스팀 스프링

Steam spring
1826 US engraving of "the rear and side view of George Stephenson's steam locomotive and railroad cars of the Stockton and Darlington Railway". The drive chain linking the two axles of the locomotive may be seen, as can the short vertical pipes above each wheel, containing the steam springs.
1814년경[1] 스티븐슨 4륜 기관차

증기 스프링 또는 증기 서스펜션은 조지 스티븐슨이 설계하고 건설한 일부 초기 증기 기관차에 사용되는 서스펜션의 한 형태다.그것들은 단지 잠깐 사용되었을 뿐이고 10개 미만의 기관차에 사용되었을 수도 있다.

현수 요건

A line of cast-iron fishbelly rail sections, each a yard long, between stone block sleepers
주철 어류 난간

초기 철도는 주철 어류 철도를 사용했다.이것들은 부서지기 쉬웠고 충격 하중에 금이 가기 쉬웠다.1820년대의 신형 증기 기관차는 앞선 판잣거리의 마차보다 훨씬 무거웠다.이 시기의 기관차는 보일러 내부에 설치된 수직 실린더도 사용했다.움직이는 피스톤의 수직력은 더 나아가 해머 타격을 일으켜 레일에 가해지는 하중을 증가시켰다.

또 다른 정지 이유는 바퀴와 레일 사이의 마찰 접촉을 개선하기 위함이었다.이는 양호한 접촉 유지에 의존했기 때문에 고르지 않은 선로 위로 휠이 잘 고정되어야 한다.[2]매끄러운 철제 바퀴와 레일 사이의 마찰이 불충분할 것으로 생각되었기 때문에 이때 기차를 끌 수 있는 '접착' 기관차의 능력은 많은 의문이 제기되었다.그의 살라망카와 함께 블렌킨솝과 같은 일부 디자이너들은 톱니 시스템이 필요할 것이라고 생각했다.Stephenson은 바퀴와 레일 사이에 좋은 접촉이 유지될 수 있다면 마찰 접착만으로도 충분할 수 있다고 믿었다.

증기 스프링

A six-wheeled Stephenson locomotive, with the pipes for the steam springs shown sectioned, revealing the pistons
1877년 '1815 스티븐슨 기관차'[3]라는 제목의 그림으로, 듀크와 비슷하지만 플랜지 휠과 판 체인이 있고 중앙 스프로킷 휠이 부족하다.

이러한 초기 기관차의 당시에는 기관차의 무게를 실어 나르기에 적합한 강철 용수철을 단조할 방법이 아직 없었다.헌츠먼의 도가니 공정 이후 고품질의 강철을 구할 수 있었지만, 여전히 '반정밀 금속'[4]으로 간주될 정도로 가격이 비쌌다.베세머의 변환기가 값싼 벌크 강철을 사용할 수 있게 만들기까지 40년이 더 걸릴 것이다.비슷한 문제가 안전밸브에 영향을 미쳐 나중에 나타나는 유비쿼터스 강철 코일 스프링이 아니라 죽은 무게나 해크워스의 부피가 큰 잎샘에 의존하게 만들었다.[5]

스티븐슨의 '스팀 서스펜션'은 각각의 바퀴에 '스팀 스프링'을 제공했다.수직 실린더는 보일러 바닥, 각 축 위, 측면에 쌍으로 상쇄되었다.스티븐슨의 기관차의 차대나 프레임은 구조적인 강도를 거의 제공하지 못했는데, 그 대부분은 보일러의 껍데기에서 나온 것이었다.각 실린더 내부에서 피스톤이 차축의 하중을 전달하고 보일러 내 증기압력에 대해 위쪽으로 눌렀다.[6]지름이 몇 인치밖에 안 되는 피스톤은 기관차의 무게 균형을 맞추기에 충분했다.액슬박스 베어링은 보일러 아래의 나무틀에 부착된 경적판 안에서 수직으로 미끄러질 수 있다.

