題:
這些“部分填充”的機車車輪的目的是什麼?
adam.baker
2020-01-04 18:02:26 UTC
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我最近參觀了一家有很多蘇聯時期機車的鐵路博物館。下圖顯示了1930或1940年代機車上的車輪。一些輪子的一側較厚(因為它是部分裝滿的杯子)。

Picture of the wheels of a Soviet-era locomotive

(現在是我再次看圖片的時候,我想知道它們是否平衡了重量)。聯接桿。)

圖片中的另一個興趣點是最右輪上方的Gizmo。該機制提供了正向驅動和反向驅動之間的能力變化。在https://www.youtube.com/watch?v=8yRVMnPJmdQ上可以找到一個不錯的模擬視頻。同樣,可以穀歌“蒸汽機車換向機制”或類似的。
六 答案:
Mike Waters
2020-01-05 03:47:05 UTC
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這些是 配重。它們的工作原理與汽車車輪上的鉛平衡重相同。

如果將它們排除在外,則這些連桿和軸承將造成不平衡狀態,並且車輪將以更高的速度振動。那很可能會損壞車輪。但是,正如其他一些人很好地指出的那樣,劇烈的搖晃可能會使火車出軌

同意。不平衡的驅動桿的質量所帶來的不僅僅是損壞機器。這可能會使機車完全脫離軌道。
謝謝您也解釋了目的!
與使整個機車脫軌足夠快的速度相比,損壞車輪沒什麼...
Solar Mike
2020-01-04 18:05:49 UTC
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那些是用於將車輪連接在一起的連桿的接頭的平衡重。

請注意,最大的重量位於具有最大連桿硬件的車輪上。
是否分別添加了天平權重(從問題標題中“填入”),例如鑄成熔融鉛,還是預先知道其尺寸,然後鑄成車輪的一部分?
@AndrewMorton那些車輪鑄成一件。有時會有鑽探“微調”所涉群眾的證據。
Ron Ford
2020-01-05 09:23:43 UTC
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第二組車輪上的超大配重可幫助平衡直接連接到該車軸上的車輪的活塞,活塞桿和十字頭的附加慣性。 (在我以前的生活中,我曾是博物館的保管人,負責重建和運行蒸汽牽引引擎和機車。)羅恩福德

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Chromatix
2020-01-06 14:03:08 UTC
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在所有活塞驅動的蒸汽機車(不僅是蘇聯設計的發動機)上,甚至在使用連桿驅動的幾種類型的機車上,都可以找到這些配重。正如其他答案所指出的那樣,它們的目的是平衡連桿和驅動桿的重量和動量,否則它們在高速行駛時會引起劇烈振動,達到將車輪抬離賽道的程度。

這是一個柴油的例子;此處的重量相對較小,但可以在車軸左下角的所有三個車輪上看到。在該調車機車上,牽引電機連接到前後軸,而中軸通過連桿驅動,這也防止了任何單個軸在負載下打滑。
BR Class 08 shunter

在專為特快乘客服務而設計的這種更優雅的蒸汽機車上,車輪的曲柄側既有加固腹板,又在相對的一側平衡了配重。框架之間實際上有第二對氣缸,用於驅動前橋,因此,三對驅動輪的配重均不同。前橋的配重的一部分內置在內曲柄中,而不是全部安裝在車輪上。在這裡您還可以看到前轉向架上的承載輪沒有配重,因為它們沒有任何曲柄。
GWR Castle

