Što je spojna šipka?

Također poznata kao bočna šipka, spojna šipka se koristi za spajanje pogonskih kotača lokomotive. Spojne šipke se najčešće nalaze na parnim lokomotivama, gdje se snaga mora prenositi na više pogonskih kotača. Parne lokomotive imaju dva klipa, po jedan sa svake strane lokomotive. Budući da postoji samo jedan klip za svaki red pogonskih kotača, klip daje snagu samo jednom od mnogih pogonskih kotača. Spojne šipke pomažu u raspodjeli i prijenosu ove snage na sve pogonske kotače.

Prva lokomotiva koja je ikada koristila spojnu šipku bila je lokomotiva br. 1, koju su 1825. godine izgradili Robert Stephenson and Company. Sama lokomotiva se sastojala od parnog stroja s gredom, gdje je spojna šipka korištena za spajanje grednog stroja s njegovim pogonskim kotačima. To je bio veliki napredak u tehnologiji lokomotiva u to vrijeme, jer je većina lokomotiva koristila lance za prijenos snage. U 1930-ima, spojne šipke su doživjele još jedan napredak kada su korišteni valjkasti ležaji kako bi se smanjilo trenje.

Spojne šipke imaju vrlo sličnu ulogu klipnjači koja se nalazi u većini klipnih motora. Dio kotača gdje se spojna šipka spaja sa samim kotačem je izvan središta, što stvara ekscentrično kretanje. Ovo ekscentrično kretanje potrebno je za rotaciju svih ostalih kotača u sustavu, jer spojne šipke spojene u mrtvoj točki svakog kotača ne bi mogle prenijeti nikakvu snagu. Zbog sile koja se prenosi s klipa lokomotive na kotače i spojnu šipku, gotovo svi kotači lokomotive opremljeni su protutežama. Oni su vrlo slični onome što bi se moglo naći na radilici, gdje je vibracija nastala ekscentričnim gibanjem klipnjače uravnotežena i regulirana utegom na suprotnoj strani radilice.

Jedan od nedostataka lokomotiva koje koriste spojne šipke za prijenos snage je neravnoteža zamaha. Klipovi, zupčanici ventila i klipnjače koji pokreću kotače gotovo uvijek imaju horizontalno kretanje. Budući da se spojna šipka pomiče i vodoravno i okomito dok se kotač okreće, zamah je izvan ravnoteže. Dok protuteža pomaže u smanjenju ozbiljnosti neravnoteže, ona se ne može potpuno eliminirati. To može rezultirati nečim poznatim kao “udaranje”, gdje nevjerojatan zamah od kretanja kotača prema gore može uzrokovati da lokomotiva na trenutak skoči s glave tračnice.