피스톤 밀봉은 이 시기에는 영구적인 문제였다.저압에서 작업하는 대형 고정 엔진의 경우 가죽 컵 세척기, 입석 물 웅덩이, 심지어 소똥까지 다양한 방법으로 밀봉되었다.정지해 있는 증기 기관을 이동 증기 기관차로 전환하는 데 필수적인 부분이었던 작업 압력이 증가함에 따라 피스톤 실에 대한 수요는 더욱 증가하였다.피스톤은 이제 대부분 오크룸 로프를 홈으로 감싸고, 종종 탈록으로 얼룩지게 함으로써 밀폐되었다.로프 씰을 촉촉하게 유지하여 부풀게 하는 것은 좋은 씰을 달성하는 데 중요한 요소로 인식되었다.증기 스프링 실린더는 보일러 하부의 수선 아래쪽에 있어 밀폐가 잘 될 것으로 예상됐다.그런데도 계속 누수 문제를 내다가 결국 제거되고 철이나 강철 잎샘으로 대체되었다.[7]1831년 우드는 킬링워스 기관차 중 하나를 예시하고 있는데, 지금은 금속 잎 스프링과 연결봉이 장착되어 있다.[8][9]

킬링워스 콜리에리 기관차

조지 스티븐슨의 첫 기관차는 1814년의 블뤼처였다.[6][i]이것은 바퀴가 스퍼 기어로 연결된 사륜 기관차였다.플랜지형 바퀴가 달린 엣지 레일의 상대적으로 새로운 기술에 대한 트랙션이 좋지 않아, 그것들과 좋은 접촉을 유지하는 문제에 처하게 되었다.이것은 '킬링워스 콜리어리 기관차'[ii]로 알려진 초기 스티븐슨 기관차 중 첫 번째였다.스테판슨의 다음 디자인은 이것의 개발이었는데, 여전히 4개의 바퀴가 달려있지만, 지금은 체인 드라이브를 사용하여 그것들을 서로 결합시킨다.[11]이것이 증기 스프링을 사용한 그의 첫 기관차였다.[1]

더 듀크

Stephenson은 기관차 건설자로서 명성을 얻었고 스코틀랜드에서 사용할 최초의 기관차를 Kilmarnock과 트로온 철도에 건설하기 위해 접근했다.공작은 바퀴가 여섯 개 달린 더 크고, 킬링워스 기관차와 같은 체인 드라이브와 증기 스프링을 사용했다.이 기관차는 외부 고객을 위해 제작될 예정이었기 때문에, 스티븐슨은 더 이상 킬링워스의 작업장 시설을 이용할 수 없었고, 그래서 그것은 그의 친구 윌리엄 로스의 뉴캐슬의 워커 아이언웍스에서 제작되었다.[7]이 기관차의 개선사항은 1816년 9월 30일 Losh와 공동으로 제출한 특허에 상세하게 설명되었다.

공작은 아마도 1817년에[12] 완성되어 킬마녹에서 운행되었을 것이지만, 철도 파손의 문제를 계속한 것 같다.그것은 1824년 10월, 엘긴 백작에게 파이프의 철도를 위해 팔렸지만, 레일에 비해 너무 무거워서 찰스타운에 있는 채석장에서 고정식 펌핑 엔진으로 사용되었고, 1830년부터 던페름라인 근처의 한 광장에서 그 이후의 운명은 기록되지 않았다.

더 듀크의 스코틀랜드 묘사는 대부분 킬링워스 기관차나 심지어 스티븐슨의 로켓에 기초하여 부정확하지만, 1914년에 기념 은 모델이 100주년을 위해 만들어졌고 이것만으로도 증기 스프링의 6개의 바퀴와 실린더를 보여주는 것으로 정확해 보인다.[13]

헤튼 콜리에리 기관차

1820년에서 1822년 사이에 헤튼 콜리리에 5대의 기관차가 건설되었는데, 그 중 4대의 이름이 다음과 같다.쳇톤, 다트, 다트, 다치호, 별.[7][14]이것들은 공작과 비슷한 디자인이었지만, 3'9" 바퀴가 달린 사륜구동이었다.그들은 증기 스프링으로 건설되었다가 나중에 증기 누출 문제로 제거되었다.[7]

1852년, 리옹은 이러한 초기 헤튼 기관차의 복제품으로 지어졌다.

