Una barra de acoplamiento o barra lateral conecta las ruedas motrices de una locomotora . En particular , las locomotoras de vapor suelen tenerlas, pero también las tienen algunas locomotoras diésel y eléctricas , especialmente las más antiguas y las locomotoras de maniobras . Las bielas de acoplamiento transfieren la fuerza motriz a todas las ruedas.
La Locomoción No. 1 fue la primera locomotora que empleó barras de acoplamiento en lugar de cadenas . En la década de 1930 se desarrollaron bielas de acoplamiento fiables con rodamientos de rodillos . [1]
Por lo general, todos los vehículos ferroviarios cuentan con suspensión de resortes ; Sin resortes, las irregularidades en la vía podrían levantar las ruedas del riel y causar daños por impacto tanto a los rieles como a los vehículos. Las ruedas motrices generalmente se montan de manera que tengan aproximadamente 2,5 cm (1 pulgada) de movimiento vertical. Cuando sólo hay 2 ejes acoplados, este rango de movimiento ejerce sólo una ligera tensión sobre los pasadores del cigüeñal . Sin embargo, con más ejes, se deben tomar medidas para permitir que cada eje se mueva verticalmente independientemente de los demás sin doblar las varillas. Esto se puede hacer articulando la varilla lateral en cada pasador intermedio del cigüeñal, ya sea usando el pasador como pasador de bisagra , [2] [3] o agregando una junta de bisagra adyacente al pasador, como se muestra en la ilustración.
Una alternativa es utilizar una varilla lateral que abarque varios ejes con un yugo escocés utilizado en cada eje intermedio. Este enfoque era bastante común cuando se usaban varillas laterales para unir un eje secundario a 2 o más ruedas motrices en locomotoras eléctricas y algunas de las primeras locomotoras de combustión interna. La locomotora suiza Ce 6/8 II Crocodile es un ejemplo destacado, pero hubo otros. [4] [5] [6]
La fijación descentrada de la varilla de acoplamiento al muñón de la rueda motriz crea inevitablemente un movimiento excéntrico y vibración cuando está en movimiento. Para compensar esto, las ruedas motrices de una locomotora con bastidor interior siempre tenían contrapesos incorporados para compensar el momento angular de las bielas, como se muestra en las figuras anteriores. En las locomotoras con bastidor exterior , el contrapeso podría estar en la propia rueda motriz o en la manivela fuera del bastidor, como se muestra en la figura adyacente.
Cuando el movimiento de las varillas laterales es puramente circular, como en las locomotoras impulsadas por ejes secundarios o transmisión por engranajes a un conductor, los contrapesos pueden equilibrar esencialmente todo el movimiento de las varillas laterales. Cuando parte del movimiento no es circular, por ejemplo, el movimiento horizontal de un vástago de pistón, los contrapesos de las ruedas o los ejes motrices no se pueden lograr para equilibrar perfectamente todo el conjunto. En una rueda motriz que soporta ambas bielas y la biela a un pistón , el contrapeso necesario para equilibrar el movimiento horizontal del pistón y la biela sería más pesado que el contrapeso necesario para equilibrar el peso vertical de las bielas. Como resultado, un contrapeso elegido para minimizar la vibración total no minimizará la componente vertical de la vibración.
La componente vertical de la vibración que no pudo eliminarse debido al peso necesario para equilibrar los pistones se llama martilleo . Esto es perjudicial tanto para la locomotora como para la calzada. En algunas locomotoras, este martilleo puede ser tan intenso que, a gran velocidad, los maquinistas saltan alternativamente desde la cabecera del riel y luego golpean con fuerza los rieles a medida que las ruedas completan su rotación. Desafortunadamente, el martilleo es inherente a las locomotoras de vapor convencionales de dos cilindros accionadas por pistón y esa es una de las varias razones por las que han sido retiradas del servicio.
Inicialmente, las barras de acoplamiento estaban hechas de acero . [ cita necesaria ] A medida que la tecnología avanzaba y se disponía de mejores materiales, las bielas se fabricaban con aleaciones más ligeras y resistentes [ cita necesaria ] , lo que a su vez permitía contrapesos más pequeños y también reducía el martilleo.
