Jigger hidráulico

Un jigger hidráulico es un cabrestante mecánico accionado hidráulicamente .

A partir de mediados del siglo XIX, la energía hidráulica se hizo disponible en los cada vez más modernos astilleros y almacenes. Esta energía se generaba de forma centralizada y se distribuía por tuberías, ya fuera alrededor de un complejo portuario o a través de una ciudad mediante las nuevas redes de energía hidráulica . ^[1]

El jigger fue desarrollado por William Armstrong , alrededor de 1840, como parte de su grúa hidráulica ^[2] La grúa hidráulica fue la invención que le permitió hacer fortuna y establecer la firma de ingeniería y armamento Armstrongs de Elswick . La invención original del jigger por parte de Armstrong ha sido cuestionada, pero él fue el primero en hacer un uso generalizado de ella. ^[3]

Operación

La prensa hidráulica fue una de las primeras máquinas hidráulicas de la época victoriana, después de la prensa hidráulica de Bramah pero antes del motor hidráulico de rotación continua . Permitía utilizar el mecanismo del ariete para desplazarse a lo largo de una distancia útilmente larga, no solo la longitud del ariete.

Un jigger funciona como un bloque de poleas , pero a la inversa. ^[2] En lugar de convertir un tirón fácil de una cuerda en un potente levantamiento, el jigger utiliza la poderosa fuerza de un ariete hidráulico, pero limitada en la distancia que puede recorrer, para tirar de una gran longitud de cadena. La cadena se enrolla varias veces a lo largo alrededor del cilindro del ariete, pasando por varias poleas en cada extremo. Cuando el cilindro se mueve, el tirón en el extremo de la cadena se multiplica por el número de vueltas. La fuerza de tracción del jigger se reduce de manera similar, según la cantidad de vueltas que se hayan enrollado la cadena. Como el cilindro tenía la potencia adecuada para empezar, y simplemente se podía hacer más grande en diámetro cuando fuera necesario, esto no era un límite significativo para la fuerza del jigger.

A diferencia de los cilindros, los jiggers siempre proporcionaban una tracción de tensión, en lugar de un empuje de compresión.

Las primeras máquinas para fabricar jiggers se fabricaron antes de que se desarrollara el cable de acero flexible , por lo que utilizaban cadenas de hierro forjado en lugar del cable de fibra natural que se podía conseguir en otras máquinas. Las máquinas posteriores sí que utilizaron cables de acero.

Cilindros concéntricos

Algunas aplicaciones, como las grúas, necesitaban levantar pesos tanto pesados como ligeros (gancho vacío). Las elevaciones con carga pesada se hacían con el cilindro convencional, cuyo diámetro se dimensionaba según la capacidad máxima. Sin embargo, incluso una carga ligera en un pistón de este tipo seguiría consumiendo la misma cantidad de agua a alta presión, que se cobraba por consumo. Para reducir este efecto, se utilizaron pistones compuestos: dos pistones concéntricos. Cuando no había carga, el pistón central más pequeño se movía primero. Solo si la carga lo mantenía presionado, el pistón exterior más grande también comenzaba a moverse, levantando ambos pistones y la carga completa juntos. ^[4]^[i]

Aplicaciones

El mecanismo básico de los jiggers se utilizó ampliamente en una variedad de máquinas en astilleros, almacenes, patios de maniobras ferroviarias y talleres de ingeniería. Incluso se los podía encontrar en teatros, para levantar los telones de los escenarios.