후기 기관차 및 기관차

A modern replica of Locomotion, showing the features it introduced of external coupling rods and Hackworth's stronger two-piece disc wheels
커플링 로드 및 Hackworth 2부 디스크 휠이 있는 이동성(리플리카)

이후 기관차들이 증기 샘을 버렸다.1825년 스톡턴과 달링턴 철도의 로코모션에는 스프링이 제공되지 않았다.스프링은 없었지만, 레일과 바퀴가 잘 닿도록 측면 보상이 제공되었다.차축 중 하나는 중앙으로 회전하여 좌우로 기울 수 있는 '캐논 박스' 베어링에 실려 있었다.[15]비록 기관차가 안정적으로 주행할 수 있는 것은 아니지만, 바퀴가 고르지 않은 선로를 따라갈 수 있도록 했다.바퀴 사이에 이 대포 상자가 존재했기 때문에 이전의 중앙 구동 체인의 사용을 막았고 그래서 스티븐슨은 처음으로 유비쿼터스 커플링 로드를 채택했다.스팀 스프링과 비교하여 서스펜션의 이동을 줄임으로써 한 축이 다른 축에 비해 이동할 때 효과적인 축간거리의 변화를 피할 수 있었기 때문에 자유 주행 커플링 로드의 제공도 쉬워졌다.

이 놀이기구는 원래 8개의 스포크된 주철 바퀴를 망가뜨렸기 때문에 Hackworth에 의해 그의 독특한 2개의 주철 디스크 바퀴로 대체되었고, 동심원 부분들 사이에 나무 쐐기가 있었다.[15]철도의 파손은 더 강한 레일을 사용함으로써 이 때쯤 줄어들었다.로스가 원래 스티븐슨이 잠시 동업했던 그의 제철소에서 주철 레일을 공급할 것으로 예상했었기 때문에 이 새로운 연마철 철도는 스티븐슨과 로스 사이의 균열의 근원이 되어왔다.스티븐슨은 대신 존 버킨쇼의 베들링턴 철공소에서 개량된 철로를 사용하기로 했다.

메모들

  1. ^ 최근 장학금에는 스티븐슨의 1814년 블뤼허의[10] 선친이 있다.
  2. ^ 다양한 킬링워스 기관차가 언제 만들어졌고, 그 다양한 설계의 세부사항들이 잘못 보도된 것만 해도 알 수 없다.

참조

  1. ^ a b Strickland, William (1826). "G. Stephenson's Patent Locomotive Engine" (engraving).
  2. ^ Warren, J.G.H. (1970) [1923]. A Century of Locomotive Building. David & Charles. p. 24. ISBN 0-7153-4378-5.
  3. ^ Thurston, Robert H. (1878). A History of the Growth of the Steam-Engine.
  4. ^ Jones, M.H. (2011). The Brendon Hills Iron Mines and the West Somerset Mineral Railway. Lightmoor Press. p. 16. ISBN 9781899889-5-3-2.
  5. ^ "Hackworth spring safety valve" (Image of museum exhibit). National Railway Museum. 1830.
  6. ^ a b Thurston(1878), 페이지 187.
  7. ^ a b c d Lowe, James W. (1975). "George Stephenson". British Steam Locomotive Builders. Guild Publishing. pp. 606–607. ISBN 0900404213.
  8. ^ Wood, Nicholas (1825). A Practical Treatise on Rail-roads and Interior Communication in General. London: Knight & Lacey. p. Plate VII.
  9. ^ 베일리(2014), 페이지 32.
  10. ^ Bailey, Michael R. (2014). "The George Stephenson Types, 1820s". Loco Motion. The History Press. p. 31. ISBN 978-0-7524-9101-1.
  11. ^ 스테판슨의 킬링워스 기관차, 1815년, 1829년, 무명의 작가, 에 새겼다.
  12. ^ Brotchie, Alan W; Jack, Harry (2007). Early Railways of West Fife. Catrine: Stenlake Publishing. pp. 49–53. ISBN 978-1-84033-409-8.
  13. ^ "Troon's icon of industry: the first railway locomotive in Scotland". South Ayrshire History Blog. South Ayrshire Libraries. 16 October 2012.
  14. ^ 서스턴(1878), 페이지 190.
  15. ^ a b 베일리(2014), 페이지 35–36.