Соединительная тяга или боковая тяга соединяет ведущие колеса локомотива . Они обычно есть у паровозов , но также есть у некоторых тепловозов и электровозов , особенно старых, и маневровых локомотивов . Соединительные тяги передают мощность привода на все колеса.
Локомотив № 1 был первым локомотивом, в котором вместо цепей использовались соединительные тяги . В 1930-х годах были разработаны надежные роликовые подшипниковые соединительные тяги. [1]
В целом, все железнодорожные транспортные средства имеют пружинную подвеску ; без пружин неровности на пути могут поднять колеса с рельса и вызвать ударное повреждение как рельсов, так и транспортных средств. Ведущие колеса обычно устанавливаются так, чтобы они имели около 1 дюйма (2,5 см) вертикального перемещения. Когда имеется только 2 сопряженных оси, этот диапазон перемещения создает лишь небольшую нагрузку на шатунные шейки . Однако при большем количестве осей необходимо предусмотреть возможность того, чтобы каждая ось могла перемещаться вертикально независимо от других, не изгибая стержни. Это можно сделать, закрепив боковой стержень на каждом промежуточном шатунном стержне, либо используя сам штифт в качестве шарнирного штифта , [2] [3], либо добавив шарнирное соединение рядом со штифтом, как показано на рисунке.
Альтернативой является использование боковой штанги, которая охватывает несколько осей с кулисным ярмом , используемым 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 ранних локомотивах внутреннего сгорания. Швейцарский локомотив Ce 6/8 II Crocodile является ярким примером, но были и другие. [4] [5] [6]
Смещенное от центра крепление соединительной тяги к цапфе кривошипа ведущего колеса неизбежно создает эксцентричное 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 с внешней рамой противовес мог находиться на самом ведущем колесе или на кривошипе снаружи рамы, как показано на соседнем рисунке.
Если движение боковых стержней чисто круговое, как на локомотивах, приводимых в движение промежуточными валами или зубчатой передачей одному водителю, противовесы могут уравновесить по существу все движение боковых стержней. Если часть движения не круговая, например, горизонтальное движение штока поршня, противовесы на колесах или ведущих осях не могут быть сделаны для идеального уравновешивания всей сборки. На ведущем колесе, поддерживающем как боковые стержни, так и шатун к поршню , противовес, необходимый для уравновешивания горизонтального движения поршня и шатуна, будет тяжелее противовеса, необходимого для уравновешивания вертикального веса стержней. В результате противовес, выбранный для минимизации общей вибрации, не минимизирует вертикальную составляющую вибрации.
Вертикальная составляющая вибрации, которую невозможно устранить из-за веса, необходимого для балансировки поршней, называется молотком . Это разрушительно как для локомотива, так и для дорожного полотна. В некоторых локомотивах этот молоток может быть настолько интенсивным, что на скорости машинисты попеременно спрыгивают с головки рельса, а затем сильно ударяют по рельсам, когда колеса завершают свой оборот. К сожалению, молоток присущ обычным двухцилиндровым поршневым паровозам, и это одна из нескольких причин, по которым они были выведены из эксплуатации.
Первоначально соединительные тяги изготавливались из стали . [ требуется ссылка ] По мере развития технологий и появления более совершенных материалов шатуны стали изготавливаться из более легких и прочных сплавов [ требуется ссылка ] , что, в свою очередь, позволило использовать меньшие противовесы, а также снизить удары.
