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Motor de haz saltamontes

Animación para Grasshopper Linkage.

Dimensiones:
Enlace cian = a
Enlace amarillo = 2a
Enlace verde = b
Distancia vertical entre juntas esmeriladas ≈ 2a
Distancia horizontal entre juntas esmeriladas ≈ b
Motor estacionario alemán de 1847.

Los motores de viga Grasshopper son motores de viga que giran en un extremo, en lugar de en el centro.

Por lo general, la biela del cigüeñal se coloca entre el pistón y el pivote de la viga. [1] Es decir, utilizan una palanca de segunda clase , en lugar de la habitual palanca de primera clase.

Orígenes

Modelo de vagón de vapor de William Murdoch de 1784

El primer ejemplo registrado de viga tipo saltamontes fue el modelo de vagón de vapor de William Murdoch de 1784. [2] La viga ofrecía una ventaja mecánica insignificante y parece haber sido utilizada principalmente en lugar de una cruceta , para lo que efectivamente era un motor de biela de retorno . El ingeniero estadounidense Oliver Evans diseñó un motor saltamontes marino de alta presión en 1801, [nota 1] y en 1805 construyó el Oruktor Amphibolos , una draga anfibia . [2]

Casi todos los motores Grasshopper colocaban el cigüeñal entre el pistón y el pivote de la viga. Esto permite una carrera larga para el pistón, con una carrera más corta para la manivela, aunque con mayor fuerza. Esto fue ventajoso para las primeras máquinas de vapor de baja presión [nota 2] que tenían una fuerza de cilindro limitada pero que podían aumentar su potencia usando un cilindro más largo. Con algunas excepciones, los barcos de los estadounidenses Oliver Evans y las locomotoras Grasshopper de Phineas Davis , invirtieron esto y colocaron el cilindro entre el pivote y la manivela: una palanca de tercera clase.

Muchos motores tipo saltamontes se construyeron como motores estacionarios . Algunas de las primeras locomotoras de vapor notables utilizaban motores de viga, todos los cuales tenían el patrón de saltamontes. Se construyeron bastantes más motores tipo saltamontes como motores marinos .

motores marinos

Motor de saltamontes marino

Uno de los usos más importantes del motor saltamontes fue como motor marino para barcos de vapor . Después de los experimentos fallidos de Evans con el Oruktor Amphibolos , el primer motor saltamontes exitoso fue el del primer barco de vapor comercialmente exitoso , el PS  Comet de 1812. [3] En uso marino, el motor saltamontes se denominó motor de 'media palanca' [ nota 3] y usó un par de palancas de ajuste bajo, una a cada lado del cilindro. Esto proporcionó un centro de gravedad bajo para mayor estabilidad y un cigüeñal alto, adecuado para impulsar ruedas de paletas. El diseñador del motor del cometa, Henry Bell , había establecido un patrón para un motor que se utilizaría ampliamente en los barcos de vapor durante el siguiente medio siglo. [3]

Motores estacionarios

A diferencia de la pesada casa de máquinas de mampostería utilizada para soportar la viga y el pivote de una máquina de viga convencional, la viga tipo saltamontes giraba sobre un eslabón oscilante. La muñequilla era llevada directamente por la viga y se movía en línea recta verticalmente, el pivote de la viga se movía ligeramente hacia los lados en su enlace para permitir esto. [nota 4] Esto simplificó la necesidad de un varillaje de movimiento paralelo en el vástago del pistón. Por lo tanto, los motores Grasshopper eran más ligeros que los motores de viga convencionales y podían construirse completamente en fábricas, en lugar de requerir un trabajo de montaje considerable en el sitio. Esto fomentó el uso de motores saltamontes para motores de menor tamaño. Algunos fabricantes, en particular Easton & Amos de Southwark , se especializaron en este tipo de motores. Muchos se utilizaron para bombear, pero no para impulsar grandes molinos .

Sobrevivir a los motores estacionarios

Vídeo de un motor saltamontes en acción en el Museo de Ciencia e Industria de Manchester

Locomotoras de vapor saltamontes

Billy resoplando
Saltamontes del Atlántico de Baltimore y Ohio

Notas

  1. ^ Un concepto similar a la locomotora de alta presión de Trevithick del mismo período.
  2. ^ Aunque en su día se denominaron motores de "alta presión", en comparación con los motores atmosféricos anteriores , estas bajas presiones pronto serían reemplazadas tras el desarrollo de la caldera de combustión cilíndrica .
  3. ^ El análogo marino del motor de viga se denomina 'motor de palanca'
  4. ^ A medida que la muñequilla se mueve formando un arco con respecto al pivote de la viga, su espaciado horizontal cambia inevitablemente. En el motor Watt, el movimiento del enlace paralelo lo permite, permitiendo que el cilindro y el pivote de la viga permanezcan en su lugar. En el saltamontes, el eslabón oscilante permite que la viga se mueva ligeramente alrededor de un cilindro y una muñequilla que permanecen en el mismo plano vertical.

Referencias

  1. ^ Crowley, TE (1982). El motor de haz . Editorial Senecio. págs. 95–96. ISBN 0-906831-02-4.
  2. ^ ab Semmens, PWB; Jilguero, AJ (2003) [2000]. Cómo funcionan realmente las locomotoras de vapor . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford . pag. 97.ISBN 978-0-19-860782-3.
  3. ^ ab Rippon, Comandante PM (1998). La evolución de la ingeniería en la Royal Navy . Volumen 1: 1827-1939. Montaje de hechizos. págs. 19-20. ISBN 0-946771-55-3.
  4. ^ Crowley 1982, págs. 64–65
  5. ^ Crowley 1982, págs.67
  6. ^ Crowley 1982, págs.75
  7. ^ Crowley 1982, págs. 95–96
  8. ^ Crowley 1982, págs.99
  9. ^ Crowley 1982, págs.102
  10. ^ Crowley 1982, págs.109
  11. ^ Snell, JB (1964). Primeros ferrocarriles . Weidenfeld y Nicolson. pag. 38.
  12. ^ Kinert, Reed (1962). "VI: Los" saltamontes "tienen su día". Primeras locomotoras de vapor americanas . Editorial superior. págs.53, 56.