выбранный для минимизации общей вибрации, не будет минимизировать вертикальную составляющую вибрации.
Вертикальная составляющая вибрации, которую невозможно было устранить из-за веса, необходимого для балансировки поршней, называется ударной нагрузкой . Это губительно как для локомотива, так и для полотна дороги. В некоторых локомотивах этот стук может быть настолько сильным, что на скорости машинисты поочередно прыгают с головки рельса, а затем сильно ударяются о рельсы, когда колеса завершают вращение. К сожалению, удары молотком присущи обычным двухцилиндровым паровозам с поршневым приводом, и это одна из нескольких причин, по которым они были выведены из эксплуатации.
Материалы
Изначально соединительные тяги были стальными . По мере развития технологий и появления лучших материалов шатуны изготавливались из более легких и прочных сплавов , что, в свою очередь, позволяло уменьшить противовесы, а также уменьшить удар.