Párhuzamos mozgás - Parallel motion
A párhuzamos mozgás egy mechanikus összeköttetés, amelyet James Watt skót mérnök talált ki 1784-ben a kettős működésű wattos gőzgéphez . Ez lehetővé teszi, hogy a gyakorlatilag egyenesen felfelé és lefelé mozgó rúd továbbítsa a mozgást egy ívben mozgó nyalábra, anélkül, hogy jelentős oldalirányú megterhelést jelentene a rúdra.
Leírás
A Newcomen és Watt által korábban gyártott motorokban a dugattyú lánc segítségével lefelé húzta a járógerenda egyik végét a teljesítménylöket során , a szivattyú súlya pedig egy második lánc segítségével lefelé húzta a gerenda másik végét a helyreállítási löket során, a sugár ringató mozgását előidéző váltakozó erők. Watt új kettős működésű motorjában a dugattyú mind a felfelé, mind a lefelé irányuló mozdulatokra hatalmat adott, így egy lánc nem volt használható az erő továbbítására a gerendára. Watt úgy tervezte a párhuzamos mozgást, hogy az erőt mindkét irányba továbbítsa, miközben a dugattyúrúd nagyon közel állt a függőlegeshez. "Párhuzamos mozgásnak" nevezte, mert mind a dugattyúnak, mind a szivattyú rúdjának függőlegesen, egymással párhuzamosan kellett mozognia.
1808-ban a fiának írt levelében, amelyben leírta, hogyan jutott el a tervhez, James Watt azt írta: "Büszkébb vagyok a párhuzamos mozgásra, mint bármely más általam készített találmányra." Az általa mellékelt vázlat valójában azt mutatja, amit ma Watt kapcsolásának neveznek, amely Watt 1784-es szabadalmában leírt összekapcsolás volt, de a párhuzamos mozgás azonnal felváltotta.
A párhuzamos mozgás abban különbözött Watt összekötésétől, hogy a tervbe egy további áramszedő-összekötőt építettek be. Ez nem befolyásolta az alapelvet, de lehetővé tette, hogy a géptér kisebb legyen, mert a kötés kompaktabb volt.
A Newcomen motor dugattyúját a légköri nyomás lefelé hajtotta, és élő gőz emelte fel. Watt készüléke lehetővé tette élő gőz felhasználását a dugattyú mindkét oldalán végzett közvetlen munkához, ezáltal majdnem megduplázta a teljesítményt, és egyenletesebben szolgáltatta a teljesítményt a cikluson keresztül, ami előnyt jelent, ha a viszonzó mozgást forgómozgássá alakítják át (akár egy hajtókaron keresztül). vagy a Nap és a bolygó fogaskerekes rendszerén keresztül).
Működés elve
Lásd a jobb oldali ábrát. A a KAC járónyaláb naplója (csapágya) , amely felfelé és lefelé ringat A körül . H a dugattyú, amely függőleges, de nem vízszintes mozgáshoz szükséges. A tervezés szíve az AB , BE és EG alkotta négyrúd- összekötő elem , az alaprugó pedig AG , mindkét csatlakozás a motor vázán található. A gerenda kőzetében az F pont (amelyet ennek a magyarázatnak az elősegítésére húzzunk, de nem egy markáns pont a gépen) hosszúkás nyolcas alakot (pontosabban Bernoulli lemniscátját ) ír le a levegőben. Mivel a járónyaláb mozgása kis szögre van korlátozva, F csak a nyolcas ábra rövid szakaszát írja le, amely meglehetősen közel van egy függőleges egyeneshez. A nyolcas szimmetrikus, ameddig karok AB és EG egyenlő hosszúságúak, és legegyenesebb amikor az arány a BF , hogy FE megegyezik az AB az EG . Ha a lökethossz (azaz a maximális haladási F ) jelentése S , akkor az egyenes szakasz a leghosszabb, ha a BE körül 2/3 S és AB 1,5 S .
Lehetséges lett volna F-t közvetlenül a dugattyúrúdra csatlakoztatni (a "Watt's linkage" kialakítás), de ettől a gép kényelmetlen formát eredményezett volna, G pedig messze van a járógerenda végétől. Ennek elkerülése érdekében Watt hozzáadta a BCDE párhuzamos kapcsolást, hogy áramszedőt alkosson . Ez garantálja, hogy F mindig egyenesen fekszik A és D között , és ezért D mozgása az F mozgásának nagyított változata . D tehát az a pont, amelyhez a DH dugattyúrúd kapcsolódik. Az áramszedő hozzáadása a mechanizmust is rövidebbé tette, és így a motort tartalmazó épület kisebb lehetett.
Mint már említettük, az F útja nem tökéletes egyenes, hanem csupán közelítés. Watt kialakítása kb. Egy rész eltérését eredményezte 4000-ben az egyenes vonaltól. Később, a 19. században tökéletes egyenes vonalú kapcsolatokat találtak ki, kezdve az 1864-es Peaucellier – Lipkin kapcsolattal .
Lásd még
- Watt kapcsolata
- Peaucellier – Lipkin kapcsolat
- Sarrus kapcsolás - pontos párhuzamos mozgás három dimenzióban
Hivatkozások
- Tábornok
- Linkek cikk az Encyclopædia Britannica 1958-ban.
- Parallel Motion cikk az Encyclopædia Britannica 1911-ben.
- Robert Stuart, A gőzgép leíró története , London, J. Knight és H. Lacey, 1824.
További irodalom
- Mennyire kerek a köröd? (Bryant és Sangwin, 2008) tartalmaz egy fejezetet James Watt párhuzamos mozgásmechanizmusáról