Paralel hareket - Parallel motion

Bu makale mekanikte paralel hareket hakkındadır. Müzikte paralel hareket için bkz. Kontrapuntal hareket .
Watt'ın paralel hareketinin animasyonu

Paralel Hareket bir olan mekanik bağlantı tarafından icat İskoç mühendis James Watt için 1784 yılında çift etkili Watt buhar makinesinin . Çubuğa önemli ölçüde yanal yük getirmeden, bir yay içinde hareket eden bir kirişe hareketi iletmek için pratik olarak yukarı ve aşağı hareket eden bir çubuğa izin verir.

Açıklama

Watt'ın bir pompalama motorundaki paralel hareketi

Newcomen ve Watt tarafından yapılan önceki motorlarda , piston bir zincir kullanarak güç darbesi sırasında yürüyen kirişin bir ucunu aşağı doğru çekerken , pompanın ağırlığı da ikinci bir zincir kullanarak kurtarma stroku sırasında kirişin diğer ucunu aşağı doğru çekiyordu. kirişin sallanma hareketini üreten alternatif kuvvetler. Watt'ın yeni çift etkili motorunda, piston hem yukarı hem de aşağı vuruşlarda güç üretti, bu nedenle kuvveti kirişe iletmek için bir zincir kullanılamazdı. Watt, paralel hareketi, piston çubuğunu dikeye çok yakın tutarken, kuvveti her iki yönde iletecek şekilde tasarladı. Buna "paralel hareket" adını verdi çünkü hem pistonun hem de pompa çubuğunun birbirine paralel dikey olarak hareket etmesi gerekiyordu.

James Watt'ın oğluna yazdığı mektupta elle çizilmiş diyagram .

James Watt, tasarıma nasıl ulaştığını anlatan 1808'de oğluna yazdığı bir mektupta, "Paralel hareketle şimdiye kadar yaptığım diğer icatlardan daha fazla gurur duyuyorum" diye yazdı. Eklediği taslak aslında Watt'ın 1784 patentinde açıklanan bir bağlantı olan Watt'ın bağlantısı olarak bilinen şeyi gösteriyor, ancak paralel hareket hemen yerini aldı.

Paralel hareket, tasarıma eklenmiş bir pantograf bağlantısına sahip olarak Watt'ın bağlantısından farklıydı. Bu, temel prensibi etkilemedi, ancak makine dairesinin daha küçük olmasına izin verdi çünkü bağlantı daha kompakttı.

Newcomen motorunun pistonu, atmosferik basınçla aşağı doğru itildi ve canlı buharla yükseltildi. Watt'ın cihazı, canlı buharın pistonun her iki tarafında doğrudan çalışma için kullanılmasına izin verdi, böylece gücü neredeyse iki katına çıkardı ve aynı zamanda gücü döngü boyunca daha eşit bir şekilde iletti, ileri geri hareketi dönme hareketine dönüştürürken bir avantaj (bir krank aracılığıyla olsun) veya bir Güneş ve gezegen dişli sistemi aracılığıyla).

Çalışma prensibi

Watt'ın paralel hareketinin şeması : A ve G sabit menteşe eklemleridir , F bir eklem değildir, sadece bağlantı üzerindeki bir lemniscate'i takip eden noktayı belirtir . Hareketi D' de BCDE paralelkenarı ile büyütülür .

Sağdaki şemaya bakın. Bir yürüme ışınının dergi (rulman) 'dir KAC yukarı kayalar ve yaklaşık aşağı A . H , yatay değil dikey olarak hareket etmesi gereken pistondur. Tasarımın kalbi AB , BE ve EG'den oluşan dört çubuklu bağlantıdır ve temel bağlantı AG'dir , her iki bağlantı da motorun iskeletindedir. Kiriş sallandıkça, F noktası (bu açıklamaya yardımcı olmak için çizilmiştir, ancak makinenin kendisinde işaretli bir nokta değildir ) havada uzun bir sekiz şeklini (daha doğrusu Bernoulli lemniscate'i ) tanımlar . Yürüyen kirişin hareketi küçük bir açıyla sınırlandırıldığından, F sekiz şeklinin yalnızca dikey düz bir çizgiye oldukça yakın olan kısa bir bölümünü açıklar. Şekil sekiz-uzun kollar olarak simetriktir AB ve EG oranı En düz uzunluğu eşit ve BF için FE Bunun eşleşen AB için EG . Strok uzunluğu (yani, F'nin maksimum hareketi ) S ise , BE 2/3 S civarında ve AB 1.5 S olduğunda düz bölüm en uzundur .

F'yi doğrudan piston çubuğuna bağlamak mümkün olabilirdi ("Watt'ın bağlantı" tasarımı), ancak bu, G'nin yürüme kirişinin sonundan çok uzakta olduğu için makineyi garip bir şekil haline getirebilirdi. Bundan kaçınmak için Watt, bir pantograf oluşturmak için paralelkenar bağlantısı BCDE'yi ekledi . Bu, F'nin her zaman A ve D arasında düz bir çizgide uzandığını ve dolayısıyla D' nin hareketinin F'nin hareketinin büyütülmüş bir versiyonu olduğunu garanti eder . Bu nedenle D , piston çubuğunun DH takılı olduğu noktadır . Pantografın eklenmesi de mekanizmayı kısalttı ve böylece motoru içeren bina daha küçük olabilirdi.

Daha önce de belirtildiği gibi, F'nin yolu mükemmel bir düz çizgi değil, sadece bir yaklaşımdır. Watt'ın tasarımı düz bir çizgiden 4000'de yaklaşık bir parça sapma yarattı. Daha sonra, 19. yüzyılda, 1864 Peaucellier-Lipkin bağlantısından başlayarak mükemmel düz hatlı bağlantılar icat edildi .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Genel
  • Encyclopædia Britannica'daki Bağlantılar makalesi, 1958.
  • Encyclopædia Britannica'daki Parallel Motion makalesi, 1911.
  • Robert Stuart, A Descriptive History of the Steam Engine , Londra, J. Knight ve H. Lacey, 1824.

daha fazla okuma