Haste de acoplamento - Coupling rod
Uma haste de acoplamento ou haste lateral conecta as rodas motrizes de uma locomotiva . As locomotivas a vapor, em particular, costumam tê-los, mas algumas locomotivas a diesel e elétricas , especialmente as mais antigas e manivelas , também os têm. As hastes de acoplamento transferem a força de tração para todas as rodas.
Desenvolvimento
A Locomotion No. 1 foi a primeira locomotiva a empregar hastes de acoplamento em vez de correntes . Na década de 1930, foram desenvolvidas hastes de acoplamento de rolamentos de rolos confiáveis .
Tolerância para movimento vertical
Em geral, todos os veículos ferroviários possuem suspensão por mola ; sem molas, as irregularidades na via podem levantar as rodas do trilho e causar danos por impacto aos trilhos e aos veículos. As rodas motrizes são normalmente montadas de modo que tenham cerca de 1 polegada (2,5 cm) de movimento vertical. Quando há apenas 2 eixos acoplados, esta amplitude de movimento coloca apenas uma leve tensão nos pinos da manivela . Com mais eixos, no entanto, deve-se tomar providências para permitir que cada eixo se mova verticalmente, independentemente dos outros, sem dobrar as hastes. Isso pode ser feito dobrando a haste lateral em cada pino de manivela intermediário, usando o próprio pino como um pino de dobradiça ou adicionando uma junta de dobradiça adjacente ao pino, conforme mostrado na ilustração.
Uma alternativa é usar uma haste lateral que abrange vários eixos com uma culatra scotch usada em cada eixo intermediário. Essa abordagem era bastante comum quando as hastes laterais eram usadas para ligar um eixo maciço a 2 ou mais rodas motrizes em locomotivas elétricas e algumas das primeiras locomotivas de combustão interna. A locomotiva Swiss Ce 6/8 II Crocodile é um exemplo proeminente, mas havia outras.
Equilíbrio
A fixação fora do centro da haste de acoplamento ao pino da manivela da roda motriz cria inevitavelmente um movimento excêntrico e vibração quando em movimento. Para compensar isso, as rodas motrizes de uma locomotiva interna sempre tiveram contrapesos embutidos para compensar o momento angular das hastes de acoplamento, conforme mostrado nas figuras acima. Nas locomotivas fora do chassi , o contrapeso pode estar na própria roda motriz, ou na manivela fora do chassi, conforme mostrado na figura ao lado.
Onde o movimento das hastes laterais é puramente circular, como em locomotivas acionadas por eixos macacos ou transmissão por engrenagem para um condutor, os contrapesos podem equilibrar essencialmente todo o movimento das hastes laterais. Onde parte do movimento é não circular, por exemplo, o movimento horizontal de uma haste de pistão, contrapesos nas rodas ou eixos de tração não podem ser feitos para equilibrar todo o conjunto perfeitamente. Em uma roda motriz suportando ambas as hastes laterais e a haste de conexão a um pistão , o contrapeso necessário para equilibrar o movimento horizontal do pistão e da haste seria mais pesado do que o contrapeso necessário para equilibrar o peso vertical das hastes. Como resultado, um contrapeso escolhido para minimizar a vibração total não minimizará o componente vertical da vibração.
O componente vertical da vibração que não pôde ser eliminado devido ao peso necessário para equilibrar os pistões é chamado de martelamento . Isso é destrutivo para a locomotiva e para o leito da estrada. Em algumas locomotivas, esse martelar pode ser tão intenso que, em alta velocidade, os motoristas pulam alternadamente da cabeceira do trilho e batem com força nos trilhos conforme as rodas completam sua rotação. Infelizmente, o martelamento é inerente às locomotivas a vapor convencionais de dois cilindros movidas a pistão e essa é uma das várias razões pelas quais elas foram retiradas de serviço.
Materiais
Inicialmente, as hastes de acoplamento eram feitas de aço . À medida que a tecnologia avançava e materiais melhores se tornavam disponíveis, as bielas foram fabricadas com ligas mais leves e fortes , o que por sua vez permitia contrapesos menores e também reduzia o martelamento.