Grúas

La primera aplicación de los jiggers fue para la primera grúa hidráulica de Armstrong y esta siguió siendo una aplicación importante para ellos. ^[5]

Un tipo distintivo de grúa era la grúa de pared para almacén o "de látigo". El cilindro se montaba verticalmente en una pared exterior con un pequeño brazo o polea fija encima. El espacio disponible gracias al montaje externo permitía el uso de cilindros largos y elevadores muy largos, que abarcaban varios pisos. ^[6]

Cabrestantes portátiles

Muchos astilleros utilizaban pequeños cabrestantes portátiles montados sobre carros con ruedas. Estos podían moverse por los muelles según fuera necesario y conectarse a las salidas de las tuberías hidráulicas mediante uniones roscadas. Se utilizaban como cabrestantes portátiles para todo tipo de tareas. Una tarea típica sería sacar fardos de la bodega de un barco por una pasarela inclinada. Los fardos de productos a granel, como el yute o el algodón , eran demasiado grandes y pesados para que los estibadores los levantaran a mano, y el cabrestante apareció en una época en la que las grúas todavía eran limitadas.

Ascensores

Los elevadores de carga también se utilizaban en almacenes y fábricas. ^[3] Sin embargo, no fueron aceptados para el transporte de pasajeros hasta 1854, cuando Elisha Otis inventó el freno de seguridad para evitar que el carro se cayera si se rompía el cable de elevación. ^[3]

Lanzamiento de catapulta

Los portaaviones británicos de la Segunda Guerra Mundial utilizaban una especie de jigger neumático-hidráulico para impulsar sus catapultas de aeronaves . Las catapultas tenían un recorrido de 96 pies (29 m) y una relación de poleas de 8:1, lo que requería un cilindro de potencia de 12 pies (3,7 m). Un lado del cilindro estaba conectado a un colector de una docena de botellas de aire comprimido de alta presión. La energía para el lanzamiento era suministrada por el aire comprimido. ^[ii] El otro lado estaba lleno de fluido hidráulico. Cuando se activaba la válvula de lanzamiento, la presión del fluido hidráulico caía rápidamente a medida que el fluido se ventilaba en un tanque de captura sin presión. El pistón era forzado rápidamente desde el extremo de aire hasta el extremo hidráulico, tirando de la cruceta y las poleas del jigger y arrastrando el carro de lanzamiento hacia adelante. La aceleración promedio para un avión era de 1 g , con un pico de 2,5 g.

Después del lanzamiento, el pistón se desaceleraba dentro del cilindro mediante una protuberancia cónica que entraba en un anillo de estrangulamiento estrecho, y la resistencia hidráulica aumentaba a medida que se reducía el área de flujo. Luego, una bomba eléctrica bombeaba fluido hidráulico desde el tanque de captura hasta el cilindro bajo presión. El cilindro tenía dos extremos, con un vástago de pistón y un jigger en cada extremo, y la catapulta se retraía por la presión hidráulica, lo que obligaba al pistón a retroceder y volvía a comprimir los depósitos de aire. ^[7]

Véase también

Referencias

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^ Un problema similar con la incapacidad de acelerar los motores hidráulicos condujo al desarrollo de motores hidráulicos de carrera variable.
^ La potencia, es decir, la velocidad de trabajo, necesaria era mucho mayor que la que podía proporcionar una bomba hidráulica. En lugar de utilizar un acumulador hidráulico , probablemente basándose en la presión del aire comprimido, se utilizó directamente la presión del aire.

^ Pugh, B. (1980). La era hidráulica . Publicaciones de ingeniería mecánica. Págs. 72-78. ISBN. 0-85298-447-2.
^ ab Gibson, JW; Pierce, MC (2009). Restos de los primeros sistemas de energía hidráulica . Tercera Conferencia sobre el Patrimonio de la Ingeniería de Australasia.
^ abc McNeil, Ian (1963). "Transmisión de potencia hidráulica". En Semler, EG (ed.). Engineering Heritage . Vol. 1. Londres: Inst. Mech. Eng. págs. 91–92. ISBN 0-85298-082-5.
^ Pugh (1980), págs. 75-76.
^ Armstrong, WG (1858). "Sobre maquinaria de presión de agua". Proc. Inst. Mech. Eng. Londres.
^ Gibson (2009), págs. 5-6.
^ Rippon, comandante PM, RN (1994). Catapultas de aeronaves . La evolución de la ingeniería en la Marina Real. Vol. 2: 1939-1992. Spellmount. págs. 78-81. ISBN 0907206476.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )