Τι είναι η ράβδος σύζευξης;

Γνωστή και ως πλευρική ράβδος, μια ράβδος ζεύξης χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των κινητήριων τροχών μιας ατμομηχανής μεταξύ τους. Οι ράβδοι ζεύξης βρίσκονται πιο συχνά σε ατμομηχανές, όπου η ισχύς πρέπει να μεταδίδεται σε πολλαπλούς κινητήριους τροχούς. Οι ατμομηχανές έχουν δύο έμβολα, με ένα σε κάθε πλευρά της ατμομηχανής. Δεδομένου ότι υπάρχει μόνο ένα έμβολο για κάθε σειρά κινητήριων τροχών, το έμβολο παρέχει ισχύ απευθείας μόνο σε έναν από τους πολλούς κινητήριους τροχούς. Οι ράβδοι ζεύξης βοηθούν στη διανομή και μεταφορά αυτής της ισχύος σε όλους τους κινητήριους τροχούς.

Η πρώτη ατμομηχανή που χρησιμοποίησε ποτέ ράβδο ζεύξης ήταν η Locomotion Νο. 1, η οποία κατασκευάστηκε το 1825 από τον Robert Stephenson and Company. Η ίδια η ατμομηχανή αποτελείται από μια ατμομηχανή δέσμης, όπου μια ράβδος σύζευξης χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση του κινητήρα δέσμης με τους κινητήριους τροχούς του. Αυτή ήταν μια τεράστια πρόοδος στην τεχνολογία ατμομηχανών εκείνη την εποχή, καθώς οι περισσότερες ατμομηχανές χρησιμοποιούσαν αλυσίδες για τη μεταφορά ισχύος. Στη δεκαετία του 1930, οι ράβδοι ζεύξης είδαν μια άλλη πρόοδο όταν χρησιμοποιήθηκαν ρουλεμάν κυλίνδρων για τη μείωση της τριβής.

Οι ράβδοι ζεύξης παίζουν πολύ παρόμοιο ρόλο με μια μπιέλα που υπάρχει στους περισσότερους παλινδρομικούς κινητήρες. Το τμήμα του τροχού όπου η ράβδος ζεύξης συνδέεται με τον ίδιο τον τροχό είναι εκτός κέντρου, γεγονός που δημιουργεί μια έκκεντρη κίνηση. Αυτή η έκκεντρη κίνηση είναι απαραίτητη για την περιστροφή όλων των άλλων τροχών του συστήματος, καθώς οι ράβδοι ζεύξης που συνδέονται στο νεκρό κέντρο κάθε τροχού δεν θα μπορούσαν να μεταφέρουν καμία ισχύ. Λόγω της δύναμης που μεταφέρεται από το έμβολο της ατμομηχανής στους τροχούς και τη ράβδο ζεύξης, σχεδόν όλοι οι τροχοί της ατμομηχανής είναι εξοπλισμένοι με αντίβαρα. Αυτά είναι πολύ παρόμοια με αυτά που θα έβρισκε κανείς σε έναν στροφαλοφόρο άξονα, όπου η δόνηση που δημιουργείται από την έκκεντρη κίνηση μιας μπιέλας εξισορροπείται και ρυθμίζεται από ένα βάρος στην αντίθετη πλευρά του στρόφαλου.

Ένα από τα μειονεκτήματα των ατμομηχανών που χρησιμοποιούν ράβδους ζεύξης για τη μεταφορά ισχύος είναι η ανισορροπία της ορμής. Τα έμβολα, τα γρανάζια βαλβίδων και οι μπιέλες που κινούν τους τροχούς έχουν σχεδόν πάντα μια οριζόντια κίνηση. Δεδομένου ότι η ράβδος ζεύξης κινείται τόσο οριζόντια όσο και κάθετα καθώς περιστρέφεται ο τροχός, η ορμή είναι εκτός ισορροπίας. Ενώ οι αντισταθμίσεις βοηθούν στη μείωση της σοβαρότητας της ανισορροπίας, δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε κάτι που είναι γνωστό ως «σφυροκόπημα», όπου η απίστευτη ορμή από την ανοδική κίνηση των τροχών μπορεί να κάνει την ατμομηχανή να πηδήξει στιγμιαία από την κεφαλή της σιδηροτροχιάς.