GWR機車nr 5043是城堡級機車Edgcumbe伯爵。城堡級機車是4缸簡單膨脹機,與2或3缸簡單膨脹發動機相比,它具有許多優點:-車輪旋轉的跳動更均勻-由於必要的力,可以減輕驅動桿的重量可以通過4.轉移。在Castle級中,前耦合軸由中間液壓缸驅動(根據《鐵路:1804年以來的英國軌道》一書),使機械平衡變得複雜。
[續這本書描述了1920年代後期的英國鐵路如何在全國范圍內發送不同的機器,從而可以在不同的橋樑和橋樑類型上測量發動機的錘擊力。結論是3缸,尤其是4缸簡單膨脹發動機淘汰了2缸機器,以減少鎚頭對軌道頭的衝擊,這也意味著直接改善了移動的鋼輪和永久道路之間的界面(均為法線)在地面和不同類型的橋樑上。)
[續如果我正確地理解了這本書,那麼城堡的配重的重量就減少了,因為發現這樣可以使不完全平衡移動的重量更加有利。
@Wasabi城堡上使用的“平衡四輪”設計固有地平衡了活塞桿和活塞本身的大部分運動。它也僅需要兩組閥裝置。因此,在大多數情況下,僅連桿和加強腹板的旋轉質量需要與重量平衡,而較大端軸承在不同的軸上所需的補償較小。
Rick Turner
2020-01-07 23:59:13 UTC
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答案略有不同-除了連桿失去平衡的錘擊效果外,還有其他問題集。

由於左,右桿相互之間成90度角相互連接(故意,因為這是避免出現上述死點的起始問題),所以發生的事情是當它們旋轉時,由於不平衡的旋轉負載,整個發動機開始左右搖擺。如果碰巧碰到了導軌的共振頻率,則發動機(和火車)可能會完全脫軌。您走得越快,發動機具有的驅動輪越多,問題就越嚴重。例如,2-10-4(“得克薩斯”級)機車因存在此問題而臭名昭著。

最後,一側“推”而另一側“推”會導致軸箱滑落。鬆動,會嚴重增加軸箱,車輪和製動器等的磨損,在極端情況下,由於反复彎曲,可能會導致機車底盤失效(彎曲甚至斷裂)。由於伯克希爾(2-8-4)和德克薩斯州的機車都被設計為牽引重的貨物,因此這也可能導致機車以任何速度“擺尾”,從而再次引起(不同的)問題。

里克

飛行蘇格蘭人並沒有擺脫困境...請參閱https://www.flyingscotsman.org.uk/
kamran
2020-01-04 22:18:10 UTC
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這些動作類似於發動機的飛輪,可保持蒸汽發動機平穩運行,尤其是在車輪滾動動量不大時開始滾動時。

連桿幾乎完全展開,車輪可能會在死點處鎖死,壓載物的重力會促使車輪繼續滾動而不鎖死,甚至倒退。

編輯

在發表評論/回答後,我認為需要澄清幾點。

  • 如果這些是為了僅用於車輪的壓載物並抵消連接到其上的接頭或鏈節的重量,就需要將它們安裝在車輪平面之外,其安裝量與這些鏈節相同。因為如果按它們的樣子,如果我們看一下車輪的橫截面,它們會在車輪上造成很大的不平衡。附有離板質量的旋轉輪無法通過在其平面上增加重量來平衡;

  • 它們是細長的圓形部分,而不是圓柱形狀,因此它傾向於繞著穿過對稱的傾斜軸的軸轉動。類似於鏈節的質量,有助於它們具有更大的角動量,從而增加旋轉能量(平行軸角動量:旋轉動量和CG繞軸動量旋轉的總和)

驅動桿的右側和左側偏移,以避免“死點”啟動問題。
“ * ...鎮流器的重力會促使車輪保持滾動狀態... *”這似乎不太可能,因為任何不平衡都會導致高速下的破壞性振動。看看https://www.p2steam.com/2016/10/31/getting-balance-right/和https://www.p2steam.com/2016/10/31/getting-balance-right/。
-1不正確。這不是這些權重的目的。它們只是為了抵消驅動桿及其軸承的質量。
如果車輪的剛度不足,則擺動只會是一個問題。請注意,車輪的動力輸入也是偏軸的,這也會導致擺動-但剛度可以解決這一問題。
當連桿完全位於圖片的左側時,這些配重可能會幫助車輪滾動通過死點。但是,當聯動裝置完全向右移動時,配重會抵消向前的運動,實際上是“鼓勵”車輪鎖定或向後行駛。如果這就是它們的目的,那麼它將有一半的時間有效,而有一半的時間卻具有相反的效果,因此我懷疑情況是否如此。
@NuclearWang您似乎僅在分析中考慮了一側-另一側是異相的,因此沒有死角...簡單地考慮一下自行車的踏板曲柄。
-1


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